Dans des conditions normales, le graphite est la forme de carbone la plus stable par rapport au diamant. Cependant, lorsqu’ils sont soumis à une pression et une température extrêmement élevées, les atomes de carbone du graphite se réorganisent en une structure cristalline plus compacte et rigide, formant le diamant.
Les conditions de pression et de température élevées nécessaires à la transformation du graphite en diamant peuvent être obtenues par différentes méthodes :
1. Synthèse haute pression et haute température (HPHT) :Dans la méthode HPHT, le graphite est placé dans une presse qui applique une pression immense et une température élevée. La pression varie généralement de 5 à 7 GigaPascals (GPa) et la température peut atteindre environ 1 200 à 1 600 degrés Celsius. Ces conditions forcent les atomes de carbone du graphite à se reconfigurer en structure de diamant.
2. Dépôt chimique en phase vapeur (CVD) :Dans le CVD, un mélange de gaz méthane (CH4) et hydrogène (H2) est introduit dans une chambre de croissance où une graine de diamant est placée. Les gaz sont chauffés et, à mesure qu’ils se décomposent, des atomes de carbone se déposent sur la graine, formant progressivement une couche de diamant. La synthèse CVD se produit généralement à des pressions plus faibles que la synthèse HPHT, allant de 0,1 à 1 MPa, mais nécessite des températures plus élevées, généralement comprises entre 700 et 1 200 degrés Celsius.
Les diamants produits grâce à ces méthodes de synthèse ont diverses applications industrielles et ornementales. Les diamants synthétiques sont largement utilisés dans des industries telles que la coupe, le perçage, le meulage et le polissage en raison de leur dureté et de leur conductivité thermique exceptionnelles. Ils trouvent également des applications dans les composants électroniques, l’optique et d’autres domaines de haute technologie. De plus, des diamants synthétiques peuvent être créés à des fins de bijouterie, offrant ainsi une alternative plus abordable aux diamants naturels.
