Diamant sintetic

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Diamante sintetice obținute prin procesul HPHT (la temperatură și presiune ridicate).

Un diamant sintetic este un diamant produs printr-un proces tehnologic , în timp ce diamantele naturale sunt produse printr-un proces de natură geologică . Diamant sintetic este de asemenea cunoscut sub numele de HPHT sau diamant CVD, acronime care definesc metoda de producție: H IGH - (sinteza la presiune ridicată și temperatură) T mperatura și - P ressure H IGH C hemical V Apor D eposition ( depunerea chimică de sinteză de abur ).

Încercările de a produce diamante sintetice au fost numeroase și documentate între 1879 și 1928 , dintre care majoritatea au fost analizate cu atenție, dar niciuna nu a fost confirmată. Abia începând cu 1940, în Statele Unite , Suedia și Uniunea Sovietică , folosind procesele CVD și HPHO, a început o adevărată căutare sistematică.

Prima sinteză reproductibilă a fost făcută în jurul anului 1953 . O a treia metodă, cunoscută sub numele de Sinteza detonării , a intrat pe piața diamantelor abia la sfârșitul anilor 1990. În acest proces, boabele de diamant de dimensiuni nanometrice sunt create prin detonarea explozivilor care conțin carbon . O a patra metodă a fost demonstrată în laborator prin tratarea grafitului cu ultrasunete de mare putere, dar în prezent nu are nicio aplicație comercială.

Proprietățile diamantului sintetic depind de detaliile proceselor de producție și pot fi mai mici sau mai mari decât cele ale diamantului natural: duritatea , conductivitatea termică și mobilitatea electronilor sunt mai mari la unele diamante sintetice. Prin urmare, diamant sintetic este utilizat pe scară largă în abrazive produse, tăiere și lustruire scule și în căldură chiuvete.

Diamantele sintetice sunt, de asemenea, dezvoltate pentru aplicații electronice, inclusiv în dispozitivele de mare putere din centralele electrice , tranzistoarele de înaltă frecvență și LED-urile . Diamantele sintetice sunt utilizate în instalații de cercetare cu energie ridicată din interiorul detectoarelor ultraviolete (UV). Datorită combinației sale unice de stabilitate termică și chimică, expansiune termică scăzută și transparență optică ridicată pe o gamă largă spectrală , diamantul sintetic este acum cel mai important material pentru ferestrele optice cu laser CO2 de mare putere și girotronul [1] .

Istorie

După descoperirea din 1797 că diamantul era compus din carbon pur, s-au făcut multe încercări de a-l transforma în diamant. Primele succese au fost obținute de James Ballantyne Hannay în 1879 [2] și de Ferdinando Frédéric Henri Moissan în 1893 . Metoda lor a necesitat încălzirea unui cuptor de cărbune la o temperatură de 3.500 ° C de fier topit într-un creuzet de carbon.

În timp ce Hannay a folosit un tub încălzit cu flacără, Moissan a aplicat invenția sa recentă, cuptorul cu arc electric , în care un arc electric a fost lovit între tijele de carbon în blocuri de var [3] . Fierul topit a fost apoi răcit rapid prin imersiune în apă. Contracția generată de răcire a produs probabil presiunea ridicată necesară transformării grafitului în diamant. Moissan și-a publicat opera într-o serie de articole în 1894 . [4]

Mulți alți oameni de știință au încercat să reproducă experimentele lui Moissan. William Crookes a avut succes în 1909 . Otto Ruff a revendicat-o în 1917 pentru producerea de diamante cu diametrul de până la 7 mm, [5] dar mai târziu și-a retras afirmația [6] . În 1926 , dr. Willard Hershey de la McPherson College a reprodus experimentele lui Moissan și Ruff [7] [8] , producând un diamant sintetic, exemplar expus la Muzeul McPherson din Kansas [9] . În ciuda afirmațiilor lui Moissan, Ruff și Hershey, alți experimentatori nu au putut să-și reproducă experimentele. [10] [11]

Ultimele încercări de reproducere au fost efectuate de Charles Algernon Parsons , om de știință și inginer de frunte, cunoscut pentru invenția turbinei cu abur . A petrecut 40 de ani (1882-1922) și o parte considerabilă a averii sale încercând să reproducă experimentele lui Moissan și Hannay, dar și adaptându-și procesele [12] . Parsons era cunoscut pentru abordarea sa atentă și minuțioasă și pentru păstrarea evidenței metodice. Toate probele obținute au fost stocate de terți pentru analize ulterioare. [13] A scris numeroase articole, unele dintre primele despre diamantul HPHT în care a pretins că a produs diamante mici [14] . Cu toate acestea, în 1928 l-a autorizat pe doctorul CH Desch să publice un articol [15] în care își declara convingerea că niciunul dintre diamantele sintetice [16] nu a fost produs până la acea dată. Parson a sugerat că majoritatea diamantelor produse până în acel moment erau probabil spinele sintetice [10] .

Proiectul Diamond al General Electric

O presă înaltă de 3 metri
O presă cu centură produsă în anii 1980 de KOBELCO

În 1941 s-a încheiat un acord între General Electric (GE) și Norton și Carborundum , pentru a dezvolta în continuare sinteza diamantelor. Au reușit să încălzească carbonul la aproximativ 3.000 ° C și o presiune de 3,5 gigapascali (GPa) (în jur de 35.000 bar ) timp de câteva secunde. Proiectul a fost întrerupt la scurt timp după al doilea război mondial și a fost reluat în 1951 de FP Bundye HM Forte, la laboratoarele Schenectady ale General Electric. La scurt timp, Tracy Hall și alți ingineri s-au alăturat. [17] . Echipa Schenectady a perfecționat un dispozitiv cu celule de nicovală de diamant (DAC) proiectat de Percy Bridgman , care a primit Premiul Nobel în 1946 pentru munca sa. Bundy și Strong au contribuit la primele îmbunătățiri, apoi multe au fost făcute de Hall. Echipa General Electric a folosit nicovalele DAC din carbură de tungsten în interiorul unei prese hidraulice pentru a comprima un eșantion de material carbonic ținut într-un recipient catlinit [18], dar pulberea a ajuns într-o garnitură plasată în afara containerului.

