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WISSENSCHAFT: Künstliche Diamanten infographic

Kommerzieller Glanz künstlicher Diamanten

06/06/2018
Graphic News

June 5, 2018 -- Künstliche Diamanten -- mittels Chemical Vapour Deposition (CVD) hergestellt --wachsen in einem kohlenstoffhältigem Plasma heran. Lagen von Carbonatomen erzeugen chemisch idente Steine, die sonst im Boden gefunden werden.

Die ersten synthetischen Diamanten wurden 1953 in Schweden erzeugt. Das Verfahren war ein Hochdruck-Hochtemperatur Prozess, eine Kopie der Natur.

1989 kam es zu einem Technologiesprung, als das Diamond Research Laboratory (DRL) – später wurde daraus De Beers' Element Six – Synthese von Diamanten mittels Niederdruck CVD entwickelte.

Ein Diamant ist ein Riesenmolekül von Kohlenstoffatomen. Mittels CVD, bilden sich Diamanten in einem Hochtemperatur Plasma (ionisiertes Gas) Mix aus Wasserstoff und Methan, bei sehr niedrigem Druck in einer Vakuumkammer. Ein echter Diamantsplitter dient als Basis für das Wachsen der Diamanten.

Ein fundamentales Problem der Diamantensynthese ist die allotrope Natur von Kohlenstoff. Unterschiedliche physikalische Formen des Elements sind Diamanten, Graphit und Buckminsterfulleren oder "buckyballs" -- Graphit, nicht Diamant ist die stabile kristalline Phase von Kohle.

DRL's Durchbruch war die Entdeckung der optimalen Gasmischung und Temperatur für das Wachstum von Diamanten. Unter Einsatz von hoch-saturierten Wasserstoff-Atomen bilden die Carbonatome dreidimensionale tetraedische Diamantverbindungen im Gegensatz zu den weicheren Verbindungen von Graphit.

Abgesehen von Schmuck werden synthetische Diamanten für kommerzielle Anwendungen benötigt, wie bei Öl- und Gasbohrungen oder in der modernen Elektronik. Synthetische Diamanten sind die Kandidaten für Quantencomputer, die Aufgaben zu lösen haben, die klassische Computer nicht lösen können.


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