إن تشكيل الألماس عملية رائعة تتطلب درجات حرارة وضغوطاً عالية للغاية.
لتكوين الماس الخام، يجب أن تصل الظروف إلى حوالي 2500 درجة فهرنهايت و825000 رطل لكل بوصة مربعة في الضغط.
وتوجد هذه الظروف القاسية بشكل طبيعي على عمق 100 ميل تحت سطح الأرض.
يحدث تكوّن الألماس عادةً على أعماق تزيد عن 150 كم تقريباً، مع إمكانية تكوّنه على عمق يصل إلى حوالي 1500 كم.
ويرتبط الماس عادة بصخور الكمبرلايت الصخرية.
ويتبلور عندما يكون الكمبرلايت في شكل صهارة.
ثم ينتقل الماس بعد ذلك عندما يتم دفع الكمبرلايت إلى الأعلى بفعل الضغط الزائد الذي يمارسه ثاني أكسيد الكربون.
وبعد قذفه بالقرب من سطح الأرض، يمكن أن يبقى الألماس في ثوران الكمبرلايت أو يتوزع في الرواسب الغرينية بالقرب من الأنهار والبحر من خلال عمليات التعرية الطبيعية.
ويمكن أيضاً تصنيع الألماس الاصطناعي باستخدام تقنيات التصنيع عالية الضغط والحرارة العالية (HPHT).
وهناك ثلاث عمليات أساسية مستخدمة: المكبس الحزامي، والمكبس المكعب، والمكبس الكروي المنفصل (BARS).
تهدف كل عملية إلى خلق بيئة ذات ضغط ودرجة حرارة مرتفعين للغاية حيث يمكن أن يحدث نمو الألماس.
يتم وضع بذرة ألماس صغيرة في الكربون وتعريضها لهذه الظروف لتسهيل نمو الألماس.
على سبيل المثال، يستخدم مكبس الحزام السندان العلوي والسندان السفلي لتوليد ضغط يزيد عن 1.5 مليون رطل لكل بوصة مربعة ودرجة حرارة أعلى من 2000 درجة مئوية.
وفي هذه البيئة، يذوب الكربون النقي ويبدأ في التشكّل في شكل ألماس حول بذرة البادئ.
ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن معظم الألماس المصنوع من قبل الإنسان الذي يتم إنتاجه اليوم ليس من نوعية الأحجار الكريمة ويستخدم في المقام الأول في التطبيقات الصناعية.
كما بُذلت جهود لتخليق الألماس عند درجات حرارة وضغط أقل.
ففي عام 1953، تم تحقيق نمو الألماس على سطح بلورة بذرة ألماس طبيعية عند درجة حرارة تبلغ حوالي 900 درجة مئوية باستخدام التحلل الحراري للغازات المحتوية على الكربون.
وقد سبقت هذه التقنية طريقة الضغط العالي والحرارة العالية (HPHT) التي طورتها شركة جنرال إلكتريك في عام 1955.
وفي الظروف المختبرية، يمكن تصنيع الماس باستخدام مصادر كربون متنوعة، تتراوح بين الهياكل الصفرية الأبعاد (0-D) والثلاثية الأبعاد (3-D).
ويحدد اختيار مصدر الكربون طريقة التخليق المستخدمة، والتي يمكن أن تتراوح بين التخليق عالي الضغط والترسيب الكيميائي بالبخار (CVD).
ومن المهم ملاحظة أن خصائص الألماس المركب مخبرياً تتطابق تقريباً مع خصائص الألماس أحادي البلورة الذي يتكون طبيعياً.
مواصلة الاستكشاف، استشر خبرائنا
اكتشف أسرار تكوين الماس وتركيبه باستخدام أحدث معدات KINTEK المختبرية!
من غرف الضغط العالي إلى التحكم الدقيق في درجة الحرارة، ستساعدك منتجاتنا على استكشاف العالم الرائع لتكوين الألماس.
اكتشف إمكانيات جديدة في علوم المواد والجيولوجيا وغيرها.
هل أنت مستعد للشروع في رحلتك العلمية؟ اتصل ب KINTEK اليوم وأحدث ثورة في أبحاثك!