CVDとHPHラボグロウンダイヤモンドの違い
ダイヤモンドは一生ものですから、選ぶのは大変なことです。自分自身のため、あるいは愛する人のために、色、形、スタイル、石をふるいにかけて圧倒されるかもしれません。最近、ダイヤモンドの別のカテゴリがでてきて、あなたにもう一つの選択肢が提供されている:採掘ダイヤモンドvsラボグロウンダイヤモンド。
幸いなことに、ラボグロウンダイヤモンドは化学的、光学的、宝石学的に採掘された代替品と同じです。ラボグロウンダイヤモンドを選べば、採掘の過程で生じる環境破壊を回避することもできます。EverDearのダイヤモンドは、大切な人の遺髪や遺灰を使って、その人との思い出を結晶化させることもできます。
人工ダイヤモンドは、この希少な石が炭素という元素の一形態であることから製造可能なのです。この人工ダイヤモンドは、研究室で2種類の技術を使って作ることができますので、この記事でご紹介します。化学蒸着法(CVD)と高温高圧法(HPHT)です。この2つの技術にはどのような特徴があるのでしょうか。
CVDラボグロウンダイヤモンドとは?
CVDダイヤモンドは、ダイヤモンドを成長させるために新たに開発された技術から生まれたものです。この方法では、炭化水素ガス混合物を用いて、星間ガス雲からダイヤモンドが生成される様子を再現します。
1980年代に開発されたCVD法は、エネルギー消費が圧倒的に少ないため、2つのダイヤモンド製造法の中で最もコストがかからないとされている。かつては、天然ダイヤモンドでは見られないような粒状パターンを持つものや、独特の蛍光反応を示すものなどがあったが、CVD合成の技術が進歩し、現在ではそのようなものはない。しかし、その製造技術の進歩により、過去のものとなった。
CVDダイヤモンドはどのように作られるのか?
CVD法は、星間ガス雲の中でダイヤモンドを生成することに由来しています。CVD法では、HPHT法よりも低い圧力と小さな機械が適用されます。種となるダイヤモンドは、真空容器に入れられます。このチャンバーは華氏1500度以上に加熱され、炭素を多く含む蒸気が充満しています。
超高温のため、ガスがプラズマに変化し、炭素の破片が放出されます。この炭素の破片がダイヤモンドの種に付着し、ダイヤモンドが成長する。
CVD法で作られるIIAダイヤモンドは、天然では極めて希少な存在です。このため、専門家はダイヤモンドが研究所で育成されたのか、それとも地上で育成されたのかを判断することができるのです。窒素で汚染されたHPHTダイヤモンドとは異なり、タイプIIAダイヤモンドは純粋です。窒素やホウ素などの不純物は含まれていません。CVDダイヤモンドは、HPHTダイヤモンドのような磁性を示しません。
CVDラボグロウンダイヤモンドのメリット
一般に、CVD法では高クラリティのダイヤモンドが得られます。CVD法では金属を使用しないため、無色のダイヤモンドを容易に生成することができます。また、CVD法はエネルギー消費量が少ないため、より安価なダイヤモンドを得ることができます。
最近では、成長室内のガスを変更したり、純度の高いII型ダイヤモンドを種結晶として使用することで、完成した人工ダイヤモンドの色を向上させるとともに、成長速度を速めることができることをCVDメーカーが発見しています。
HPHTラボグロウンダイヤモンドとは
HPHTダイヤモンドの製造工程は、1950年代に初めて工業用として確立されました。HPHT処理は、天然ダイヤモンドの色と透明度を向上させることができます。科学者たちは、本物のダイヤモンドが何百万年もかけて成長する、地球内部の圧力と温度を再現するために、この処理方法を考案しました。
HPHTダイヤモンドはどのように作られるのか?