Hall a obținut primul său succes comercial în sinteza diamantelor pe 16 decembrie 1954 , al cărui anunț a avut loc abia pe 15 februarie 1955 . Descoperirea sa a fost făcută folosind o presă cu bandă, capabilă să producă presiuni peste 10 GPa [19] (100.000 bari ) la temperaturi peste 2.000 ° C [20] . Presa cu curea a folosit un recipient pirofilit în care grafitul a fost dizolvat în nichel topit, cobalt sau fier . Aceste metale au acționat ca un fel de „solvent catalizator ”, capabil să dizolve carbonul, accelerând transformarea acestuia în diamant.

Cel mai mare diamant produs avea doar 0,15 mm în diametru, prea mic și imperfect vizual pentru bijuterii, dar utilizabil pentru abrazivi industriali. Colaboratorii lui Hall au reușit să replice lucrările sale, iar descoperirea a fost publicată în revista britanică Nature . [21] [22] El a fost primul cercetător care a dezvoltat un diamant sintetic printr-un proces reproductibil, verificabil și bine documentat. Hall a părăsit General Electric în 1955 și trei ani mai târziu a dezvoltat un nou aparat de sinteză a diamantelor, o presă tetraedrică echipată cu patru nicovală, pentru a evita încălcarea unei ordine secrete a Departamentului de Comerț al SUA cu privire la cererile de brevet. Aparținea General Electric. [23] . Hall a primit Premiul Societății Chimice Americane pentru Invenția Creativă pentru munca sa privind sinteza diamantelor [24] .

Ultimele evoluții

O sinteză independentă a diamantelor a fost efectuată la 16 februarie 1953 la Stockholm de către ASEA (Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget) [25] , una dintre cele mai importante companii suedeze de electricitate. Începând din 1949 , ASEA a angajat o echipă formată din cinci oameni de știință și ingineri ca parte a unui proiect secret de „fabricare a diamantelor” denumit în cod QUINTUS.

Echipa a folosit un dispozitiv voluminos proiectat de inginerii Baltzar von Platen și Anders Kämpe [26] . O presiune de 8,4 GPa a fost menținută în interiorul dispozitivului timp de o oră, după care au fost produse câteva diamante mici, dar nu pietre prețioase de calitate sau dimensiune acceptabilă.

Lucrarea a fost făcută publică abia în 1980 [27] . În același timp, o nouă companie concurentă, ILJIN Diamond , a apărut în Coreea , urmată de sute de companii chineze. În 1988, Iljin Diamond ar fi realizat sinteza diamantului prin deturnarea secretelor comerciale ale General Electric de către un fost angajat coreean. [28] [29]

Bisturiu diamantat

General Electric produce cristale de diamante sintetice de calitate prețioasă din 1970 , producție făcută publică abia în 1971 . Pentru a face cu succes primele diamante, au folosit un tub de pirofilit însămânțat la fiecare capăt cu bucăți subțiri de diamant. Grafitul a fost plasat în centru și metalul solvent, nichel , între grafit și semințele de diamant. Recipientul a fost încălzit și presiunea a crescut la aproximativ 5,5 GPa. Cristalele s-au dezvoltat din centru spre capătul tubului și, prelungind durata procesului, au produs cristale mari. Inițial, procesul de creștere de o săptămână a produs muguri de calitate, de aproximativ 5 mm [30] , cu cele mai stabile condiții de proces posibile. Grafitul a fost în curând înlocuit cu boabe de diamant, deoarece acestea au permis un control mai bun în proiectarea formei finale de cristal [22] .

Bijuteriile timpurii de calitate (transparente sau semitransparente) au fost întotdeauna variate într-o gamă de culori, de la galben la maro, din cauza contaminării cu azot . Incluziunile au fost frecvente, în special diamantele „asemănătoare plăcilor” din nichel . Prin eliminarea întregului azot din proces cu adăugarea de aluminiu sau titan , s-au produs pietre incolore, iar prin îndepărtarea azotului și adăugarea borului , s-au produs pietre albastre [31] . Eliminarea azotului a încetinit, de asemenea, procesul de creștere și a redus calitatea cristalină, astfel încât procesul a fost efectuat în mod normal cu azot prezent.

Deși pietrele produse de General Electric și diamantele naturale erau identice din punct de vedere chimic, proprietățile lor fizice nu erau aceleași. Pietrele incolore, supuse luminii ultraviolete de înaltă frecvență , au produs fluorescență și fosforescență puternice, dar au fost inerte sub lumină ultravioletă de joasă frecvență.

Dintre diamantele naturale, doar cele mai rare pietre albastre prezintă aceste proprietăți. Spre deosebire de diamantele naturale, toate pietrele General Electric au înregistrat o fluorescență galbenă puternică sub raze X [32] . De Beers Diamond Research Laboratory a produs pietre de până la 25 de carate în scopuri de cercetare. Condiții HPHT stabile au fost ținute timp de șase săptămâni pentru a produce diamante de această dimensiune și calitate înaltă. Din motive economice, creșterea majorității diamantelor sintetice se încheie atunci când ating o greutate de 1 până la 1,5 carate [33] .

În anii 1950, s-au întreprins cercetări, atât în ​​Uniunea Sovietică, cât și în Statele Unite, cu privire la creșterea diamantelor sintetice prin piroliza gazului hidrocarbonat, la temperatura relativ scăzută de 800 ° C. Acest proces de presiune scăzută este cunoscut sub numele de Depunerea chimică a vaporilor (CVD).

În 1953, William G. Eversole a susținut că a realizat depunerea cu vapori a diamantului pe un substrat de diamant, dar acest rezultat a fost făcut public abia în 1962 [34] . Depunerea filmului cu diamante a fost reprodusă în 1968 și independent, de Angus și colaboratori [35] , iar în 1970 de Deryagin și Fedoseev [36] . Eversole și Angus au folosit cristale mari, scumpe, cu un singur diamant ca substraturi, în timp ce Deryagin și Fedoseev au reușit să realizeze filme de diamant pe materiale non-diamantate ( siliciu și metale). Acest succes din anii 1980 a dat un puternic impuls cercetărilor masive în crearea unor acoperiri mai ieftine cu film de diamant [37] .

