الترسيب الكيميائي للبخار الكيميائي (CVD) هو طريقة تُستخدم لزراعة الماس من خليط غاز هيدروكربوني. تتضمن العملية وضع بذرة ألماس رقيقة في حجرة محكمة الغلق، وتسخينها إلى حوالي 800 درجة مئوية، وملء الحجرة بغاز غني بالكربون مثل الميثان الممزوج بغازات أخرى. وتتأين الغازات، مما يؤدي إلى كسر روابطها الجزيئية والسماح للكربون النقي بالالتصاق ببذرة الألماس. يتراكم هذا الكربون بعد ذلك ذرة بعد ذرة وطبقة بعد طبقة، مكوناً بلورة ألماس جديدة.
الشرح التفصيلي:
-
تحضير بذرة الألماس:
-
تبدأ العملية باختيار شريحة رقيقة من بذرة الماس، يبلغ سمكها عادةً حوالي 300 ميكرون وحجمها 10×10 مم. وغالباً ما يتم الحصول على هذه البذرة من ألماس سبق إنشاؤه معملياً. ويتم تنظيفها جيداً لضمان عدم وجود أي عيوب، حيث أن أي شوائب قد تنمو لتصبح شوائب في الألماسة الجديدة.إعداد الحجرة
-
توضع بذرة الألماس التي تم تنظيفها في حجرة محكمة الغلق. ويُعد الإغلاق أمراً بالغ الأهمية لمنع دخول أي غازات خارجية قد تؤثر على نقاء وجودة الألماس الذي تتم زراعته.
-
إدخال الغازات:
-
يتم بعد ذلك ملء الحجرة بمزيج من الغازات الغنية بالكربون، وعادةً ما يكون الميثان مع الهيدروجين. وفي بعض الأحيان، يمكن إضافة النيتروجين لتسريع العملية، على الرغم من أن ذلك قد يؤدي إلى ظهور لون مصفر في الألماس، وهو ما يتجنبه منتجو الألماس الاصطناعي عالي الجودة عموماً.التسخين والتأين:
-
يتم تسخين الغازات الموجودة داخل الحجرة إلى درجات حرارة عالية جداً، تبلغ عادةً حوالي 800 درجة مئوية. ودرجة الحرارة العالية هذه ضرورية لتكسير الغاز المحتوي على الكربون والهيدروجين، مما يسهل تكوين المجموعات التفاعلية. ثم يتم تأين الغازات بعد ذلك، وغالبًا ما يتم ذلك باستخدام الموجات الدقيقة أو الليزر، مما يكسر الروابط الجزيئية في الغازات.
-
الترسيب والنمو:
تؤدي عملية التأيّن إلى تكسير جزيئات الغاز، ما يسمح للكربون النقي بالالتصاق ببذرة الماس. يتراكم هذا الكربون ببطء على البذرة مشكلاً روابط ذرية قوية مع بنية الماس الموجودة. ويحدث النمو طبقة بعد طبقة، حيث تزيد كل طبقة من حجم بلورة الألماس وتعقيدها.
بيئة محكومة:
