كيف يتم صنع الماس المزروع في المختبر؟
الماس هو واحد من أجمل الأحجار الفريدة من نوعها. ومع ذلك ، يتم استخراجها من التربة ، وهو أمر غير جيد للبيئة. وكوسيلة للحد من الأضرار البيئية التي لحقت به، تم صنع الماس المزروع في المختبر واكتسب شعبية في السنوات الأخيرة. في حين أنها لا تنمو بشكل طبيعي على الأرض ، إلا أنها لا تزال مصنوعة من نفس المعادن والعملية تحاكي العملية الطبيعية. وهي تتكون من نفس جزيئات الكربون مثل نظيراتها الطبيعية.
كيف يتم صنع الماس المزروع في المختبر؟
يتكون الماس من ذرات الكربون. يتم سحق الكربون وتسخينه وتعريضه لضغط شديد. على الرغم من معرفة العملية ، إلا أنها لا تزال تثير السؤال ، ما هو الماس المزروع في المختبر؟ ؟ الماس المزروع في المختبر هو الماس المزروع في المختبر الذي يزرع في المختبرات. وهي مطابقة علميا للماس الحقيقي، باستثناء أنها نمت في بيئات خاضعة للرقابة ولم يتم استخراجها من الأرض.
هناك بعض الطرق لتحديد ما إذا كان الماس هو الماس الذي تم إنشاؤه في المختبر. إحدى الطرق هي إحضار كاميرا تصوير حراري له. الماس الطبيعي له توقيع حراري فريد لن يمتلكه الماس المزروع في المختبر. من المهم معرفة العلم وراء الماس المزروع في المختبر لأن الكثير من الناس ما زالوا يشككون في صحة هذه الأحجار الكريمة.
طرق زراعة الماس المختبري
بشكل عام ، يتم استخدام ثلاث طرق للماس المزروع في المختبر. يشمل؛
- ترسب بخار الكربون (CVD)
- ارتفاع الضغط وارتفاع درجة الحرارة (HPHT)
- ترسب البخار الكيميائي بمساعدة البلازما (PACVD)
أ . ترسب بخار الكربون (CVD)
CVD هي واحدة من تقنيات نمو الماس الأكثر شعبية. وهو ينطوي على زراعة الماس من مرحلة البخار عن طريق تغذية خليط من الهيدروكربونات الغازية في بلازما الميكروويف. المواد الخام هي خليط من الإيثيلين والهيدروجين بنسبة 2: 1. يتم إدخال الغاز الهيدروكربوني في بلازما الميكروويف في أنبوب كوارتز بين 1000 و 4000 درجة مئوية.
سوف يتحلل الغاز إلى عناصر الكربون والهيدروجين ، والتي سيتم ترسيبها بعد ذلك على ركيزة كربيد السيليكون. البروتينات هي المسؤولة عن نمو الماس. يتم تضمينها في الركيزة ثم وضعها فوق نقطة ساخنة. يؤدي الجمع بين البروتينات وارتفاع درجة الحرارة إلى تكوين الماس. تكلفة استخدام هذه العملية أقل بكثير من العمليات الأخرى.
يمكن أن يوفر ECV المزيد من الماس في وقت أقل من أشكال الإنشاء الأخرى. ليس ذلك فحسب ، بل إن الطاقة اللازمة لهذه العملية منخفضة أيضا مقارنة بالطرق الأخرى ، مما يعني أن تكاليف الإنتاج تنخفض باستمرار. مع كمية الماس التي تنتجها هذه الطريقة ومتطلبات الطاقة ، فمن المنطقي لماذا CVD هو موضوع ساخن.
ب. ارتفاع الضغط وارتفاع درجة الحرارة (HPHT)
وقد نوقشت عملية صنع الماس على نطاق واسع على مر السنين، وأصبحت نظرية متزايدة بشأن عملية مختلفة. تضمنت النظريات ضغطا عاليا ودرجة حرارة عالية (HPHT) إلى درجة حرارة بيئية بحتة ، مما يشير إلى أنها يمكن أن تتشكل من بيئات غنية بالكربون. أولا ، تحتاج إلى أخذ الكربون وتحويله إلى جرافيت. بعد ذلك ، تحتاج إلى أخذ هذا الجرافيت ووضعه في فرن بدرجة حرارة حوالي 1800 درجة فهرنهايت. بعد ذلك ، ستحتاج إلى الضغط عليه.