Tehnologii de producție

Există mai multe metode utilizate pentru producerea diamantelor sintetice. Metoda originală folosește presiune ridicată și temperatură ridicată (HPHT) și este încă utilizată pe scară largă datorită costului său relativ scăzut de fabricație. Procesul implică prese mari cu greutatea a sute de tone pentru a produce o presiune de 5 GPa (50.000 bar ) la o temperatură de 1.500 ° C. A doua metodă, prin depunerea chimică a vaporilor (CVD), creează o plasmă de carbon pe un substrat pe care se depun atomi de carbon capabili să formeze diamantul. Alte metode includ formarea diamantelor prin detonare ( nanodiamantele detonante) și sonicare în soluții de grafit. [38] [39] [40] .

Presiune înaltă, temperatură ridicată (HPHT)

Diagrama presei cu centură
Un desen schematic al unei secțiuni transversale verticale: unitatea centrală, ținută de jumătate de cochilii ale matriței (matrițe) pe laturi, este comprimată vertical de două nicovală (nicovală)

În metoda HPHT, s-au realizat trei modele diferite de prese utilizate pentru a furniza presiunea și temperatura necesare pentru producerea diamantelor sintetice: presa cu bandă, presa pentru cub și presa cu sferă divizată (BARS). Invenția originală a lui General Electric Electric a lui Tracy Hall folosește presa de curea. În această presă, nicovala superioară și inferioară asigură sarcina de presiune necesară unei celule cilindrice interne. Această presiune internă este limitată radial de o centură de benzi de oțel. Nicovalele servesc și ca electrozi care furnizează curent electric celulei comprimate. O variantă a presei cu curea folosește presiunea hidraulică, mai degrabă decât curelele de oțel, pentru a limita presiunea internă [41] . Presele cu curea sunt încă în uz astăzi, dar sunt construite pe o scară mult mai mare decât cele din designul original [42] .

Al doilea tip este presa cubică . Dispune de șase nicovală care asigură simultan presiune pe toate fețele unui volum în formă de cub. [43] Prima presă multi-nicovală avea o formă tetraedrică și folosea patru nicovalele care convergeau pe un volum în formă de tetraedru [44] . Presa cubică a fost creată la scurt timp după aceea pentru a crește volumul pe care se aplică presiunea. O presă cubică este de obicei mai mică decât o presă cu centură și poate atinge mai rapid presiunea și temperatura necesare pentru a crea diamantul sintetic.

Cu toate acestea, presa cubică nu poate fi proiectată cu ușurință pentru volume mari: volumul sub presiune poate fi crescut folosind nicovalele mari, dar aceasta crește și forța necesară pentru ca nicovalele să atingă aceeași presiune. O alternativă este creșterea raportului presiune suprafață-volum folosind mai multe nicovală care pot converge pe un solid platonic de ordin superior, cum ar fi un dodecaedru . Cu toate acestea, o astfel de presă este complexă și dificil de produs [43] .

schema unui sistem BARS
schema unui sistem BARS

Mașina BARS este cea mai compactă, eficientă și economică dintre toate prese de producție a diamantului. În centrul unui dispozitiv BARS există o „capsulă de sinteză” ceramică cilindrică de aproximativ 2 cm 3 . Celula este plasată într-un cub de material și este adecvată pentru promovarea transmiterii presiunii, de exemplu pirofilita ceramică, presată de nicovalele interne din carbură cimentată (de exemplu, carbură de tungsten sau aliaj VK10) [45] . Cavitatea octaedrică externă este presată de 8 nicovalele exterioare din oțel. După asamblare, totul este blocat într-un „butoi” cu un diametru de aproximativ 1 metru. Butoiul este umplut cu ulei, presurizat în faza de încălzire și transferat în celula centrală. Capsula de sinteză este încălzită de un încălzitor coaxial din grafit, în timp ce temperatura este măsurată de un termocuplu [46] .

Depunerea chimică a vaporilor

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Depunerea chimică cu vapori a diamantului .

Depunerea chimică a vaporilor (CVD din epoziția C apical V apor D ) este o metodă prin care diamantele sunt fabricate începând dintr-un amestec de gaze hidrocarbonate. De la începutul anilor 1980 această metodă a făcut obiectul unor cercetări intense în întreaga lume. Având în vedere că producția în masă a cristalelor de diamant de înaltă calitate face ca procesul HPHT să fie cea mai potrivită alegere pentru aplicații industriale, flexibilitatea și simplitatea CVD explică popularitatea creșterii sale în laboratoarele de cercetare. Avantajele creșterii diamantelor cu metoda CVD includ posibilitatea „cultivării” diamantelor pe suprafețe mari și pe diferite suporturi, cu control precis al impurităților chimice și, prin urmare, al proprietăților diamantului produs. Spre deosebire de procesul HPHT, procesul CVD nu necesită presiuni ridicate, creșterea are loc de obicei la o presiune sub 27 kPa [38] [47] .

Creșterea diamantelor prin procesul CVD implică prepararea unui substrat prin alimentarea unei cantități variabile de diferite gaze într-o cameră. Pregătirea acestuia include alegerea materialului adecvat, orientarea cristalografică a acestuia, curățarea acestuia cu praf de diamant prin optimizarea temperaturii substratului în timpul creșterii la aproximativ 800 ° C, printr-o serie de teste. Gazele includ întotdeauna o sursă de carbon, de obicei metan și hidrogen la un raport tipic de 1:99. Hidrogenul este esențial, deoarece corodează selectiv carbonul non-diamantat. Gazele sunt ionizate în radicali chimic activi în camera de creștere folosind microunde , un filament fierbinte, un arc electric , un laser , un fascicul de electroni sau alte mijloace.

În timpul creșterii, materialele cavității sunt gravate de plasmă și pot fi încorporate în diamantul în creștere. În special, diamantul CVD este adesea contaminat cu siliciu atât din cavitate, cât și din substratul de siliciu [48] . Contaminanții cu bor din cavitate, chiar și la un procent foarte mic, îl fac nepotrivit pentru creșterea diamantului pur. [38]

Detonarea explozivilor

O imagine care seamănă cu un ciorchine de struguri în care ciorchina este formată din particule aproape sferice cu diametrul de 5 nm
Detonarea nanodiamantelor la microscopul electronic

Este posibil să se formeze nanocristale de diamant (5 nm în diametru) prin detonarea unor explozivi care conțin cărbune în interiorul unei camere metalice. Aceste nanocristale sunt numite „ nanodiamante detonante ”. În timpul exploziei, presiunea și temperatura din cameră devin suficient de mari pentru a transforma carbonul explozivilor în diamant. Scufundată în apă, camera după explozie se răcește rapid, împiedicând transformarea diamantului nou format în grafit mai stabil [49] . Într-o variantă a acestei tehnici, un tub metalic umplut cu pulbere de grafit este plasat în camera de detonare. Explozia încălzește și comprimă grafitul suficient pentru transformarea acestuia în diamant [50] . Produsul este întotdeauna bogat în grafit și alte forme de carbon non-diamant și necesită o fierbere prelungită în acid azotic fierbinte (aproximativ 1 zi la 250 ° C) pentru a-l dizolva [39] . Pulberea de nanodiamond recuperată este utilizată în principal în lustruire. Este produs în principal în China , Rusia și Belarus și abia acum începe să ajungă pe piață în cantități angro [51] .

