Diamants de laboratoire

                      Diamants de synthèse 

                      Diamants de culture 

Un diamant CVD (aussi appelé diamant de synthèse, diamant de laboratoire ou diamant de culture) est produit en utilisant différentes techniques physiques et chimiques, visant à reproduire la structure des diamants naturels.

Ces diamants de synthèse sont utilisés dans l'industrie et peuvent être de qualité variable. Selon plusieurs sources, le marché des diamants CVD (diamants écologiques ou éthiques) est en expansion notamment dans les domaines de la joaillerie, de l'électronique et des hautes technologies, qui exigent une qualité et une pureté élevées.

Le marché des diamants de laboratoire est passé de 1 % du marché des diamants bruts de 14 milliards de dollars en 2016 à environ 2 à 3 % en 2019.

Chaque diamant contient d’autres atomes que le carbone dans des concentrations détectables par des méthodes analytiques.

Ces atomes peuvent se regrouper en phases macroscopiques appelées inclusions. Les impuretés sont en général évitées, mais peuvent être incorporées, comme moyen de contrôler certaines propriétés du diamant.

Par exemple, un diamant pur est un isolant électrique, mais un diamant auquel on a ajouté du bore est conducteur, et dans certains cas supraconducteur, lui permettant d’être utilisé pour des applications électroniques.

Les impuretés azotées empêchent le mouvement de la structure et place cette dernière sous une contrainte compressive, augmentant par-là sa dureté et sa solidité.

La technique HPHT (en français Haute pression, haute température) consiste à faire un mélange de carbone (sous une forme abondante) et de métaux de transition (qui feront office de catalyseurs) et à soumettre le tout à une très haute pression (environ 58 000 atmosphères) et température (environ 1 400 °C).

La formation du diamant se fait alors par germination et croissance.

Dans la méthode du gradient de température, un germe de diamant est inséré dans le réacteur avant la réaction.

Cette technique ne produit pour l'instant que des diamants de couleurs (jaune, orange, rose et bleu), du fait des inclusions d'azote et d'autres impuretés.

 

Plusieurs entreprises, comme LifeGem ou Algordanza, utilisent cette technique pour réaliser des diamants composés du carbone issus des cendres de la crémation.

Faire la différence entre un diamant synthétique et naturel est difficile et peut demander un matériel spécifique 17.

Les diamants synthétiques restent de petite taille et ne peuvent pas encore concurrencer le plus gros diamant brut du monde, le Cullinan, qui pèse 3 106 carats, soit 621 grammes. Le plus gros diamant synthétique jamais produit pèse 155 carats et a été obtenu par des chercheurs de l'université d'Augsburg18.

Le géant du diamant naturel De Beers développe plusieurs techniques pour détecter ces nouveaux diamants.

Une de ces techniques est de détecter la forme de croissance du diamant, qui n'est pas la même que dans la nature.

Ainsi, les diamants obtenus par la méthode HPHT créent des secteurs de croissances en forme de cubes. Certaines formes d'impuretés ne sont également pas présentes dans la nature.

La méthode CVD en revanche, produit des diamants plus difficilement différentiables des diamants naturels, car étant très purs, les impuretés et les zones de croissance cubique sont moins distinguables. Cependant, la pureté quasi parfaite des diamants produits par la méthode CVD peut être un indice, induisant ainsi de la méfiance quant à l'origine du diamant.