Diamante sintético en China

Shen Caiqing

Autor: Shen Caiqing, primer vicepresidente del Comité Profesional de Piedras Artificiales de la Asociación de Piedras Artificiales de China, segundo y tercer vicepresidente ejecutivo y secretario general de Geología de Beijing. , Ingeniero superior de Industria Nuclear en el laboratorio de simulación de mineralización del instituto.

I. Propiedades del Diamante

La composición química del diamante es carbono (C) y puede contener impurezas como boro y nitrógeno.

Estado cristalino: cristal.

Sistema cristalino: Sistema cristalino equiaxial. Las formas cristalinas comunes incluyen octaedro, dodecaedro romboédrico, cubo y otras formas cristalinas. El cristal a menudo presenta líneas de crecimiento escalonadas, conos de crecimiento o grabados.

Colores comunes: ① Serie blanca, de incoloro a amarillo claro, marrón claro. ② Serie de colores, amarillo oscuro, marrón, gris, azul claro a oscuro, verde, naranja, rosa, rojo, morado y ocasionalmente. negro.

Brillo: brillo de diamante.

Dureza Mohs: 10.

Densidad: (3,52±0,01) g/cm3.

Características luminosas: homogénea, con alguna extinción anormal.

Índice de refracción: 2.417:

Índice de refracción: 2.417.

Birrefringencia: Ninguna.

Dispersión: 0,044.

Fluorescencia ultravioleta: la fluorescencia de onda larga varía de nula a fuerte, y los colores de fluorescencia incluyen azul, amarillo, naranja, rosa, etc. La fluorescencia de onda corta es más débil que la fluorescencia de onda larga.

Propiedades especiales: La conductividad térmica del diamante es superior a la de todos los demás materiales (excepto la moderna moissanita sintética). Además, su luminiscencia también es bastante especial cuando el diamante se expone al sol. emitirán un color azul verdoso claro; la mayoría de ellos emiten fluorescencia azul cielo o azul claro bajo irradiación de rayos X, y muy pocos no emiten fluorescencia, emiten luz azul o verde bajo irradiación de rayos catódicos.

Ya sean diamantes naturales o artificiales, son muy estables a todos los ácidos. Incluso a altas temperaturas, los ácidos no tendrán ningún efecto sobre los cristales de diamante; sin embargo, los diamantes son resistentes a los álcalis que contienen oxígeno; sales y metales. Se corroe fácilmente en disolventes. Dado que el diamante está compuesto de carbono, puede arder en oxígeno puro a una temperatura de 700-780°C, también puede arder en aire cuando se calienta continuamente a 800-1000°C en condiciones de vacío de 800-1700°C; la capa delgada en la superficie del cristal tiene un fenómeno de grafitización, sin ningún cambio en el interior, en el gas inerte, por encima de aproximadamente 1700 ° C, todo el cristal se grafitiza rápidamente y finalmente se convierte en polvo de grafito. La temperatura inicial de la grafitización cambia con el cambio de cristalización. . Cambia entre 1600 y 1800 ℃. La temperatura de fusión del diamante es (3700±100)℃. Los cristales de diamante defectuosos tienden a agrietarse cuando se calientan, pero los cristales de diamante bien cristalizados se pueden calentar a 1800 ~ 1850 ℃ y enfriar rápidamente. En este momento, no solo no se destruyen, sino que se elimina la tensión local y los cristales se fortalecen.

El cristal de diamante más común es el octaedro, seguido del romboédrico, y los verdaderos cubos son raros. El diamante tiene la mayor dureza, pero es fácil de agrietarse. La cara más propensa a agrietarse es la (111) con el mayor espacio entre redes a lo largo del plano cristalino. Esta cara también se llama "cara de escisión" del diamante. famoso diamante "Cullinan". La piedra original pesa 3106,9 quilates y utiliza la superficie de hendidura del diamante. El famoso diamante "Cullinan" que pesa 3106,9 quilates se divide en muchos pedazos pequeños utilizando el plano de división del diamante. Para diamantes con cristales intactos y sin defectos evidentes, la presión para partir el cristal está entre 300 y 1000 N/cm2.