Cavitație cu ultrasunete

Pornind de la o suspensie de grafit într-un lichid organic la presiunea atmosferică și temperatura camerei folosind cavitația cu ultrasunete , este posibilă sintetizarea cristalelor de diamant cu dimensiuni micrometrice . Randamentul diamantului este de aproximativ 10% din greutatea inițială a grafitului. Costul estimat al diamantului produs prin această metodă este comparabil cu cel al metodei HPHT; perfecțiunea cristalină a produsului este semnificativ mai slabă pentru sinteza cu ultrasunete, dar este o tehnică care necesită echipamente relativ simple, precum și proceduri simple, dar a fost raportată doar de două grupuri de cercetare și, deocamdată, nu are o utilizare industrială . Numeroșii parametri ai procesului, cum ar fi prepararea inițială a pulberii de grafit, alegerea puterii cu ultrasunete, timpul de sinteză și solventul, nu sunt încă optimizați, lăsând o fereastră de potențială îmbunătățire atât a eficienței cât și a reducerii costurilor. [40] [52] .

Proprietate

În mod tradițional, absența defectelor cristalului este considerată cea mai importantă calitate a unui diamant. Puritatea și perfecțiunea cristalină ridicată le fac transparente și clare, având în vedere că duritatea, dispersia optică (luciu) și stabilitatea chimică le fac o bijuterie populară. Pentru aplicații tehnice, conductivitatea termică ridicată este, de asemenea, importantă. În timp ce dispersia optică ridicată este o proprietate intrinsecă a tuturor diamantelor, celelalte proprietăți ale acestora variază în funcție de modul în care a fost creat diamantul [53] .

Cristalinitatea

Diamantul poate fi monocristalin sau poate fi compus din multe cristale mici ( policristaline ). Diamantul monocristalin mare, clar și transparent este de obicei utilizat în bijuterii. Diamantul policristalin este compus din numeroase boabe mici, care sunt ușor vizibile cu ochiul liber prin absorbție puternică a luminii și prin dispersare, dar nu este potrivit pentru pietre prețioase și este utilizat pentru aplicații industriale, miniere și de tăiere. Diamantul policristalin este adesea descris pentru mărimea medie (sau cristalit ) a cristalelor care îl compun. Boabele cristaline variază de la nanometri la sute de micrometri , denumiți de obicei diamante „ nanocristaline ” și respectiv diamante „ microcristaline ” [54] .

Duritate

Diamantul are o duritate de 10 pe scara Mohs . [55] Duritatea diamantului sintetic depinde de puritatea, perfecțiunea și orientarea acestuia: duritatea este mai mare decât este prezentă în cristalele perfecte orientate în direcția [ 111 ] [56] [57] . Nanocristalele de diamante produse prin creșterea CVD pot avea o duritate cuprinsă între 30 și 75% din cea a diamantului monocristal, iar duritatea poate fi controlată pentru aplicații specifice. Unele diamante monocristaline sintetice și diamante HPHT nanocristaline (a se vedea diamantul agregat nanorod ) sunt mai dure decât orice diamant natural cunoscut [58] [59] [60] .

Impurități și incluziuni

Fiecare diamant conține alte tipuri de atomi în plus față de carbon, în concentrații identificabile prin tehnici analitice. Astfel de atomi se pot agrega în faze macroscopice numite incluziuni . Impuritățile sunt în general evitate, dar pot fi introduse intenționat pentru a controla unele proprietăți ale diamantului în sine. De exemplu, diamantul pur este un izolator electric, dar diamantul cu bor adăugat este un conductor electric (și, în unele cazuri, un supraconductor [61] ) permițându-i utilizarea în aplicații electronice. Impuritățile de azot împiedică mișcarea luxațiilor de rețea (defecte în structura cristalină ) crescând astfel duritatea și rezistența [62] .

Conductivitate termică

Spre deosebire de majoritatea izolatorilor electrici, diamantul pur este un bun conductor de căldură datorită legăturii covalente puternice din cristal. Conductivitatea termică a diamantului pur este cea mai înaltă dintre orice solid cunoscut. Cristalele unice de diamant sintetic îmbogățit în 12 C (99,9%) au cea mai mare conductivitate termică a oricărui alt material, 3000 W · m -1 -1 K -1 la temperatura camerei, de 7,5 ori mai mare decât cea a cuprului ; conductivitatea diamantului natural este redusă cu 1,1% de 13 C natural, care acționează ca o neomogenitate prezentă în rețea.

Conductivitatea termică a diamantului este exploatată de bijutieri și gemologi, care pot utiliza o sondă termică electronică pentru a separa diamantele reale de imitații. Sondele constau dintr-o pereche de termistori alimentați cu baterii , montați într-un vârf de cupru rafinat. Un termistor funcționează ca un dispozitiv de încălzire, în timp ce celălalt măsoară temperatura vârfului de cupru: dacă piatra supusă testului este un diamant, va conduce suficientă energie termică din vârf pentru a produce o scădere de temperatură măsurabilă. Acest test durează aproximativ 2-3 secunde [63] .

Aplicații

Unelte mecanice de prelucrare și tăiere

Diamante artificiale așezate într-o lamă.

Majoritatea aplicațiilor industriale ale diamantelor sintetice au fost asociate de mult timp cu duritatea lor. Această proprietate face din diamant materialul ideal pentru mașini-unelte și unelte de tăiat. Cunoscut drept cel mai dur material din natură, diamantul poate fi folosit pentru lustruirea, tăierea sau îndepărtarea tuturor celorlalte materiale, inclusiv a altor diamante.

