El diamante sintético se cultiva en un laboratorio que simula la formación natural de diamantes naturales.No existen diferencias obvias en la integridad estructural del cristal, la transparencia, el índice de refracción, la dispersión, etc. El diamante sintético tiene todas las excelentes propiedades físicas y químicas de los diamantes naturales, lo que lo hace ampliamente utilizado en herramientas de corte de precisión, dispositivos resistentes al desgaste, semiconductores y dispositivos electrónicos. Dispositivos, detección magnética baja, ventanas ópticas, aplicaciones acústicas, biomedicina, joyería, etc.
Perspectivas de aplicación del diamante sintético.
Corte de materiales y mecanizado de ultraprecisión El diamante es actualmente el mineral más duro de la naturaleza.Además, tiene alta conductividad térmica, alta resistencia al desgaste y estabilidad química.Estas características determinan que el diamante también puede ser un material de corte superior.A través de un gran diamante monocristalino cultivado artificialmente, se puede realizar un mecanizado de ultraprecisión, lo que puede reducir los costos y mejorar la tecnología.
Aplicaciones ópticas
El diamante tiene una alta transmitancia en toda la banda de longitud de onda, desde los rayos X hasta las microondas, y es un excelente material óptico.Por ejemplo, el diamante monocristalino MPCVD se puede convertir en una ventana de transmisión de energía para dispositivos láser de alta potencia y también se puede convertir en una ventana de diamante para sondas espaciales.El diamante tiene las características de resistencia al choque térmico, resistencia a la corrosión química y resistencia al desgaste mecánico, y se ha estudiado y aplicado en ventanas de infrarrojos, ventanas de microondas, ventanas de láser de alta potencia, ventanas de sistemas de imágenes térmicas, ventanas de rayos X, etc.
Áreas de aplicación de dispositivos cuánticos
Los defectos de vacancia de nitrógeno que contienen diamantes tienen propiedades cuánticas únicas, pueden operar el centro de color NV con un haz específico a temperatura ambiente, tienen las características de tiempo de coherencia prolongado, intensidad de fluorescencia estable, alta intensidad luminosa y es uno de los portadores de qubit con gran investigación valor y perspectivas.Una gran cantidad de instituciones de investigación han realizado investigaciones experimentales en torno al centro de color NV, y se han logrado una gran cantidad de resultados de investigación en la imagen de escaneo confocal del centro de color NV, el estudio espectral del centro de color NV a baja temperatura y ambiente. temperatura y el uso de microondas y métodos ópticos para manipular el espín, y han logrado aplicaciones exitosas en la medición de campos magnéticos de alta precisión, imágenes biológicas y detección cuántica.Por ejemplo, los detectores de diamantes no temen los entornos de radiación extremadamente duros ni las luces parásitas ambientales, no necesitan agregar filtros y pueden funcionar normalmente a temperatura ambiente y a altas temperaturas, sin la necesidad de un sistema de enfriamiento externo como los detectores de silicio.
Áreas de aplicación acústica
El diamante tiene las ventajas de un alto módulo elástico, baja densidad y alta resistencia, que es muy adecuado para fabricar dispositivos de ondas acústicas de superficie de alta potencia y alta frecuencia, y es un material ideal para fabricar dispositivos acústicos de alta fidelidad.
Áreas de aplicación de la industria médica
La alta dureza, alta resistencia al desgaste, bajo coeficiente de fricción y buena biocompatibilidad del diamante lo hacen ampliamente utilizado en prótesis articulares, válvulas cardíacas, biosensores, etc., y se ha convertido en un material indispensable e importante en la industria médica moderna.
Aplicaciones de joyería
El diamante sintético es comparable al diamante natural en términos de color, claridad, etc., y tiene ventajas obvias en términos de costos de producción y precios.En 2018, la autoridad FTC incluyó diamantes sintéticos cultivados en la categoría de diamantes, y los diamantes cultivados marcaron el comienzo de una era de sustitución de diamantes naturales.Con la estandarización y mejora de los estándares de clasificación para diamantes cultivados, el reconocimiento de diamantes cultivados en el mercado de consumo ha aumentado año tras año, y la industria mundial de diamantes cultivados ha crecido rápidamente en los últimos dos años.Según el décimo informe anual de la industria mundial del diamante publicado conjuntamente por la consultora de gestión estadounidense y el Centro Mundial del Diamante de Amberes, la producción total de diamantes naturales en el mundo en 2020 cayó a 111 millones de quilates, una disminución del 20 %, y la producción de diamantes cultivados alcanzó entre 6 y 7 millones de quilates, de los cuales entre el 50 % y el 60 % de los diamantes cultivados se produjeron en China utilizando tecnología de alta temperatura y alta presión, e India y Estados Unidos se convirtieron en los principales centros de producción de CVD.Con la adición de operadores de marcas de diamantes bien conocidos e instituciones autorizadas de evaluación y prueba en el país y en el extranjero, el desarrollo de la industria del diamante cultivado se ha estandarizado gradualmente, el reconocimiento del consumidor ha aumentado año tras año y los diamantes cultivados tienen un gran espacio para el desarrollo en el mercado de consumo de joyas.
Además, la empresa estadounidense LifeGem ha realizado la tecnología de crecimiento de "diamante conmemorativo", utilizando carbono del cuerpo humano como materia prima (como cabello, cenizas) para hacer diamantes, de una manera especial para ayudar a los miembros de la familia a expresar su amor por los perdidos. seres queridos, dando un significado especial a los diamantes cultivados.Recientemente, Hidden Valley Ranch, una popular marca de aderezos para ensaladas en los Estados Unidos, también contrató a Dean Vandenbisen, geólogo y fundador de LifeGem, para fabricar un diamante de dos quilates a partir de un condimento y subastarlo.Sin embargo, todos estos son trucos de propaganda y no tienen importancia en la promoción de la producción a gran escala.
Campo de semiconductores de banda prohibida ultraancha
La aplicación anterior es fácil de entender para todos, y hoy quiero centrarme en la aplicación del diamante en semiconductores.Los científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en los Estados Unidos publicaron un artículo en APL (Applied Physics Letters), la idea principal es que el diamante CVD de alta calidad se puede usar para "semiconductores de banda prohibida ultra ancha" y promoverá en gran medida el desarrollo de energía. redes, locomotoras y vehículos eléctricos.
En resumen, el espacio de desarrollo del diamante sintético como joyería es previsible, sin embargo, su desarrollo de aplicaciones científicas y tecnológicas es ilimitado y la demanda es considerable.Desde un punto de vista a largo plazo, si la industria de diamantes sintéticos quiere desarrollarse de manera constante a largo plazo, debe convertirse en una necesidad para la vida y la producción, y eventualmente aplicarse en industrias tradicionales y campos de alta tecnología.Solo haciendo todo lo posible para desarrollar su valor de uso podemos maximizar su excelente rendimiento.Si la producción tradicional continúa, la demanda continuará.Con el mayor desarrollo de la tecnología de síntesis de diamantes, algunos medios han elevado su importancia al nivel de "estrategia nacional".En el suministro cada vez más escaso y limitado de diamantes naturales de hoy en día, la industria de diamantes sintéticos puede llevar este estandarte estratégico.
Hora de publicación: 23-mar-2022