2. Historia, métodos y principios de la síntesis del diamante

1. Historia del diamante sintético

El diamante sintético fue probado con éxito por primera vez en 1953 por el Empresa suiza ASEA, pero no reportado. El 15 de febrero de 1955, la General Electric Company de Estados Unidos tomó la iniciativa al informar sobre el éxito del cultivo artificial de diamantes y obtuvo el derecho a la invención. Desde entonces, países de todo el mundo han llevado a cabo experimentos y desarrollo de diamantes artificiales. Inicialmente, sólo se podían sintetizar grandes cantidades de diamantes pequeños, de baja calidad y de grado industrial, principalmente para aplicaciones industriales. Sin embargo, se han hecho esfuerzos para cultivar monocristales de diamantes grandes y de alta calidad. Finalmente, en 1970, General Electric Company de los Estados Unidos anunció que había utilizado el método de la semilla de cristal para cultivar un diamante con calidad de gema de 5 a 6 mm en 7 días, con un peso de cristal de aproximadamente 1 quilate.

Más tarde, se dedicaron a investigar cómo aumentar la tasa de crecimiento de los cristales y lograron hacer crecer los diamantes mencionados anteriormente del mismo tamaño en solo unas decenas de horas. En 1992, la empresa sintetizó un súper diamante con una conductividad térmica dos veces mayor que la de los diamantes naturales, en partículas de 3 quilates. La empresa De Beers en Sudáfrica pudo cultivar diamantes con calidad de gema a principios de la década de 1970. En 1987, cultivó un gran monocristal de 11,14 quilates, que era un diamante de cristal octaédrico sesgado de color amarillo claro y transparente. En 2006, se anunció que había cultivado un gran diamante monocristalino de 14,3 quilates. Los datos muestran que la empresa luego sintetizó cristales de diamante de color amarillo-marrón. La rama siberiana de la Academia Soviética de Ciencias anunció en 1990 el desarrollo de diamantes con calidad de gema de 7,5 mm y 1,5 quilates de diferentes colores. Actualmente son el único país del mundo que puede comercializar diamantes sintéticos (a menudo llamados diamantes procesados). Hoy en día, Tairus, una empresa conjunta ruso-tailandia, produce diamantes sintéticos para diamantes sueltos y joyería engastada con diamantes. Se informa que Estados Unidos compró a Rusia la tecnología para sintetizar diamantes con calidad de gema, por lo que también aparecieron en el mercado diamantes sintéticos producidos en Estados Unidos.

2. La historia del desarrollo del diamante artificial de mi país

El diamante artificial de mi país logró el éxito en 1963. Debido a la tecnología relativamente madura y a los fabricantes especializados en equipos de producción, la oferta supera la demanda. Y un gran número de empresas de municipios y aldeas pueden producir. Según las estadísticas de 1998, hay alrededor de 3.000 fábricas de diamantes artificiales en mi país, con una producción anual de alrededor de 500 millones de quilates. Sin embargo, estas partículas de diamante artificial son pequeñas y sólo pueden usarse con fines industriales, y la calidad es de grado industrial. . Para los diamantes de grano grande, en 1974, el Instituto de Investigación de Silicatos de Shanghai utilizó el método de película metálica para cultivar monocristales de diamante de alta calidad. En 1977, un monocristal de diamante semiconductor que contenía boro con un tamaño máximo de 4 mm y un peso de 0,29. Posteriormente, en 1985, se obtuvo un monocristal grande de diamante artificial de alta calidad con un diámetro de 3,2 mm y un peso de 0,2 quilates mediante el método de la semilla de cristal. Pero hasta ahora, nuestro país no ha entrado en las filas de la producción comercial de diamantes artificiales de calidad gema, es decir, todavía no se producen diamantes artificiales en mi país en el mercado de la joyería. Según estadísticas incompletas de mediados de 2002, hay entre 4.000 y 5.000 fábricas de diamantes sintéticos en mi país, pero sólo unos 450 fabricantes producen diamantes sintéticos de grado industrial de un solo grano. Los demás producen principalmente diamantes policristalinos o productos de diamante. Sin embargo, la producción de alrededor de 450 fábricas de diamantes sintéticos de calidad industrial es relativamente grande. Si se estima a partir del consumo de materias primas y el uso de catalizadores (existe una cierta relación entre el consumo de materias primas y catalizadores y la producción de diamantes sintéticos). La producción anual de diamantes sintéticos de calidad industrial en mi país debería ser de 12. Es de aproximadamente 1.500 millones de quilates, y la capacidad de producción anual se estima entre 1.500 y 2.000 millones de quilates. A través de fuertes alianzas o fusiones, mi país cuenta actualmente con alrededor de 10 fabricantes con una producción anual de 20 millones de quilates de diamantes sintéticos de calidad industrial, y el mayor fabricante puede producir entre 100 y 200 millones de quilates de diamantes sintéticos de calidad industrial al año. La forma de la piedra arrugada utilizada en la prensa de diamantes de seis lados se muestra en la Figura 1, y la máquina clasificadora de materia prima de diamante artificial se muestra en la Figura 2.

