Kim cương nhân tạo CVD cực kỳ được ưa chuộng trong cộng đồng trang sức. Bởi sức ảnh hưởng, sự tiện dụng của nó trong đời sống thường ngày. Tìm hiểu đúng, lựa chọn trọn vẹn các loại kim cương nhân tạo CVD. Là một điều nên lưu tâm trong quá trình tìm hiểu về loại trang sức này.
Kim cương nhân tạo CVD là gì?
Kim cương tổng hợp CVD là loại kim cương được sản xuất với công nghệ hoàn toàn mới với sự ra đời của vi sóng (microwave) kết hợp với phương pháp tích tụ hơi hóa học (chemical vapor deposition). Ngày nay, khi trình độ khoa học kỹ thuật phát triển mạnh, CVD được sản xuất với độ tinh xảo cao với nkỹ thuật cắt vô cùng xuất sắc và độ trong suốt không hề thua kém kim cương tự nhiên. Thậm chí, xét về độ cứng chúng còn có phần nhỉnh hơn.
Kim cương tổng hợp CVD đã có từ lâu trên thế giới và có thành phần hóa học là C. Trọng lượng riêng (SG) là 3.52, chiết suất 2.417 và độ tán sắc 0.044. Sự khan hiếm nguồn cung cấp kim cương vào năm 1953 đã dẫn đến sự ra đời của kim cương nhân tạo. Được tổng hợp bằng 2 phương pháp HPHT (cao áp – cao nhiệt) và CVD (lắng đọng hóa học pha hơi).
Đặc điểm kim cương nhân tạo
Tính chất vật lý của kim cương tổng hợp CVD gần như giống kim cương thiên nhiên. Đặc biệt là về: độ cứng, độ dẫn nhiệt, sức căng..và khi được mài giác thì độ chiếu sáng và lửa cũng giống như kim cương thiên nhiên. Một số tính chất quang học khác có thể khác một chút do phụ thuộc vào hàm lượng tạp chất đưa vào trong quá trình tổng hợp.
Hầu hết tinh thể kim cương CVD có màu nâu nhạt hoặc xám nhạt. Nhưng nếu thêm một lượng nhỏ tạp chất nitrogen hoặc boron vào trong buồng tăng trưởng thì sẽ tạo ra màu vàng, cam hồng hoặc xanh dương. Trái ngược với phương pháp HPHT, tinh thể không màu được tạo ra dễ dàng hơn với phương pháp này. Nhưng phải cần thời gian tăng trưởng rất lâu. Hầu hết kim cương CVD không màu xuất hiện trên thị trường đều đã trải qua quá trình xử lý nhiệt để loại bỏ màu nâu. Kim cương CVD chủ yếu thuộc loại IIa.
Quá trình tạo ra kim cương nhân tạo
Quá trình CVD thì hơi khác so với quá trình thành tạo kim cương tự nhiên. Nó tạo ra kim cương từ một hỗn hợp khí gồm hydrocarbon (metan) và hydro được nung trong buồng chân không tại áp suất rất thấp. Trong trường hợp thông thường, nung hỗn hợp khí này tại áp suất như trên. Sẽ tạo ra graphite hoặc một số dạng carbon không phải kim cương. Nhưng trophân tử hydrogen được biến đổi. Tạo thành nguyên tử hydrogen gúp thúc đẩy sự thành tạo kim cương. Bởi vì kim cương ổn định hơn trong môi trường buồng tăng trưởng CVD. Sự biến đổi phân tử hydrogen thành nguyên tử hydrogen được thực hiện trong toàn bộ quá trình. Là nhờ năng lượng sóng microwave. Khi nguyên tử hydrogen ở trạng thái pha khí, 2 quá trình hóa học xảy ra:
- Graphite và những dạng carbon không phải kim cương phản ứng với nguyên tử hydrogen. Sau đó bốc hơi để trở thành một pha khí mới.- Nguyên tử hydrogen phản ứng với hydrocarbon (metan) để tạo liên kết carbon-hydrogen hoạt động. Khi liên kết này bị phá hủy, nó tách hydro ra để tạo carbon tinh khiết: đó chính là kim cương.
Để tạo ra kim cương tổng hợp chất lượng ngọc. Làm kim cương được đưa vào bên trong hỗn hợp khí. Tại nhiệt độ khoảng 900 -12000C. Liên kết carbon-hydrogen hoạt động đi xuyên qua bề mặt mầm. Cho đến khi nó tìm thấy một nguyên tử carbon và sau đó liên kết với nguyên tử cacbon này. Quá trình này làm cho nguyên tử cacbon dày lên và lặp đi lặp lại để nhân rộng cấu trúc tinh thể của tinh thể mầm kim cương theo không gian ba chiều.
BẢNG SO SÁNH CƠ BẢN GIỮA KIM CƯƠNG CVD VÀ KIM CƯƠNG TỰ NHIÊN
Hiện nay kim cương tự nhiên không còn là sự lựa chọn hợp lý vì mức giá quá cao, thay vào đó người dùng có thể lựa chọn Moissanite có vẻ đẹp và đặc điểm tương đồng gần như hoàn toàn kim cương tự nhiên nhưng có mức giá tốt hơn rất nhiều.