Aplicațiile industriale care exploatează această calitate includ biți de diamant, ferăstrău și utilizarea prafului de diamant ca abraziv [64] . Acestea sunt de departe cele mai importante aplicații industriale ale diamantului sintetic. Deși diamantul natural este folosit și în aceste scopuri, diamantul sintetic HPHT este mai popular, în principal datorită unei reproductibilități mai bune a proprietăților sale mecanice. Diamantul nu este potrivit pentru prelucrarea aliajelor feroase de mare viteză, de fapt carbonul este solubil în fier la temperaturi ridicate, creând aceste procese, rezultând o uzură considerabilă a instrumentelor diamantate în comparație cu alternativele [65] .

Forma obișnuită a diamantului în uneltele de tăiat este în granule de dimensiuni micrometrice, dispersate într-o matrice metalică (de obicei cobalt), sinterizată pe instrument. Acest lucru este denumit în mod normal în industrie sub numele de diamant policristalin (PCD). Instrumentele cu vârf de diamant (PCD) sunt utilizate în aplicații de extracție și tăiere. În ultimii cincisprezece ani, s-a lucrat la acoperirea instrumentelor metalice cu diamante CVD și, deși lucrarea arată încă promisiuni, nu a înlocuit în mod semnificativ instrumentele tradiționale PCD [66] .

Conductori termici

Având în vedere că majoritatea materialelor cu conductivitate termică ridicată sunt conductoare electric (metale), diamantul sintetic pur are atât o conductivitate termică excelentă, cât și o conductivitate electrică neglijabilă. Această combinație este de neprețuit pentru electronică, în cazul în care aceasta este utilizată ca o căldură chiuveta pentru mare putere lasere și de mare putere tranzistori . Disiparea eficientă a căldurii extinde durata de viață a acestor dispozitive, iar costul ridicat al acestora justifică utilizarea unor radiatoare de căldură cu diamante eficiente, deși relativ costisitoare [67] [68] . În tehnologia semiconductoarelor, radiatoarele sintetice cu diamant previn supraîncălzirea siliciului și a altor materiale semiconductoare [69] .

Materiale optice

Diamantul este dur, chimic inert, are o conductivitate termică ridicată și un coeficient de expansiune termică scăzut. Aceste caracteristici îl fac superior oricărui alt material existent utilizat pentru transmiterea radiației infraroșii și a radiațiilor cu microunde. Prin urmare, diamant sintetic înlocuiește treptat seleniura de zinc ca o interfață de ieșire de mare putere pentru CO 2 lasere [70] și gyrotrons . Tali interfacce in diamante sintetico sono a forma di disco a grande diametro (circa 10 cm per i gyrotrons) e spessori piccoli (per ridurre l' absorbimento ) e possono essere prodotti solo con la tecnica CVD [71] [72] .

I recenti progressi nelle tecniche di sintesi HPHT e CVD hanno migliorato la purezza e la perfezione della struttura cristallografica del diamante monocristallino, sufficienti a sostituire il silicio in un reticolo di diffrazione a interfacce in sorgenti di radiazione ad alta potenza, ad esempio i sincrotroni [73] [74] . Sia i processi CVD che gli HPHT sono utilizzati anche per creare incudini di diamante otticamente trasparenti, come strumenti per misurare le proprietà elettriche e magnetiche di materiali ad altissima pressione con una cella a incudine di diamante [75] .

Elettronica

Il diamante sintetico ha un uso potenziale anche come semiconduttore [76] , in quanto può essere drogato con impurità, quali il boro e il fosforo . Dal momento che questi elementi contengono un elettrone di valenza in più o in meno rispetto al carbonio, trasformano il diamante sintetico in semiconduttore di tipo-p o di tipo-n. Fare una giunzione pn dal doping sequenziale di diamanti sintetici con boro e fosforo produce diodi a emettitore di luce ( LED ) che produce luce UV a 235 nm [77] . Un'altra proprietà utile del diamante sintetico per l'elettronica è l'alta mobilità elettrica , che raggiunge i 4.500 centimetri 2 /( V·s ) nel diamante monocristallino CVD [78] . L'elevata mobilità è vantaggiosa per i transistor ad effetto di campo (FET) di alta frequenza. L'ampio intervallo di banda del diamante (5,5 eV) conferisce ottime caratteristiche dielettriche . In combinazione con l'elevata stabilità meccanica del materiale, queste proprietà vengono utilizzate in prototipi di interruttori ad alta potenza utilizzati nelle centrali elettriche [79] .

Sono stati prodotti in laboratorio transistors in diamante sintetico, funzionanti ad una temperatura molto più alta rispetto ai dispositivi in silicio, e resistenti sia danni chimici che da radiazioni. Mentre nessun transistor in diamante è ancora stato integrato con successo nell'elettronica commerciale. È comunque promettente per l'uso di applicazioni che richiedono potenze elevate, e in ambienti ostili non ossidanti [80] .

Il diamante sintetico è già utilizzato come dispositivo di rilevazione delle radiazioni.

I diamanti CVD conduttivi sono utilizzati come elettrodi in molte circostanze. [81] Sono stati sviluppati, per esempio, metodi fotochimici per legare covalentemente uno strato sottile (film) di DNA alla superficie policristallina di un diamante prodotto mediante CVD. Tale film di DNA modificato può essere utilizzato per la rilevazione di varie biomolecole , che interagiscono con il DNA modificando in tal modo la conducibilità elettrica del film di diamante. [82] Inoltre, i diamanti possono essere utilizzati per rilevare reazioni redox di bassa intensità, e, in alcuni casi degradare i contaminanti organici redox-reattivi in approvvigionamenti idrici. Poiché il diamante è meccanicamente e chimicamente stabile, può essere usato come elettrodo per distruggere materiali tradizionali. Come elettrodo, i diamanti sintetici possono essere impiegati nel trattamento delle acque reflue degli effluenti organici [83] e la produzione di forti ossidanti [84] .

Pietre preziose

A colorless faceted gem
Gemma incolore tagliata da diamante cresciuto da deposizione chimica da vapore (CVD)

I diamanti sintetici utilizzati come pietre preziose sono coltivati con i metodi HPHT [33] o CVD [85] . Sono disponibili nei colori giallo e blu e, in misura minore, incolore (o bianco). Il colore giallo deriva da impurità di azoto nel processo di produzione, mentre il colore blu dal boro [31] . Altri colori come il rosa o il verde sono realizzabili dopo la sintesi mediante irradiazione [86] . Diverse compagnie offrono anche diamanti memoriali composti con resti cremati. [87]

Diamanti di qualità gemma coltivati in laboratorio possono essere chimicamente, fisicamente e otticamente identici ai diamanti presenti in natura, anche se si possono distinguere da un esame spettroscopico nella lunghezza d'onda dell' infrarosso , ultravioletto , o raggi X . Il tester DiamondView della De Beers utilizza la fluorescenza a ultravioletti per rilevare tracce di impurità di azoto , nichel e altri metalli in diamanti HPHT o CVD [88] .

