فرایند CVD با قرار دادن ذره بسیار کوچکی از الماس در خلأ آغاز میشود
الماس چیست؟
الماس با ارزش ترین، بادوام ترین و سخت ترین ماده موجود در جهان است. الماس را با هیچ فلزی نمی توان برید. این ماده را تنها با اره های فلزی که حاوی پودر الماس هستد می توان برش داد.الماس از کربن خالص تشکیل شده است. این ماده در ۹۰۰ درجه سانتیگراد به آرامی می سوزد و دی اکسید کربن تولید می کند. الماس در ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد به گرافیت تبدیل می شود. هرچه حرارت بیشتر شود، سرعت تشکیل گرافیت نیز افزایش می یابد.الماس، گرما را به راحتی هدایت می کند؛ اما جریان الکتریسیته را از خود عبور نمی دهد. سرعت انتقال گرما در الماس، ۵ برابر فلز مس است. الماس گاه بی رنگ و گاهی اوقات به رنگ های سبز، قهوه ای، سفید، زرد، صورتی و حتی سیاه است.
تا سال ۱۹۵۵ میلادی الماس فقط از معادن استخراج می شد؛ اما پس از آن، روشی مصنوعی برای ساخت این ماده ابداع شد.الماسی که از معدن استخراج می شود، الماس طبیعی و الماسی که در آزمایشگاه تهیه می شود، الماس مصنوعی نام دارد. آفریقا دارای بیشترین معادن الماس طبیعی در جهان است. تقریباً ۸۰ درصد از کل الماس جهان از معادن جنوب قاره آفریقا استخراج می شود. الماس را پیش از فروش، صیقل می دهند و به شکل مورد نظر در می آورند. جلا و درخشندگی الماس حتی با گذشت هزاران سال از بین نمی رود.
الماس مصنوعی برای اولین بار در سال ۱۹۵۵ میلادی توسط یک شرکت آمریکایی به نام جنرال الکتریک ساخته شد. برای تولید الماس مصنوعی، گرافیت را در فشار بسیار بالا تا ۳۰۰۰ درجه سانتیگراد حرارت می دهند. به این ترتیب گرافیت به الماس تبدیل می شود. الماس مصنوعی از بسیاری جهات شبیه به الماس طبیعی است. الماس مصنوعی در صنعت کاربردهای فراوانی دارد. از این ماده برای صیقل دادن، اره کردن، ساختن مته های حفاری، تیز کردن فلزات و بریدن شیشه و چینی استفاده می شود. از الماس مصنوعی، جواهر نیز ساخته می شود.واحد اندازه گیری وزن الماس، قیراط است. هر قیراط معادل ۳۰۰ میلی گرم است.
وش دیگر فرایند رسوبگیری بخار شیمیایی (Chemical Vapor Deposition)، یا به اختصار CVD میباشد. در روش دوم به جای اعمال فشار به کربن، به اتمها اجازه میدهند آزادانه به یکدیگر متصل شوند. مزیت روش دوم در کنترل ساده ناخالصیها و اندازه مورد نیاز محصول میباشد.
فرایند CVD با قرار دادن ذره بسیار کوچکی از الماس در خلأ آغاز میشود. سپس گازهای هیدروژن و متان که در مایکروویو تا دمای بیش از 2000 درجه سانتیگراد گرم شده اند به محفظه خلأ جریان مییابند. در ادامه پلاسمای تشکیل شده باعث شکافته شدن هیدروژن به هیدروژن اتمی میشود. هیدروژن اتمی با متان واکنش میدهد تا رادیکال متیل و اتمهای هیدروژن بوجود آیند. رادیکال متیل نیز به ذره الماس میچسبد تا بلور بزرگ شود. رشد الماس در تکنیک CVD، فرایندی خطی است. تنها عوامل محدودکننده اندازه محصول در این روش، بزرگی ذره ابتدایی و زمان قرار دادن آن در دستگاه
است.
کاربرد
بیشتر الماس ها به علت داشتن ناخالصی، سیاه رنگ و کدر میباشند. الماسهای کوچک یا غیر شفاف و دارای ناخالصی در ابزارهای برش، حفاری (سر مته ها) و سایش و پولیش اجسام سخت و مصارف پزشکی استفاده میشوند. بیش از 80 درصد الماس استخراجی در این بخش مصرف میشود. الماسهای درشت و پاک و دارای ناخالصی فوقالعاده کم برای جواهرسازی به کار میروند. آنها را قبل از استفاده در جواهر، تراش داده و پرداخت میکنند. این کار جهت افزایش درخشندگی بر اثر شکست زیبای نور انجام میشود.