Figura 1: Forma de la piedra arrugada utilizada en la prensa de diamantes de seis caras

3 Ventajas y desventajas de los diamantes sintéticos chinos Ventajas y desventajas de los diamantes sintéticos chinos de grado industrial

La capacidad de producción anual de diamantes sintéticos de grado industrial de China es de aproximadamente 1,2 mil millones de quilates, mientras que la producción anual mundial de diamantes sintéticos de grado industrial (excluyendo a China) es de 700 millones de quilates/año. (Excluyendo a China) es de 700 a 800 millones de quilates. Entre ellos, los principales países y empresas productores incluyen Rusia con una producción anual de aproximadamente 200 millones de quilates, Estados Unidos con una producción anual de aproximadamente 200 millones de quilates y De Beers con una producción anual de aproximadamente 200 millones de quilates. Producción anual de alrededor de 200 millones de quilates. Se puede ver que la producción anual de China es de alrededor de 200 millones de quilates. Sin embargo, la producción de diamantes sintéticos de grado industrial en mi país también tiene grandes desventajas. Las principales deficiencias son: ① la diferencia en la producción (tasa de rendimiento) de cada diamante sintético: la tasa de rendimiento en el extranjero alcanza entre 600 y 700 quilates; Las plantas de producción de diamantes de calidad representan más del 97%. Usando una prensa de diamantes con tapa hexagonal, el rendimiento más bajo es de solo unos 10 quilates, el mejor rendimiento es de unos 30 quilates y el mejor es de unos 40 quilates. La tasa de rendimiento alcanza unos 40 quilates; la tasa de rendimiento de la prensa de diamantes de doble cara es incluso mayor, hasta unos 60 quilates. Se puede ver que la tasa de rendimiento es muy diferente a la de los diamantes artificiales extranjeros. La brecha de calidad del diamante sintético de grado industrial: La calidad del diamante sintético de grado industrial incluye principalmente los siguientes aspectos: resistencia a la compresión de un solo grano del diamante sintético, morfología del cristal, estabilidad térmica, resistencia al impacto, tamaño de partícula, etc.

En comparación con los diamantes artificiales de calidad industrial producidos por los principales fabricantes extranjeros, la calidad de los diamantes artificiales de calidad industrial producidos en mi país es relativamente pobre. En comparación con productos nacionales similares, la calidad de los diamantes artificiales de calidad industrial producidos por prensas de diamantes de doble cara es mejor que la de los diamantes artificiales de calidad industrial producidos por prensas de diamantes de seis caras. Diferencia de precios: los diamantes sintéticos de calidad industrial exportados desde mi país son principalmente materias primas, con un precio de venta promedio de alrededor de 10 centavos por quilate, y el precio de venta promedio de las materias primas de diamantes sintéticos de calidad industrial extranjeros es de 70 a 80 centavos; el precio más alto puede alcanzar de 1 a 2 centavos de dólar. El precio está determinado por la calidad del producto, lo que también confirma la evaluación de la mala calidad de los diamantes artificiales de grado industrial producidos en mi país. Brecha de equipo: en el extranjero, las prensas de diamantes de doble cara son el principal equipo de producción, con presiones equivalentes a 6.000 a 10.000 toneladas, grandes cámaras de síntesis y una alta producción unitaria. El 97% de los diamantes artificiales en mi país se producen con seis caras; prensas de diamante, que tienen ventajas Tiene baja inversión y baja dificultad técnica, pero la desventaja es que la cámara de presión sintética es pequeña, la producción unitaria es baja y la calidad es pobre; la prensa de diamante de dos caras tiene una presión mayor; la prensa de diamantes de seis lados, pero La presión es equivalente a 2500 toneladas, que es mucho menor que la de las prensas de diamantes diédricas extranjeras. La cámara de presión sintética también es más pequeña que las extranjeras y la producción unitaria es menor. ¿Se puede aumentar la presión? Es difícil. Según los informes, la calidad de los materiales sintéticos de las cavidades equivalentes a 6.000 toneladas de presión producidos principalmente en China no cumple con los requisitos. En la actualidad, las unidades nacionales han introducido prensas de diamantes con una presión equivalente a 6.000 toneladas procedentes del extranjero para producir diamantes artificiales de alta calidad y grado industrial.

