一种无需极高压力的钻石制造新方法

碳材谈科技 2024-05-01 10:26:08

实验室制造的钻石(如图所示)可以在高压下用液态金属制成。一种在大气压下制造钻石的新技术。

众所周知,自然界中的钻石是在地幔的巨大压力下形成的。但一项新的实验室技术可以让钻石跳过挤压。

生产合成钻石的最常见方法称为高压高温生长 (HPHT),需要大约 5 吉帕的压力,类似于钻石自然形成的上地幔压力。通过这项技术,溶解在液态金属中的碳在 1400 摄氏度左右的温度下形成钻石。

但科学家 4 月 24 日在《自然》杂志 上报道称,钻石 可以在大气压下在镓、铁、镍和硅液体中生长, 并暴露在富含碳的甲烷和氢气中。 该技术还需要比高温高压 (HPHT) 更低的温度:1025°C。物理化学家罗德尼·鲁夫 (Rodney Ruoff) 表示,硅的添加似乎特别启动了生长的初始阶段,使一小部分金刚石得以成核。从那里开始,晶体的其余部分可以生长。

在镓、铁、镍和硅的液体中生长出一片钻石。

对钻石的需求不仅仅涉及宝石。科学家可以将钻石用于各种用途,从 感应磁场 到 寻找新的亚原子粒子 (SN:9/19/22;SN:6/17/19)。新方法可以使此类材料的生成变得更加容易。 “合成不需要依赖昂贵或复杂的设备,”韩国蔚山多维碳材料基础科学研究中心的 Ruoff 说。

另一种在实验室生产钻石的技术称为化学气相沉积 (CVD),该技术在低压下进行,将富含碳的气体蒸气沉积在表面上。与 CVD 和 HPHT 不同,新技术不使用钻石“种子”,即启动生长的初始钻石。

CVD 和 HPHT 广泛应用于珠宝行业。这项新技术是否能让钻石变得闪闪发光还有待观察。

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