يسخن الموقد الخليط ، الذي يدور بسرعة في “غرفة خلية سندان الماس”. يصبح الخليط سائلا عندما يصل إلى درجة حرارة وضغط مرتفعين للغاية. الومضات التي نراها أثناء إنشاء الماس هي بصمة السائل. يتم ضغط السائل بين ماستين مع ضغط عال. تتم إزالة الماس عندما يصبح السائل صلبا والمنتج النهائي هو الماس.
ج – ترسب البخار الكيميائي بمساعدة البلازما (PACVD)ترسب البخار الكيميائي بمساعدة البلازما (PACVD) هو عملية يتم من خلالها إرسال مصدر الكربون عبر أنبوب مصنوع عادة من النحاس والأكسجين المعلق في فراغ. يتم تسخين الكربون إلى النقطة التي يصبح فيها البلازما ، وهي الحالة الرابعة للمادة. ثم يتم توجيه البلازما نحو طبقة رقيقة من القصدير على الركيزة. تبدأ عملية نمو الكريستال عندما يتم تسخين السائل إلى درجة الحرارة.
يتم إنشاء بلورة الماس عند الجمع بين ذرات الكربون. يؤدي الضغط إلى نمو البلورة داخل سائل الكربون. تساعد المواد الكيميائية المضافة إلى العملية على تسريع العملية. تبدأ عملية الحصول على الماس الخام بعد تشكيل الكريستال. بعد نمو الماس ، تنتقل العملية إلى عملية التلميع. يتم قطع الماس الخام وصقله. ثم ، يتم تقطيعها إلى الحجم. يتم تثبيته على إطار ويصبح حلقة.
التلميع. يتم قطع الماس الخام وصقله. ثم ، يتم تقطيعها إلى الحجم. يتم تثبيته على إطار ويصبح حلقة.
الاختلافات بين الماس المزروع في المختبر والماس الطبيعي
| الماس المزروع في المختبر | الماس الطبيعي |
| يتم تصنيع الماس المزروع في المختبر باستخدام عملية كيميائية يتم تكرارها في المختبر. | يتشكل الماس الطبيعي في وسط الأرض ، حيث توجد درجات حرارة وضغوط عالية للغاية. |
| الماس المزروع في المختبر أنقى من الماس الطبيعي لأنه يمكنك تغيير حجمه ولونه وفقا لاحتياجاتك. | كل ماسة طبيعية فريدة من نوعها ، لذلك لا يمكنك تغيير حجمها ولونها. |
| عادة ما يكون الماس المزروع في المختبر أقل تكلفة | الماس الطبيعي أغلى ثمنا لأنه يتم استخراجه من الأرض. |
فكرة أخيرة
الالماس هو واحد من أصعب المواد على وجه الأرض. قد يكون من الصعب قطعها وتلميعها عند استخراجها من الأرض. لهذه الأسباب ، يكتسب الماس المزروع في المختبر شعبية بسرعة. العلم وراء الماس المزروع في المختبر هو شيء مثير للاهتمام للغاية للتحقيق. إنها عملية رائعة تتضمن خطوات ومواد دقيقة وفهما علميا لأعمال الماس. يتعلق الأمر بالنهج الصحيح والمواد المناسبة.
تبدأ العملية باستخدام المادة المناسبة ، نوع معين من الكربون ، في فراغ. يزيل الفراغ الأكسجين ويخلق بيئة كربونية نقية. ثم يتم تسخين الفحم إلى درجات حرارة قصوى. يمكن أن يكون الماس المزروع في المختبر من جميع الأحجام وله عيوب طفيفة ، ولكنه أيضا أرخص بكثير في الشراء. تزرع هذه الماسات أيضا عضويا ، لذلك فهي صديقة للبيئة.
اقرأ أيضاً
أفضل 10 أماكن لمشاهدة غروب الشمس