Figura 2 Máquina clasificadora de materia prima de diamantes sintéticos

4 El último desarrollo de diamantes sintéticos en mi país

①En la década de 1990, el antiguo Ministerio de Materiales de Construcción. de la República Popular China El instituto utiliza el método de deposición química de vapor (CVD) para cultivar anillos de diamantes negros de 2 mm de espesor y 5 mm de largo para suministrarlos al mercado. Según Chen Biankun, profesor de la Universidad de Beihang, en 2006, cierta unidad en mi país pudo utilizar este método para cultivar bloques de diamantes con un espesor de aproximadamente 1 mm, un área de aproximadamente 100 centímetros cuadrados y un Peso de 150 quilates, pero el precio aún era alto, el precio de tal pieza de materia prima de diamante es de unos 10.000 yuanes.

2) El 14 de agosto de 2003, "Gem Weekly" publicó la noticia "Sinteticé con éxito diamantes a 440°C". En el estudio de la "reducción de dióxido de carbono a baja temperatura para sintetizar diamantes", el equipo de investigación dirigido por el profesor Chen Qianwang de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China sintetizó con éxito un diamante de gran tamaño de 250 micrones utilizando dióxido de carbono como fuente de carbono. a una baja temperatura de 440°C. Por primera vez se logró la síntesis de diamante a partir de dióxido de carbono. La transformación inversa del diamante ha causado gran repercusión en la comunidad académica internacional. Causó enormes repercusiones en la comunidad académica internacional. El profesor Chen Qianwang y sus colegas desarrollaron un reactor de alta presión para el experimento. Utilizando dióxido de carbono seguro y no tóxico como materia prima y Na metálico como agente reductor, el dióxido de carbono finalmente se reduce a diamante después de una reacción química de 12 horas a 440°C y 80MPa. Actualmente, ha podido cultivar diamantes de 1,2 mm, que se espera que alcancen la calidad de gema. El rendimiento de dióxido de carbono convertido en diamante alcanzó el 8,9% y los resultados del análisis de difracción de rayos X y espectroscopia Raman confirmaron que estas partículas sintéticas eran diamantes, incoloros y transparentes, comparables al diamante natural. El proceso es altamente reproducible y ha tenido éxito cuando se utilizan otras fuentes de carbono y agentes reductores, y se han solicitado patentes internacionales para resultados relacionados.

5. El principio del diamante sintético

Como todos sabemos, la composición química del diamante es la misma que la del grafito, ambos son carbono (C), pero el grafito es muy blando y el diamante es muy duro. La diferencia es que el grafito tiene una estructura hexagonal, el diamante tiene una estructura cúbica. Para convertir la estructura hexagonal del grafito en la estructura cúbica del diamante, las condiciones son muy duras y requieren una temperatura alta de 2700°C y una presión alta de 12,5 GPa. Una temperatura y presión tan elevadas plantean dificultades considerables a la fabricación de equipos de producción y la tasa de conversión no es alta. Más tarde, la gente utilizó "catalizadores" compuestos de elementos de metales de transición como hierro, cobalto, níquel, cromo, manganeso y otros componentes para convertir el grafito en diamante a 1200°C y 4GPa. La estructura del grafito convertido en diamante bajo la acción de un catalizador se muestra en la Figura 3.

