Når grafit udsættes for meget høj temperatur og tryk, ændrer det en diamant?

Under normale forhold er grafit den mere stabile form for kulstof sammenlignet med diamant. Men når de udsættes for ekstremt højt tryk og temperatur, omarrangerer carbonatomerne i grafit sig selv til en mere kompakt og stiv krystalstruktur og danner diamant.

Det høje tryk og temperaturforhold, der kræves for at grafit omdannes til diamant, kan opnås ved hjælp af forskellige metoder:

1. Højtryks- og højtemperatursyntese (HPHT):I HPHT-metoden anbringes grafit i en presse, der påfører et enormt tryk sammen med høj temperatur. Trykket varierer typisk fra 5 til 7 GigaPascal (GPa), og temperaturen kan nå op på cirka 1200 til 1600 grader Celsius. Disse forhold tvinger carbonatomerne i grafit til at omkonfigurere sig til diamantstrukturen.

2. Kemisk dampaflejring (CVD):I CVD indføres en blanding af methan (CH4) og hydrogen (H2) gasser i et vækstkammer, hvor et diamantfrø er placeret. Gasserne opvarmes, og efterhånden som de nedbrydes, aflejres kulstofatomer på frøet og danner gradvist et diamantlag. CVD-syntese forekommer typisk ved lavere tryk sammenlignet med HPHT-syntese, der spænder fra 0,1 til 1 MPa, men kræver højere temperaturer, normalt mellem 700 og 1200 grader Celsius.

Diamanterne fremstillet gennem disse syntesemetoder har forskellige industrielle og dekorative anvendelser. Syntetiske diamanter er meget udbredt i industrier som skæring, boring, slibning og polering på grund af deres exceptionelle hårdhed og varmeledningsevne. De finder også anvendelse inden for elektroniske komponenter, optik og andre højteknologiske områder. Derudover kan syntetiske diamanter skabes til smykkeformål, hvilket tilbyder et mere overkommeligt alternativ til naturlige diamanter.