Avec le progrès de la technologie, il est désormais possible de créer des diamants synthétiques en laboratoire. Dans cet article, découvrez comment sont fabriqués les diamants de culture.
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Qu’est-ce qu’un diamant de laboratoire ?
À l’instar des diamants naturels, les diamants de synthèse ou diamants de culture sont composés de carbone pur. Leur conception imite la manière dont les diamants sont créés naturellement sous le manteau terrestre.
Afin d’en fabriquer, on utilise alors différentes techniques physiques et chimiques. Celles-ci ont pour objectif de reproduire la structure des diamants naturels. Les diamants naturels et synthétiques possèdent donc une structure interne et une optique physique identique.
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Pour faire la différence entre un diamant naturel et un diamant de labo, il est nécessaire d’utiliser un équipement spécialisé. Sachez qu’aujourd’hui, les diamants de laboratoire sont utilisés non seulement dans le domaine de la joaillerie, mais aussi dans celui de l’électronique et des hautes technologies.
Les techniques de création de diamants de synthèse
Si au début, la culture de diamants de laboratoire n’était pas vraiment rentable, car les cristaux étaient de petites tailles, le procédé de fabrication s’est beaucoup amélioré au fil des années. Aujourd’hui, on peut alors créer des diamants de plus gros calibre en seulement quelques semaines.
Pour produire des diamants synthétiques, on a généralement recours à deux méthodes :
1. La méthode Haute Pression et Haute Température (HPHT)
Le processus HPHT a été développé dans les années 50 pour synthétiser des diamants. Dans un premier temps, on place dans une presse une capsule contenant un mélange de flux métallique et une petite graine de diamant. La plupart du temps, on utilise du graphite comme matériau de départ de carbone. Il s’agit d’un minéral composé de carbone pur.
Par la suite, la capsule est soumise à une température entre 1 300 et 1 600 °C et à une forte pression allant jusqu’à 59 200 atm. Ces conditions sont nécessaires pour dissoudre la source de carbone dans le flux métallique. Bien que la composition de ce flux soit variable, on y retrouve souvent un mélange de fer, de cobalt et de nickel. Celui-ci contribue à diminuer la température nécessaire à la formation du diamant.
Après le passage à travers le mélange de métal fondu, la source de carbone dissous va se cristalliser autour de la graine de diamant. On obtient ainsi un diamant cultivé en laboratoire.
Avec la méthode HPHT, la fabrication de diamant peut prendre quelques heures à plusieurs semaines en fonction de la taille et de la qualité des pierres souhaitées.
2. La méthode Dépôt chimique en phase vapeur (CVD)
Le processus Dépôt chimique en phase vapeur est l’une des méthodes permettant de fabriquer des diamants synthétiques. Pour ce faire, on remplit une chambre d’un mélange de gaz comprenant du carbone, de l’hydrogène ainsi que de l’oxygène.
Après, un fin ruban de graine de diamant est ajouté à la chambre. En utilisant des micro-ondes, des lasers ou un filament chaud, on chauffe la chambre jusqu’à obtenir une température élevée de 800 à 900 °C. Sous l’action de l’énergie de la source de chaleur, le carbone va se précipiter hors du mélange gazeux. Il va ensuite se coller au substrat tout en se cristallisant en diamant.
Ici, il est nécessaire d’arrêter le processus assez souvent pour pouvoir éliminer tout graphite se cristallisant autour du diamant. La technique CVD dure des jours ou des semaines selon la taille et la qualité des cristaux souhaitées.
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