Синтетический алмаз выращивают в лаборатории, которая имитирует естественное образование природных алмазов.Нет очевидных различий в целостности кристаллической структуры, прозрачности, показателе преломления, дисперсии и т. д. Синтетический алмаз обладает всеми превосходными физическими и химическими свойствами природных алмазов, что делает его широко используемым в прецизионных режущих инструментах, износостойких устройствах, полупроводниках и электронных устройствах. устройства, низкомагнитное обнаружение, оптические окна, акустические приложения, биомедицина, ювелирные изделия и так далее.
Перспективы применения синтетического алмаза
Режущие материалы и сверхточная обработка В настоящее время алмаз является самым твердым минералом в природе.Кроме того, он обладает высокой теплопроводностью, высокой износостойкостью и химической стабильностью.Эти характеристики определяют, что алмаз также может быть превосходным режущим материалом.Благодаря искусственно культивируемому крупному монокристаллическому алмазу можно дополнительно реализовать сверхточную обработку, что может снизить затраты и улучшить технологию.
Оптические приложения
Алмаз обладает высоким коэффициентом пропускания во всем диапазоне длин волн от рентгеновских лучей до микроволн и является отличным оптическим материалом.Например, монокристаллический алмаз MPCVD может быть превращен в окно передачи энергии для мощных лазерных устройств, а также может быть превращен в алмазное окно для космических зондов.Алмаз обладает характеристиками устойчивости к тепловому удару, химической коррозии и механической износостойкости, и был изучен и применен в инфракрасном окне, микроволновом окне, окне мощного лазера, окне системы тепловидения, рентгеновском окне и так далее.
Области применения квантовых устройств
Алмаз, содержащий азотные вакансионные дефекты, обладает уникальными квантовыми свойствами, может управлять центром окраски NV с помощью определенного луча при комнатной температуре, обладает характеристиками длительного времени когерентности, стабильной интенсивностью флуоресценции, высокой силой света и является одним из носителей кубитов с большими исследованиями. ценность и перспективы.Большое количество научно-исследовательских учреждений провело экспериментальные исследования вокруг центра окраски NV, и было получено большое количество результатов исследований в области конфокального сканирования центра окраски NV, спектрального исследования центра окраски NV при низкой температуре и комнатной температуре. температуры, а также использование микроволновых и оптических методов для управления спином и успешно применяются в высокоточных измерениях магнитного поля, биологических изображениях и квантовом обнаружении.Например, алмазные детекторы не боятся чрезвычайно жесткой радиационной среды и окружающего рассеянного света, не нуждаются в дополнительных фильтрах и могут нормально работать при комнатной температуре и высоких температурах, без необходимости использования внешней системы охлаждения, как кремниевые детекторы.
Акустические области применения
Алмаз обладает преимуществами высокого модуля упругости, низкой плотности и высокой прочности, что очень подходит для изготовления высокочастотных мощных устройств на поверхностных акустических волнах и является идеальным материалом для изготовления акустических устройств высокой точности.
Области применения в медицинской промышленности
Высокая твердость, высокая износостойкость, низкий коэффициент трения и хорошая биосовместимость алмаза делают его широко используемым в протезах суставов, сердечных клапанов, биосенсоров и т. д., и он стал незаменимым и важным материалом в современной медицинской промышленности.
Приложения для ювелирных изделий
Синтетический алмаз сравним с природным алмазом по цвету, чистоте и т. д. и имеет очевидные преимущества с точки зрения производственных затрат и цены.В 2018 году FTC включила синтетические культивированные алмазы в категорию бриллиантов, и культивированные алмазы открыли эру замещения природных алмазов.Благодаря стандартизации и совершенствованию стандартов оценки культивированных бриллиантов признание культивированных бриллиантов на потребительском рынке растет год от года, а глобальная индустрия культивированных бриллиантов быстро растет за последние два года.Согласно десятому годовому отчету мировой алмазной отрасли, совместно выпущенному американской консалтинговой компанией по менеджменту и Всемирным алмазным центром Антверпена, общий объем производства природных алмазов в мире в 2020 году упал до 111 млн каратов, т. е. на 20%, а производство культивированных алмазов достигло 6-7 млн каратов, из них от 50 до 60 % культивированных алмазов было произведено в Китае с использованием технологии высоких температур и высокого давления, а Индия и США стали основными центрами производства CVD.С добавлением известных операторов брендов бриллиантов и авторитетных оценочных и испытательных учреждений в стране и за рубежом развитие индустрии культивированных бриллиантов постепенно стандартизировалось, признание потребителей увеличивалось из года в год, а культивированные бриллианты имеют большое пространство для развития в потребительский рынок ювелирных изделий.
Кроме того, американская компания LifeGem реализовала технологию выращивания «памятных бриллиантов», используя углерод человеческого тела в качестве сырья (например, волосы, пепел) для изготовления бриллиантов особым образом, чтобы помочь членам семьи выразить свою любовь к погибшим. близких, придавая особое значение культивированным алмазам.Недавно Hidden Valley Ranch, популярный в США бренд заправок для салатов, также нанял Дина Ванденбисена, геолога и основателя LifeGem, чтобы он сделал из приправы бриллиант весом в два карата и выставил его на продажу.Однако все это пропагандистские уловки и не имеют значения для продвижения производства в больших масштабах.
Поле проводников со сверхширокой запрещенной зоной
Предыдущее приложение понятно каждому, а сегодня я хочу сосредоточиться на применении алмаза в полупроводниках.Ученые из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса в США опубликовали статью в APL (Applied Physics Letters), основная идея которой заключается в том, что высококачественный CVD-алмаз может быть использован для «сверхширокозонных полупроводников» и будет в значительной степени способствовать развитию энергетики. сети, локомотивы и электромобили.
Короче говоря, область развития синтетических алмазов в качестве ювелирных изделий предсказуема, однако развитие их научного и технологического применения не ограничено, а спрос на них значителен.С долгосрочной точки зрения, если индустрия синтетических бриллиантов хочет стабильно развиваться в долгосрочной перспективе, она должна превратиться в необходимость для жизни и производства и, в конечном итоге, применяться в традиционных отраслях промышленности и высокотехнологичных областях.Только прилагая все усилия для повышения его потребительской ценности, мы можем максимизировать его отличные характеристики.Если традиционное производство продолжится, спрос сохранится.С дальнейшим развитием технологии синтеза алмазов ее значение было поднято некоторыми средствами массовой информации до уровня «национальной стратегии».В сегодняшнем все более дефицитном и ограниченном предложении природных алмазов индустрия синтетических алмазов может нести это стратегическое знамя.
Время публикации: 23 марта 2022 г.