Il settore dei diamanti estratti sta valutando contromisure di marketing e di distribuzione a causa della comparsa di diamanti sintetici sul mercato delle gemme. I tre maggiori distributori di diamanti naturali hanno assicurato che le loro gemme saranno messe in vendita rendendo pubblica l'intera storia del diamante stesso, incidendo, nella loro pietra preziosa e con microscopici fasci laser numeri di serie, al fine di distinguere ogni gemma estratta. [85]

Note

  1. ^ Generatore che impiega un accoppiamento di risonanza tra i campi a microonde del ciclotrone e le microonde emesse da un fascio di elettroni
  2. ^ JB Hannay, On the Artificial Formation of the Diamond , in Proc. R. Soc. Lond. , vol. 30, 1879, pp. 450–461, DOI : 10.1098/rspl.1879.0144 . </
  3. ^ C. Royère, The electric furnace of Henri Moissan at one hundred years: connection with the electric furnace, the solar furnace, the plasma furnace? , in Annales pharmaceutiques françaises , vol. 57, n. 2, 1999, p. 116, PMID 10365467 .
  4. ^ H. Moissan, Nouvelles expériences sur la reproduction du diamant , in Comptes Rendus , vol. 118, 1894, p. 320.
  5. ^ O. Ruff, Über die Bildung von Diamanten , in Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie , vol. 99, n. 1, 1917, pp. 73–104, DOI : 10.1002/zaac.19170990109 .
  6. ^ K. Nassau, Gems made by Man , Chilton Book Co, 1980, pp. 12–25, ISBN 0-8019-6773-2 .
  7. ^ J. Willard Hershey, The Book of Diamonds: Their Curious Lore, Properties, Tests and Synthetic Manufacture , Kessinger Publishing, 2004, pp. 123–130, ISBN 1-4179-7715-9 .
  8. ^ J. Willard Hershey PhD, Book of Diamonds , Heathside Press, New York, 1940, pp. 127–132, ISBN 0-486-41816-2 .
  9. ^ Permanent collection , su mcphersonmuseum.com , McPherson museum. URL consultato l'8 agosto 2009 (archiviato dall' url originale il 18 maggio 2009) .
  10. ^ a b K. Lonsdale, Further Comments on Attempts by H. Moissan, JB Hannay and Sir Charles Parsons to Make Diamonds in the Laboratory ( PDF ) [ collegamento interrotto ] , in Nature , vol. 196, 1962, p. 104, DOI : 10.1038/196104a0 .
  11. ^ M. O'Donoghue, Gems , Elsevier, 2006, p. 473, ISBN 0-7506-5856-8 .
  12. ^ RS Feigelson, 50 years progress in crystal growth: a reprint collection , Elsevier, 2004, p. 194, ISBN 0-444-51650-6 .
  13. ^ Barnard, pp. 6–7
  14. ^ CA Parson, Some notes on carbon at high temperatures and pressures ( PDF ) [ collegamento interrotto ] , in Proceedings of the Royal Society of London , 79a, 1907, p. 532, DOI : 10.1098/rspa.1907.0062 .
  15. ^ CH Desch, The Problem of Artificial Production of Diamonds , in Nature , vol. 121, 1928, p. 799, DOI : 10.1038/121799a0 .
  16. ^ Compresi quelli di Moissan e altri.
  17. ^ RM Hazen, The diamond makers , Cambridge University Press, 1999, pp. 100–113, ISBN 0-521-65474-2 .
  18. ^ sf. [sec. XIX; dal nome del mineralogista G. Catlin]. Roccia argillosa, di colore rossastro, contenente notevoli quantità di [[ematite]] e di [[sericite]]. Si ritrova come intercalazione nelle [[quarzite|quarziti]] del [[Cambriano]] dell'America Settentrionale ([[Minnesota]], [[Wisconsin]], ecc.). Era usata per la fabbricazione delle pipe cerimoniali dei pellirosse dette [[calumet]].
  19. ^ Giga Pascal
  20. ^ HT Hall, Ultra-high pressure apparatus ( PDF ) [ collegamento interrotto ] , in Rev. Sci. Instr. , vol. 31, 1960, p. 125, DOI : 10.1063/1.1716907 .
  21. ^ FP Bundy, HT Hall, HM Strong and RH Wentorf, Man-made diamonds , in Nature , vol. 176, 1955, p. 51.
  22. ^ a b HP Bovenkerk, FP Bundy, HT Hall, HM Strong and RH Wentorf, Preparation of diamond , in Nature , vol. 184, 1959, p. 1094.
  23. ^ Barnard, pp. 40–43
  24. ^ ACS Award for Creative Invention , su webapps.acs.org , American Chemical Society. URL consultato l'8 agosto 2009 (archiviato dall' url originale il 5 ottobre 2011) .
  25. ^ Azienda Elettrica Svedese-Tedesca
  26. ^ H. Liander and E. Lundblad, Artificial diamonds , in ASEA Journal , vol. 28, 1955, p. 97.
  27. ^ Barnard, pp. 31–33
  28. ^ General Electric v. Sung, 843 F. Supp. 776: "granting production injunction against Iljin Diamond" cited in MA Epstein, Epstein on intellectual property , Aspen Publishers Online, 1998, p. 121, ISBN 0-7355-0319-2 .
  29. ^ Wm. C. Hannas,The writing on the wall , University of Pennsylvania Press, 2003, pp. 76–77, ISBN 0-8122-3711-0 .
  30. ^ di 1 carato pari a 0,2 g
  31. ^ a b RC Burns, V. Cvetkovic and CN Dodge, Growth-sector dependence of optical features in large synthetic diamonds , in Journal of Crystal Growth , vol. 104, 1990, p. 257, DOI : 10.1016/0022-0248(90)90126-6 .
  32. ^ Barnard, p. 166
  33. ^ a b R. Abbaschian et al. , High pressure-high temperature growth of diamond crystals using split sphere apparatus , in Diam. Rel. Mater. , vol. 14, 2005, p. 1916, DOI : 10.1016/j.diamond.2005.09.007 .
  34. ^ WG Eversole "Synthesis of diamond" ( EN ) US3030188 , United States Patent and Trademark Office , Stati Uniti d'America. , April 17, 1962