Figura 3 Diagrama estructural del grafito convertido en diamante bajo la acción del catalizador

Al comparar los cambios estructurales antes y después de la conversión, se puede observar que la distancia entre las capas de grafito se ha reducido. en aproximadamente 1,3 × 10-10 m. Los átomos adyacentes en la capa se mueven hacia arriba y hacia abajo respectivamente una distancia de 2,10-10 m con respecto a la dirección vertical del plano de la capa para convertirse en una doble capa de 5,0 × 10-11 m. Los átomos de la bicapa están conectados por enlaces de valencia *** para formar una red hexagonal retorcida, y la distancia entre los átomos se alarga a 1,54×10-10 m. Por lo tanto, los átomos de la siguiente capa de la bicapa superior y la última capa de la bicapa inferior se corresponden exactamente y también están separados por 1,54×10-10 m. Mientras los electrones 2Pz libres originales se concentren en pares entre estos pares atómicos correspondientes para formar un enlace con una longitud de enlace de 1,54 × 10-10 m, el enlace de valencia vertical **** entre estos pares atómicos formará una longitud de enlace de 1. Un enlace de valencia vertical de -10 m se puede transformar en una estructura de diamante. Obviamente, esta transformación es mucho más fácil que romper los átomos de carbono del grafito y luego volver a ensamblarlos para formar el diamante. En la actualidad, este método se utiliza para sintetizar diamantes de calidad industrial en varios países del mundo. Durante la operación, una lámina de grafito de alta pureza y una lámina de catalizador de metal se ensamblan alternativamente en un dispositivo especial y luego se sintetizan en un dos. prensa diamantada de seis caras o de seis caras (Figura 4). Sin embargo, actualmente no hay fabricantes de diamantes artificiales de calidad gema (generalmente se considera que tienen un tamaño de cristal de no más de 5 mm) en nuestro país. Casi todos son diamantes artificiales de calidad industrial y empresas de procesamiento profundo de productos de diamantes. .

Figura 4 Prensa y productos de diamante de doble cara

Para sintetizar diamantes de partículas grandes de grado gema, generalmente se usa diamante como cristal semilla y se usa polvo de diamante en lugar de grafito como la fuente de carbono. La temperatura en el medio de la cámara de crecimiento Por encima de la temperatura en ambos extremos, se debe utilizar un catalizador metálico.

Figura 5 Se utilizan dos estructuras de cavidades sintéticas diferentes para sintetizar diamantes de calidad gema.

El proceso de crecimiento es el siguiente: polvo de diamante (o una mezcla de grafito espectralmente puro y polvo de diamante) Se coloca en la cavidad En el medio (zona caliente), se utiliza una aleación de níquel-hierro (1: 1) como catalizador y se colocan semillas de diamante en las zonas frías en ambos extremos. En condiciones de alta temperatura y presión ultra alta (5,5 GPa, entre 1300 y 1400 ℃), la fuente de carbono en el área de la materia prima se disuelve rápidamente en el líquido metálico del catalizador fundido, impulsado por el gradiente de temperatura de 30 a 50 ℃. calor El carbono en la zona fría se difunde hacia el cristal semilla de diamante en la zona fría. Durante el proceso de reducción de temperatura, inevitablemente aparecerá algo de carbono sobresaturado. Este carbono se deposita en el cristal semilla de diamante, lo que hace que el cristal semilla continúe creciendo. Grandes cristales de diamantes. Este carbono se depositará en las semillas de cristal de diamante, lo que hará que las semillas de cristal sigan creciendo hasta convertirse en grandes cristales de diamante hasta que se agote la fuente de carbono. Si se agregan artificialmente ciertas impurezas a la materia prima, el diamante se puede colorear. Por ejemplo, agregar nitrógeno (agregando una pequeña cantidad de titanio para absorber nitrógeno) puede producir amarillo o verde; agregar boro puede producir azul y tener propiedades semiconductoras; una cantidad suficiente de titanio puede hacer que el diamante artificial sea incoloro; agregar una cierta cantidad de hierro también puede hacer que el diamante artificial sea casi incoloro. En este caso, el catalizador sirve tanto para disolver el carbono como para acelerar el crecimiento del diamante.

