الماس المزروع في المختبر, بما في ذلك الماس 3 قيراط, يتم إنشاؤها باستخدام طريقتين رئيسيتين: ارتفاع ضغط الحرارة (HPHT) وترسب البخار الكيميائي (CVD).
1. ارتفاع الضغط وارتفاع درجة الحرارة (HPHT) تشكيل الماس:
ال HPHT تتضمن طريقة تصنيع الماس وضع بذور الماس الصغيرة (عادة الماس الطبيعي) في بيئة غنية بالكربون مع محفز نمو الماس. ثم تتعرض البيئة لضغوط عالية للغاية (تقريبًا 5-6 المعدل التراكمي) ودرجات الحرارة (حوالي 1200-1600 درجة مئوية), محاكاة الظروف التي يتشكل فيها الألماس الطبيعي في أعماق الأرض. يمكن أن تستغرق هذه العملية من بضعة أسابيع إلى بضعة أشهر, حسب حجم ونوعية الألماس المرغوب فيه.
2. ترسيب الأبخرة الكيميائية (CVD)
الأمراض القلبية الوعائية تنطوي على وضع بذور الماس (عادة الماس الاصطناعي) في غرفة مفرغة مملوءة بغاز غني بالكربون, مثل الميثان. يتم تسخين الغرفة إلى درجة حرارة معتدلة (حوالي 700-900 درجة مئوية) وتستخدم الموجات الدقيقة أو مصادر الطاقة الأخرى لتفكيك جزيئات الغاز, إطلاق ذرات الكربون. ثم يتم ترسيب ذرات الكربون هذه على بذرة الماس, تشكل طبقات تدريجيًا وتتسبب في نمو الماس. بالمقارنة مع HPHT, CVD هي عملية أسرع, مع وصول بعض الماس إلى الحجم المطلوب خلال أيام إلى أسابيع.
يعد تصنيع ألماسة عيار 3 قيراط في المعمل عملية معقدة تتضمن خطوات متعددة. العملية المشتركة هي على النحو التالي:
1. تحضير البذور:
من أجل زراعة الماس, تحتاج إلى استخدام الماس الطبيعي كبذور ووضعها في صندوق الزراعة. تعمل هذه البذرة كدليل حتى يتمكن الماس المشكل حديثًا من النمو بنفس البنية.
2. خلق بيئة عالية الحرارة والضغط العالي:
في غرفة الزراعة, سوف ترتفع درجة الحرارة والضغط بسرعة, محاكاة بيئة درجة الحرارة العالية والضغط العالي أكثر من 100 كيلومترات في عمق الأرض. هذا هو الشرط القاسي لتكوين الماس الطبيعي المصطنع, والتي يمكن أن تؤدي إلى إعادة ترتيب ذرات الكربون في المواد الخام لتكوين هيكل بلورة الماس.
3. أضف العناصر الغذائية التي تحتوي على الكربون:
أضف مصادر الكربون (مثل الجرافيت أو الميثان) إلى غرفة الزراعة. تحت درجة حرارة عالية, ارتفاع الضغط والمعاملة الخاصة, سوف تنكسر الروابط الكيميائية بين ذرات الكربون الموجودة في المواد الخام وتصبح ذرات كربون حرة. سوف تنجذب ذرات الكربون الحرة هذه إلى بنية ذرة الكربون القريبة, نعلق تدريجيا على بذور الماس, تتحد مع ذرات الكربون الموجودة في بذور الماس, تكوين روابط كيميائية جديدة, وسوف تنمو البذور تدريجيا.
4. النمو والسيطرة:
أثناء عملية النمو, عوامل مثل درجة الحرارة, ضغط, ويجب التحكم في الوقت بشكل صارم للتأكد من أن عملية نمو الماس مستقرة وذات جودة ثابتة. وهذا يتطلب الاعتماد على أنظمة تحكم ومعدات مراقبة متطورة, فضلا عن الموظفين الفنيين ذوي الخبرة للتشغيل والتعديل.
5. التبريد وتخفيف الضغط:
عندما ينمو الماس إلى حجم معين, يجب خفض درجة الحرارة تدريجيًا وإطلاق الضغط للسماح لبلورات الماس بالتبريد والتصلب تدريجيًا. تستغرق هذه العملية عادةً بعض الوقت للتأكد من استقرار البنية داخل بلورة الماس.
6. القطع والتلميع:
بعد التبريد والتصلب, يحتاج الهيكل البلوري للألماس أيضًا إلى القطع والصقل للحصول على مظهر مثالي.
7. الاختبار والتصنيف:
أخيراً, يتم اختبار الماس وتصنيفه للتأكد من أن جودته تلبي المعايير.
يرجى ملاحظة أن الخطوات المذكورة أعلاه هي نظرة عامة مبسطة وأن العملية الفعلية للماس المزروع في المختبر قد تتضمن المزيد من التفاصيل والتقنيات. و, لأن هذا مجال متخصص للغاية, غالبًا ما يتم ضبط المختبرات وفقًا لتقنيات وظروف محددة.