  35. ^ JC Angus et al. , Growth of Diamond Seed Crystals by Vapor Deposition , in J. Appl. Phys. , vol. 39, 1968, p. 2915, DOI : 10.1063/1.1656693 .
  36. ^ BV Deryagin e DV Fedoseev, Epitaxial Synthesis of Diamond in the Metastable Region , in Rus. Chem. Rev. 39 , vol. 39, 1970, p. 783, DOI :10.1070/RC1970v039n09ABEH002022 .
  37. ^ Spear and Dismukes, pp. 265–266
  38. ^ a b c M. Werner et al. , Growth and application of undoped and doped diamond films , in Rep. Prog. Phys. , vol. 61, 1998, p. 1665, DOI : 10.1088/0034-4885/61/12/002 .
  39. ^ a b Osawa, E, Recent progress and perspectives in single-digit nanodiamond , in Diamond and Related Materials , vol. 16, 2007, p. 2018, DOI : 10.1016/j.diamond.2007.08.008 .
  40. ^ a b EM Galimov et al. , Experimental Corroboration of the Synthesis of Diamond in the Cavitation Process , in Doklady Physics , vol. 49, 2004, p. 150, DOI : 10.1134/1.1710678 .
  41. ^ HPHT synthesis , su diamondlab.org , International Diamond Laboratories. URL consultato il 5 maggio 2009 (archiviato dall' url originale il 1º maggio 2009) .
  42. ^ Barnard, p. 150
  43. ^ a b E. Ito, Multianvil cells and high-pressure experimental methods, in Treatise of Geophysics , a cura di G. Schubert, vol. 2, Elsevier, Amsterdam, 2007, pp. 197–230, ISBN 0-8129-2275-1 .
  44. ^ HT Hall, Ultrahigh-Pressure Research: At ultrahigh pressures new and sometimes unexpected chemical and physical events occur ( PDF ) [ collegamento interrotto ] , in Science , vol. 128, n. 3322, 1958, p. 445, DOI : 10.1126/science.128.3322.445 , PMID 17834381 .
  45. ^ MG Loshak and LI Alexandrova, Rise in the efficiency of the use of cemented carbides as a matrix of diamond-containing studs of rock destruction tool , in Int. J. Refractory Metals and Hard Materials , vol. 19, 2001, p. 5, DOI : 10.1016/S0263-4368(00)00039-1 .
  46. ^ N. Pal'yanov et al. , Fluid-bearing alkaline carbonate melts as the medium for the formation of diamonds in the Earth's mantle: an experimental study , in Lithos , vol. 60, 2002, p. 145, DOI : 10.1016/S0024-4937(01)00079-2 .
  47. ^ S. Koizumi, CE Nebel and M. Nesladek, Physics and Applications of CVD Diamond , Wiley VCH, 2008, p. 50, ISBN 3527408010 .
  48. ^ J. Barjon, E. Rzepka, F. Jomard, J.-M. Laroche, D. Ballutaud, T. Kociniewski e J. Chevallier, Silicon incorporation in CVD diamond layers , in Physica status solidi (a) , vol. 202, 2005, p. 2177, DOI : 10.1002/pssa.200561920 .
  49. ^ K. Iakoubovskii, Structure and defects of detonation synthesis nanodiamond , in Diamond and Related Materials , vol. 9, 2000, p. 861, DOI : 10.1016/S0925-9635(99)00354-4 .
  50. ^ P. Decarli, J. Jamieson, Formation of Diamond by Explosive Shock , in Science , vol. 133, n. 3467, giugno 1961, pp. 1821–1822, DOI : 10.1126/science.133.3467.1821 , PMID 17818997 .
  51. ^ V. Yu. Dolmatov, Development of a rational technology for synthesis of high-quality detonation nanodiamonds , in Russian Journal of Applied Chemistry , vol. 79, 2006, p. 1913, DOI : 10.1134/S1070427206120019 .
  52. ^ A. Kh. Khachatryan et al. , Graphite-to-diamond transformation induced by ultrasonic cavitation , in Diam. Relat. Mater. , vol. 17, 2008, p. 931, DOI : 10.1016/j.diamond.2008.01.112 .
  53. ^ Spear and Dismukes, pp. 308–309
  54. ^ Cynthia G. Zoski, Handbook of Electrochemistry , Elsevier, 2007, p. 136, ISBN 0-444-51958-0 .
  55. ^ PG Read,Gemmology , Butterworth-Heinemann, 2005, pp. 49–50, ISBN 0-7506-6449-5 .
  56. ^ Lungo la diagonale del reticolo cubico del diamante.
  57. ^ AJ Neves and MH Nazaré, Properties, Growth and Applications of Diamond , IET, 2001, pp. 142–147, ISBN 0-85296-785-3 .
  58. ^ V. Blank et al. , Ultrahard and superhard phases of fullerite C60: comparison with diamond on hardness and wear ( PDF ), in Diamond and Related Materials , vol. 7, 1998, p. 427, DOI : 10.1016/S0925-9635(97)00232-X (archiviato dall' url originale il 19 novembre 2008) .
  59. ^ H. Sumiya, Super-hard diamond indenter prepared from high-purity synthetic diamond crystal , in Rev. Sci. Instrum. , vol. 76, 2005, p. 026112, DOI : 10.1063/1.1850654 .
  60. ^ CS Yan et al. , Ultrahard diamond single crystals from chemical vapor deposition , in Phys. Stat. Solidi (a) , vol. 201, 2005, p. R25, DOI : 10.1002/pssa.200409033 .
  61. ^ E. Ekimov et al. , Superconductivity in diamond ( PDF ), in Nature , vol. 428, n. 6982, 2004, p. 542, DOI : 10.1038/nature02449 , PMID 15057827 .
  62. ^ SA Catledge e Yogesh K. Vohra, Effect of nitrogen addition on the microstructure and mechanical properties of diamond films grown using high-methane concentrations , in Journal of Applied Physics , vol. 86, 1999, p. 698, DOI : 10.1063/1.370787 .
  63. ^ JF Wenckus "Method and means of rapidly distinguishing a simulated diamond from natural diamond" ( EN ) US4488821 , United States Patent and Trademark Office , Stati Uniti d'America. December 18, 1984
  64. ^ C. Holtzapffel, Turning And Mechanical Manipulation , Holtzapffel , 1856, pp. 176–178, ISBN 1-879335-39-5 .