6. Métodos para sintetizar diamantes

Hay muchas formas de sintetizar diamantes, y los dos métodos anteriores son los más utilizados. Debido a los diferentes usos, los métodos también son diferentes. Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, se han inventado algunos nuevos métodos de síntesis, principalmente los cinco siguientes:

(1) Método de explosión <. /p>

La alta temperatura y la alta presión generadas por la explosión de explosivos potentes se utilizan para convertir el grafito en diamante. Sin embargo, debido a que la temperatura y la presión se mantienen durante un corto tiempo, las partículas de diamante formadas son muy pequeñas, con un tamaño muy pequeño. un tamaño medio de partícula inferior a 10 µm. El tamaño medio de las partículas de diamante es inferior a 10 μm y el tamaño máximo de partícula es de aproximadamente 40 μm. En el mejor de los casos, se pueden sintetizar 60 quilates de polvo de diamante por kilogramo de explosivos. Este producto es adecuado para fabricar pasta abrasiva y también puede. utilizarse como materia prima para el diamante policristalino. Las mayores ventajas de este método son el precio económico, la baja inversión y la alta producción unitaria (hasta 500 quilates).

(2) Método de descarga líquida

Fabricados con dos electrodos a partir de un electrodo de grafito y un grafito (o metal) cilíndrico hueco que contiene un metal catalizador, y sumergidos en un medio líquido con baja evaporación. respectivamente (como el tetracloruro de carbono), el electrodo cilíndrico hueco y el electrodo de grafito son coaxiales. Cuando se conectan una gran corriente y voltaje, se produce una descarga de chispa entre los dos electrodos, lo que hace que el líquido genere una onda de choque, formando una. zona de alta temperatura y alta presión, y el grafito se transforma en diamante. El grafito se puede convertir en diamante. Este método puede obtener polvo de diamante de 0,5 mm. La principal desventaja es que el rendimiento no es alto.

(3) Método de síntesis de presión normal y alta temperatura

También conocido como método CVD, es un método de síntesis de diamante bajo presión normal. Este método utiliza gas metano de carbono o licor con concentración de alcohol como materia prima y calienta y descompone los átomos de carbono (plasma) bajo presión normal. Bajo la acción del campo eléctrico, los átomos de carbono libres se depositan en la superficie del cristal de la semilla de diamante. crece el diamante y, al mismo tiempo, el diamante crece. Las superficies que no son de diamante están recubiertas con partículas de diamante. La tasa de crecimiento del diamante con este método es muy lenta y las partículas son muy finas. A menudo se utiliza para recubrir superficies. Por ejemplo, este método se utiliza para recubrir una fina capa de diamante en la cabeza de un misil. En los últimos años, la investigación internacional sobre este método ha logrado avances tecnológicos. La tasa de crecimiento ha mejorado enormemente y se pueden cultivar grandes diamantes monocristalinos de más de 10 quilates. Se ha convertido en un proceso popular por el que los países compiten. nuestro país también se está poniendo al día.

(4) Método de síntesis al vacío a presión normal

En el horno de vacío, coloque el metal catalizador, luego espolvoree con polvo de grafito, luego caliéntelo al vacío y manténgalo a 900°. C durante 10 horas, se puede utilizar diamante de grado industrial, utilizado para taladrar y abrasivos, cristaliza en la mezcla calentada y está listo para su uso después de la separación.

(5) Sintetizar diamantes reduciendo el dióxido de carbono

El 14 de agosto de 2003, "Gemstone Weekly" publicó la noticia "Sinteticé diamantes con éxito a 440°C". En la investigación sobre "Reducción del dióxido de carbono a baja temperatura para sintetizar diamantes", el equipo de investigación dirigido por el profesor Chen Qianwang de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China sintetizó con éxito un diamante de gran tamaño de 250 micrones a una temperatura baja de 440 °C utilizando dióxido de carbono como fuente de carbono. Por primera vez se logró la síntesis de diamante de dióxido de carbono a diamante. La transformación inversa ha causado gran repercusión en la comunidad académica internacional. Esto causó gran repercusión en la comunidad académica internacional.

3. Los usos y perspectivas del diamante artificial

El diamante sintético tiene una amplia gama de usos.