天然のダイヤモンドは、非常に高い圧力と2600℃を超える高温の中で地表から数マイル下に形成されます。HPHT技術では、この条件を再現することに成功しましたが、地球で育ったダイヤモンドが成長するのにかかる約1億5000万年の時間の代わりに、ダイヤモンドを生成するのに数週間しかかかりません。
HPHTダイヤモンドの製造には、ベルトプレス、キュービックプレス、スプリットビアプレスの3大ツールが使用されます。これらのプレスは、高圧高温状態を作り出し、炭素に包まれた小さなダイヤモンドを数日間放置し、原石に成長させる。この小さなカプセルの中で、ニッケルや鉄、コバルトなどの金属からなる炭素系材料が溶融フラックスとして溶けていくのです。この技術により、現在よりも低い圧力と温度でダイヤモンドを形成することができるのです。
HPHT技術により、企業は魅力的でないダイヤモンドを安価で購入し、完成した(より見栄えのする)ダイヤモンドをより高く売ることができるのです。
HPHTラボグロウンダイヤモンドのメリット
HPHTラボグロウンダイヤモンドは、可能な限り最高の仕上がりを提供します。この技術により、鮮やかなブルーダイヤモンドも生産できるようになりました。開発段階でカプセルにホウ素を添加することで、ダイヤモンドの色調をブルーにすることができます。HPHTと加熱・放射技術を組み合わせることで、赤やピンクなどの色調を作り出すことも可能です。
CVDラボグロウンダイヤモンドとHPHTラボグロウンダイヤモンドの相違点
肉眼では、これらのラボグロウンストーンを見分けることはできません。どちらのアプローチでも、美しい輝きを放つダイヤモンドを作ることができます。結局のところ、HPHTダイヤモンドとCVDダイヤモンドの主な違いは、その成長特性です。
ラボダイヤモンドの専門家は、拡大鏡でよく観察すれば、結晶構造を見てその違いを見分けることができるかもしれません。
外観
HPHTダイヤモンドは伝統的にカラーダイヤモンドを多く生成してきましたが、技術の進歩により、どちらの技術もクリアなダイヤモンドを作ることができるようになりました。CVDダイヤモンドが立方体構造で成長経路が1つであるのに対し、HPHTダイヤモンドは14の成長経路に分かれており、立方八面体の形をしています。そのため、CVDダイヤモンドには、まれに帯状の縞模様が見られることがあります。
CVDダイヤモンドは層ごとに形成されるため、層間の結晶格子の不整合によって異常な複屈折が生じ、ダイヤモンドがぼやけたように見えることがあります。しかし、これは珍しい現象で、拡大するとよくわかります。
ダイヤモンドメーカーは、高温高圧処理によって褐色を除去し、無色のダイヤモンドを製造することを発見しました。この方法は、HPHTアニーリングと呼ばれています。
磁性
HPHTダイヤモンドには、メタルフラックスインクルージョンがよく見られます。これらの不純物は、透過光では黒く見えますが、金属的な輝きを示します。結晶が成長する過程で、金属を触媒として使用した結果、発生します。
ニッケル、鉄、コバルトなどの化合物が含まれています。このインクルージョンがあることで、磁石が大きな金属不純物を含むラボグロウンダイヤモンドを検出することができるのです。
CVDダイヤモンドには、金属介在物は含まれていません。その代わりに、独特の形成プロセスにより、暗色のグラファイトが内包物として含まれています。
費用
HPHTプロセスは、必要なエネルギーと装置の量を考慮すると、かなり高価です。CVDダイヤモンドは、中程度の温度と低い圧力で生成されるため、より手頃な価格となっています。また、必要な装置も小型で安価です。
CVDダイヤモンドとHPHTのダイヤモンドは、高性能の拡大鏡を持った専門家でない限り、見分けることはできません。どちらの方法でも、美しい輝きを放つダイヤモンドが生まれます。CVD法とHPHT法では、自然界に存在する天然ダイヤモンドと同じくダイヤモンドが生成されます。ラボグロウンダイヤモンドは、紛争ダイヤモンドの取引によって調達されたものではないということで、明確な良心を持って手首、耳、首に付けることができます。
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