  65. ^ RT Coelho et al. , The application of polycrystalline diamond (PCD) tool materials when drilling and reaming aluminum-based alloys including MMC , in International journal of machine tools & manufacture , vol. 35, 1995, p. 761, DOI : 10.1016/0890-6955(95)93044-7 .
  66. ^ W. Ahmed et al. , Diamond films grown on cemented WC-Co dental burs using an improved CVD method , in Diamond and Related Materials , vol. 12, 2003, p. 1300, DOI : 10.1016/S0925-9635(03)00074-8 .
  67. ^ CVD Thick-Film Diamond Heat Spreaders , su sp3inc.com , sp3 diamond technologies. URL consultato il 5 maggio 2009 (archiviato dall' url originale il 20 agosto 2008) .
  68. ^ M. Sakamoto, JG Endriz, DR Scifres, 120 W CW output power from monolithic AlGaAs (800 nm) laser diode array mounted on diamond heatsink , in Electronics Letters , vol. 28, n. 2, 1992, pp. 197–199, DOI : 10.1049/el:19920123 .
  69. ^ Kramadhati V. Ravi et al. "Diamond-silicon hybrid integrated heat spreader" ( EN ) US6924170 , United States Patent and Trademark Office , Stati Uniti d'America. , August 2, 2005
  70. ^ DC Harris, Materials for infrared windows and domes: properties and performance , SPIE Press, 1999, pp. 303–334, ISBN 0-8194-3482-5 .
  71. ^ T. Inai et al. , The diamond window for a milli-wave zone high power electromagnetic wave output , in New Diamond , vol. 15, 1999, p. 27.
  72. ^ GS Nusinovich, Introduction to the physics of gyrotrons , JHU Press, 2004, p. 229, ISBN 0-8018-7921-3 .
  73. ^ AM Khounsary et al , Diamond Monochromator for High Heat Flux Synchrotron X-ray Beams , su aps.anl.gov , Argonne National Laboratory. URL consultato il 5 maggio 2009 (archiviato dall' url originale il 12 ottobre 2008) .
  74. ^ J. Heartwig et al , Diamonds for Modern Synchrotron Radiation Sources , su esrf.eu , European Synchrotron Radiation Facility. URL consultato il 5 maggio 2009 (archiviato dall' url originale il 24 marzo 2015) .
  75. ^ DD Jackson et al. Jackson, DD, C. Aracne-Ruddle, V. Malba, ST Weir, SA Catledge e YK Vohra, Magnetic susceptibility measurements at high pressure using designer diamond anvils , in Rev. Sci. Instrum. , vol. 74, 2003, p. 2467, DOI : 10.1063/1.1544084 .
  76. ^ A. Denisenko and E. Kohn, Diamond power devices. Concepts and limits , in Diamond and Related Materials , vol. 14, 2005, p. 491, DOI : 10.1016/j.diamond.2004.12.043 .
  77. ^ S. Koizumi et al. , Ultraviolet Emission from a Diamond pn Junction , in Science , vol. 292, n. 5523, 2001, p. 1899, DOI : 10.1126/science.1060258 , PMID 11397942 .
  78. ^ J. Isberg et al. , High Carrier Mobility in Single-Crystal Plasma-Deposited Diamond , in Science , vol. 297, n. 5587, 2002, p. 5587, DOI : 10.1126/science.1074374 , PMID 12215638 .
  79. ^ J. Isberg, M. Gabrysch, A. Tajani, and DJ Twitchen, High-field Electrical Transport in Single Crystal CVD Diamond Diodes , in Advances in Science and Technology , vol. 48, 2006, p. 73, DOI : 10.4028/www.scientific.net/AST.48.73 .
  80. ^ TA Railkar et al. , A critical review of chemical vapor-deposited (CVD) diamond for electronic applications , in Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences , vol. 25, 2000, p. 163, DOI : 10.1080/10408430008951119 .
  81. ^ M. Panizza and G. Cerisola, Application of diamond electrodes to electrochemical processes , in Electrochimica Acta , vol. 51, 2005, p. 191, DOI :10.1016/j.electacta.2005.04.023 .
  82. ^ CE Nebel et al. , Inhomogeneous DNA bonding to polycrystalline CVD diamond , in Diamond and Related Materials , vol. 16, 2007, p. 1648, DOI : 10.1016/j.diamond.2007.02.015 .
  83. ^ D. Gandini, E. Mahé, PA Michaud, W. Haenni, A. Perret, Ch. Comninellis, Oxidation of carbonylic acids at boron-doped diamond electrodes for wastewater treatment , in Journal of Applied Electrochemistry , vol. 20, 2000, p. 1345, DOI : 10.1023/A:1026526729357 .
  84. ^ PA Michaud, E. Mahé, W. Haenni, A. Perret, Ch. Comninellis, Preparation of peroxodisulfuric acid using Boron-Doped Diamond thin film electrodes , in Electrochemical and Solid-State Letters , vol. 3, 2000, p. 77, DOI : 10.1149/1.1390963 .
  85. ^ a b Amanda Yarnell, The Many Facets of Man-Made Diamonds , in Chemical & Engineering News , vol. 82, n. 5, American Chemical Society, 2 febbraio 2004, pp. 26–31, ISSN 0009-2347 ( WC · ACNP ) .
  86. ^ J. Walker, Optical absorption and luminescence in diamond , in Rep. Prog. Phys. , vol. 42, 1979, p. 1605, DOI : 10.1088/0034-4885/42/10/001 .
  87. ^ Memorial Diamonds Deliver Eternal Life , su reuters.com , Reuters, 23 giugno 2009. URL consultato l'8 agosto 2009 (archiviato dall' url originale il 12 settembre 2012) .
  88. ^ O'Donoghue, p. 115

Voci correlate

Altri progetti

Collegamenti esterni

Controllo di autorità LCCN ( EN ) sh85037571
Chimica Portale Chimica : il portale della scienza della composizione, delle proprietà e delle trasformazioni della materia
Estratto da " https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Diamante_sintetico&oldid=122189987 "