① Nuestras brocas de diamante comunes se utilizan para la exploración geológica y las hojas de sierra de diamante se utilizan para cortar piedras y caminos (Figura 6). Los discos abrasivos de diamante, las pastas de pulido en micropolvo de diamante, los troqueles de extracción de diamantes, etc. que se utilizan para procesar piedras preciosas son inseparables de los diamantes y se utilizan en grandes cantidades. Según las estadísticas de 1975, el mundo consume 1,250 millones de quilates de diamantes cada año. Año, la mayoría de los cuales se utilizan en diamantes artificiales superiores.

Figura 6 Hoja de sierra de diamante sintético

Además, el diamante sintético también es de gran utilidad en las industrias de alta tecnología y defensa.

2) La alta conductividad térmica del diamante se puede utilizar como disipador de calor para dispositivos sólidos de microondas y dispositivos láser sólidos, creando condiciones favorables para la fabricación de microradares y equipos de comunicación.

3) Utilizando las propiedades semiconductoras del diamante tipo IIa, así como sus excelentes propiedades como disipación de calor a alta temperatura, alta dureza y resistencia a la corrosión, se puede utilizar para fabricar rectificadores de diamante, transistores de diamante, termómetros de diamante, etc., que pueden mostrar su talento en la navegación espacial.

4) Revolución en los utensilios de cocina: en el campo de los bienes de consumo diario, se pueden recubrir películas de diamantes artificiales en las superficies de diversos utensilios de cocina, de modo que el bajo coeficiente de fricción del diamante hace que sea menos probable que los alimentos se peguen. el fondo de la olla; la alta dureza del diamante hace que sea más fácil que los alimentos se adhieran al fondo de la olla, los utensilios de cocina no se dañan fácilmente, etc.

5) Rodamientos sin aceite: recubrir la superficie del rodamiento existente con una película de diamante artificial puede reducir en gran medida el coeficiente de fricción, no contiene aceite y no se daña fácilmente y, al mismo tiempo, protege los rodamientos de la corrosión del agua de mar. .

6) Ventana de diamante: el diamante es completamente transparente a la radiación electromagnética en el rango espectral de la luz visible y la luz infrarroja. Tiene una fuerte resistencia a las gotas de lluvia y al polvo que giran a alta velocidad, y puede conducir rápidamente la radiación debido a. fricción del aire Estas características hacen que el diamante sea importante en la exploración aeroespacial. Por ejemplo, en 1978, la sonda espacial estadounidense Pioneer instaló una ventana de diamante al detectar Venus. Dado que la presión atmosférica de Venus es casi 100 veces mayor que la de la Tierra, cuando la sonda descendió en la atmósfera de Venus, la ventana de diamante pudo resistir la presión. Una enorme presión puede evitar que los rayos infrarrojos de la atmósfera de Venus sean absorbidos al pasar a través de la ventana de diamantes, lo que permite al detector medir con éxito que la ventana de diamantes en la atmósfera de Venus está construida con un trozo de roca.

La ventana se corta a partir de un solo bloque de diamante natural con calidad de gema, y ​​ahora se pueden sintetizar artificialmente ventanas de diamante de diámetro similar o mayor utilizando métodos CVD.

7) Aplicación de las supercomputadoras: la velocidad de computación de las computadoras grandes que utilizan circuitos integrados digitales depende de la velocidad de transmisión de señales entre chips. La gente usa módulos multichip tridimensionales, pero la velocidad de transmisión de señales entre chips. Esta transmisión de alta velocidad libera una gran cantidad de calor. En el pasado, se usaba nitrógeno líquido para resolver este problema. Ahora, colocar el chip directamente en una película de diamante artificial de alta pureza para disipar el calor puede aumentar considerablemente la velocidad de computación de las supercomputadoras. .

Se puede observar que el diamante artificial desempeña un papel importante en el desarrollo de la industria, la ciencia y la tecnología y la industria de defensa. Desde aquí también podemos ver que las perspectivas de desarrollo de los diamantes artificiales o los diamantes son muy amplias.

Referencias

Shen Caiqing, Wu Guozhong. 1994. Gemología sintética. Beijing: Prensa de la Universidad de Geociencias de China: Prensa de la Universidad de Geociencias de China.

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Zhang Beili et al., 1997: "Gemología sistemática". Beijing: Geology Press: Geology Press.

Gem Weekly (periódico) 14 de agosto de 2003.