Under normala förhållanden är grafit den mer stabila formen av kol jämfört med diamant. Men när de utsätts för extremt högt tryck och temperatur, omordnas kolatomerna i grafit till en mer kompakt och styv kristallstruktur och bildar diamant.
De höga tryck- och temperaturförhållandena som krävs för att grafit ska omvandlas till diamant kan uppnås genom olika metoder:
1. High-Pressure, High-Temperature (HPHT) Syntes:I HPHT-metoden placeras grafit i en press som applicerar ett enormt tryck tillsammans med hög temperatur. Trycket varierar vanligtvis från 5 till 7 GigaPascal (GPa), och temperaturen kan nå cirka 1200 till 1600 grader Celsius. Dessa förhållanden tvingar kolatomerna i grafit att omkonfigureras till diamantstrukturen.
2. Kemisk ångavsättning (CVD):I CVD införs en blandning av metan (CH4) och väte (H2) gaser i en tillväxtkammare där ett diamantfrö placeras. Gaserna värms upp, och när de sönderfaller avsätts kolatomer på fröet och bildar gradvis ett diamantlager. CVD-syntes sker vanligtvis vid lägre tryck jämfört med HPHT-syntes, från 0,1 till 1 MPa, men kräver högre temperaturer, vanligtvis mellan 700 och 1200 grader Celsius.
Diamanterna som produceras genom dessa syntesmetoder har olika industriella och dekorativa tillämpningar. Syntetiska diamanter används ofta i industrier som skärning, borrning, slipning och polering på grund av deras exceptionella hårdhet och värmeledningsförmåga. De hittar också tillämpningar inom elektroniska komponenter, optik och andra högteknologiska områden. Dessutom kan syntetiska diamanter skapas för smyckesändamål, vilket erbjuder ett mer prisvärt alternativ till naturliga diamanter.