کاربردهای دیگر الماس عبارتند از:
- لوازم الکترونیکى ولتاژ و توان بالا مثل ترنهاى سریع السیر.
- دستگاههاى فرکانس بالا مثل رادارهاى پرقدرت و ایستگاههاى مخابراتى سلولى.
- دستگاههاى میکرو و نانو الکترو مکانیکى مثل ساعتها و فیلترهاى تلفنهاى سلولى.
- محاسبات کوانتومى مثل موارد مورد نیاز در ارتباطات امن.
- آشکارساز پرتوهاى پر انرژى مثل پرتو سنجهاى پزشکى.
- اپتیک و لیزرهاى پرقدرت مثل آنچه در کابل و خطوط تلفن یا پنجره شاتلهاى فضایى بکار میرود.
- الکترودهاى الماسى مقاوم به خوردگى که مىتواند محیطهاى آلوده را پاک کند. (منبع: سایت دانشنامه رشد)
الماس در بازار
الماسهای خاص هریک دارای تاریخچه کشف، تراش، تصاحب و … و داستان منحصر به فردی میباشند که نشان از ارزش بالای این سنگ دارد.
مهمترین مرکز تجارت الماس در دنیا، آنتورپ در کشور بلژیک است. آزمایشگاه آنتورپ و برخی آزمایشگاههای دیگر در جهان براى تشخیص الماسهاى مصنوعى در دستگاه با تابش نور به کریستال مشخصات طیفى نور جذب یا ساطع شده را تجزیه و تحلیل مىکنند. اگر نشانهاى از مصنوعى بودن مشاهده شد، آزمایشگاه بوسیله دستگاهی دیگر ساختار درونى کریستال را بوسیله نور فرابنفش آشکار مىکند. این دستگاهها نقصهاى موجود در کریستال را در مقیاس میکروسکوپى یا اتمى بررسى مىکنند.
الماسها مانند درختان داراى حلقههاى رشدى در اطراف هسته خود هستند. الماسهایى که در آزمایشگاه تولید یا دستکارى شده باشند، در این دستگاهها ساختار رشدی متفاوت نشان مىدهند.
الماسهای زینتی مصنوعی بخشی کوچک و پرسود از صنعت الماس را تشکیل میدهند. این الماسها رنگی و بسیار گرانبهایند و بسته به ناخالصیهایشان در رنگهای مختلف سرخ، صورتی، آبی، سبز، زرد و نارنجی تولید میشوند. کیفیت آنها دستگاههای تشخیص کانی مصنوعی از طبیعی و تاجران بزرگ الماس را در تفکیک دچار مشکل کرده است. در این شرایط، آزمایشگاههای سنتی الماس بلژیک به عنوان مراکز تأیید و صدور شناسنامه الماسهای طبیعی انتخاب شده اند.
برخی شبه الماسها عبارتند از سیلیکون کاربید، کیوبیک زیرکونیا، موزانایت و … که در بسیاری موارد خواصی شبیه الماس دارند.
برخی مؤسسات معتبر ارزيابي و ارائه دهنده شناسنامه الماس، GIA، AGSL، EGL و PGGL میباشند. همچنین اشخاص ارزيابي كنندهي مستقل که عضو يكي از سازمانهاي تخصصی (نظير انجمن ارزيابيكنندگان امريكا) هستند نیز اعتبار ارزیابی و ارائه شناسنامه را دارند.
برای ارزش گذاری روی الماس از چهار ویژگی آن که به 4C معروف است استفاده می کنند:
- برش (Cut): در صورتی که برش به گونه ای باشد که پرتو نور به صفحات بیشتری برخورد نماید و سریع از الماس خارج نشود باعث براقي(Brilliancy) بیشتر الماس ميگردد.
- رنگ (Color): درجه بندي رنگ الماس از حروف انگلیسیD یعنی بي رنگ تا Z یعنی زرد روشن میباشد. الماس بی رنگ نادر بوده و ارزش بیشتری دارد. رنگ های ديگر الماس قرمز، آبي، صورتي و سبز می باشند که فانتزي گفته میشوند و به علت کميابی باارزشند.
- پاکی (Clarity): پاکي از Flawless یعنی نداشتن ناخالصي تا دارای ناخالصي است. که درجه بندی ناخالصی از VVS2، VVS1، VS2، VS1، SI2، SI1 تا I2، I1 و I3 که ناپاکترینها هستند دسته بندي شده است. پاکي در ارزشگذاری سنگ بسیار مؤثر است.
- وزن (Carat Weight): وزن بیشتر باعث ارزشمندی بیشتر میگردد. واحد اندازه گيري آن قيراط است. هر قيراط 0.2 گرم (200 سوت) میباشد.
- [html_block id=”28290″]