Yapay elmas

Sentetik elmaslar ( yapay elmas, kültürlü elmas, ya da ekili elmas olarak ta bilinir) Jeolojik süreçler sonucunda oluşan doğal elmasların aksine yapay süreçler uygulanarak üretilen elmas türleridir . Sentetik elmaslar üretim yöntemlerine göre HPHT elmas veya CVD elmas olarak  ikiye ayrılırlar (sırasıyla yüksek basınç yüksek sıcaklık ve kimyasal buhar biriktirme kristal oluşumu yöntemleri). Sentetik kelimesi tüketiciler tarafından taklit ürünler ile karıştırılmasına yol açsa da sentetik elmaslar doğal elmaslar ile aynı materyalden yapılmıştır (izotropik 3B formda kristalize saf karbon). Bu tür bir yanlış anlaşılmayı gidermek amacıyla ABD'de Federal Ticaret komisyonu tarafından Laboratuvar üretimi, [üretici ismi] yapımı gibi alternatif ön ekler ile tanımlanması kararlaştırılmıştır. 

Yüksek basınç yüksek ısı tekniği ile oluşturulan çeşitli renklerde sentetik elmaslar

1879 ile 1928 yılları arasında birçok Elmas sentezi denemesi belgelenmiştir, bu denemelerin çoğu analiz edilmiş ancak hiçbiri doğrulanamamıştır. 1940'lı yıllarda ABD, SSCB, İsveç tarafından CVD ve HPHT yöntemleriyle elmas üretimi amacıyla sistematik araştırmalar başlamıştır. İlk tekrarlanabilir sentez 1953 yılında bildirildi. Bu iki süreç hala sentetik elmas üretiminde hakim süreçlerdir. Bir üçüncü yöntem olarak bilinen patlama sentezi, 90'lı yıllarda piyasada kullanılmaya başlanmıştır. Bu süreçte karbon içeren patlayıcıların kullanılmasıyla nanometre büyüklüğünde elmas taneleri oluşturulan bir patlama oluşturulması esastır. Dördüncü yöntem ise grafiti yüksek güçte ultrasona maruz bırakmak esasına dayanan süreçtir, laboratuvarlarda uygulanmış olup henüz ticari uygulamalara tesir edememiştir. 

Sentetik elmasın özellikleri elmasın üretim sürecinde uygulanan yönteme göre değişmektedir ancak bazı sentetik elmasların üretim yöntemine bağlı olmaksızın sertlik, ısı iletkenliği, elektrik iletkenliği gibi özellikleri çoğu doğal elmastan dahi üstündür.Sentetik elmaslar aşındırıcılarda, parlatma, kese aletlerinde ve soğutucularda çokça kullanılır.Sentetik elmasların elektronik alanındaki uygulamaları da her geçen gün genişlemektedir bu uygulamalar arasında enerji santrallerindeki yüksek güç anahtarları, yüksek frekanslı alan etkili transistörler ve ışık yayan diyotlar vardır. Enerji araştırma tesislerinde kullanılan Sentetik elmas temelli ultraviyole(UV) ışın veya yüksek enerjili partikül dedektörleri de ticari olarak mevcuttur. Termal ve kimyasal stabilite, düşük genleşme oranı, geniş spektrumda yüksek optik geçirgenlik gibi birçok özelliğin seçkin bir kombinasyonuna sahip olan elmas yüksek güçlü karbondioksit lazerleri ve girotronlar için en popüler materyal haline gelmiştir. Endüstriyel alanda kullanılan elmasların yaklaşık %98'i sentetiktir.

Üretim Yöntemleri

Sentetik elmas üretiminde birden çok yöntem bulunmaktadır. En yaygın yöntem daha düşük maliyetli olması sebebiyle Türkçe açılımı yüksek basınç ve yüksek sıcaklık yöntemi olan HPHT'dir. Bu yöntemde karbon elementi, yüzlerce ton ağırlığa karşılık gelen 5 GPa basınç altında 15000 °C sıcaklığa kadar çıkartılarak elmas elde edilir. İkinci yaygın yöntem ise Türkçe açılımı kimyasal buhar biriktirme olan CVD yöntemidir. Bu yöntemde bir yüzey üzerinde karbon plazması oluşturularak atomların elmas olarak kristallendirilmesi sağlanmaktadır. Bu iki yaygın yöntemin dışında patlama sentezi ve sonikasyon gibi yöntemler de bulunmaktadır 

Ayrıca Bakınız

• Diamond simulant
• Diamond enhancement
• List of synthetic diamond manufacturers
• Material properties of diamond
• Moissanite
• Poly(hydridocarbyne)
• Shelby Gem Factory