செயற்கை வைரம், மனிதனால் உருவாக்கப்பட்ட வைரம் பொதுவாக கிராஃபைட்டை மிக அதிக வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தங்களுக்கு உட்படுத்துவதன் மூலம் தயாரிக்கப்படுகிறது. செயற்கை வைர மிகவும் அடிப்படை பண்புகளில் இயற்கையான வைரத்தை ஒத்திருக்கிறது, தீவிர கடினத்தன்மை, பரந்த வெளிப்படைத்தன்மை (தூய்மையாக இருக்கும்போது), உயர் வெப்ப கடத்துத்திறன் மற்றும் அதிக மின் எதிர்ப்பை தக்கவைத்துக்கொள்ளும் வைரங்களுக்கு அதிக மதிப்புள்ளது. தொகுப்பு ஒரு விலையுயர்ந்த செயல்முறை என்பதால், ரத்தின தரத்தின் பெரிய கற்கள் அரிதாகவே செய்யப்படுகின்றன. அதற்கு பதிலாக, பெரும்பாலான செயற்கை வைரங்கள் கட்டம் அல்லது சிறிய படிகங்களாக உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன, அவை தொழில்துறை சாதனங்களான அரைக்கும் சக்கரங்கள், இயந்திர கருவிகள், கம்பி வரைதல் இறப்பு, குவாரி மரக்கால் மற்றும் சுரங்க பயிற்சிகள் போன்றவற்றுக்கு கடினமான பூச்சுகளை வழங்க பயன்படுகின்றன. கூடுதலாக, கார்பன் கொண்ட வாயுவை தீவிர வெப்பத்திற்கு உட்படுத்துவதன் மூலம் வைரப் படங்களை பல்வேறு பொருட்களில் வளர்க்கலாம், மேலும் அந்த அடுக்குகளை வெட்டும் கருவிகள், ஆப்டிகல் சாதனங்களுக்கான ஜன்னல்கள் அல்லது குறைக்கடத்திகளுக்கு அடி மூலக்கூறுகள் ஆகியவற்றில் பயன்படுத்தலாம்.




1880 ஆம் ஆண்டில், ஸ்காட்டிஷ் வேதியியலாளர் ஜேம்ஸ் பாலான்டைன் ஹன்னே, பாரஃபின், எலும்பு எண்ணெய் மற்றும் லித்தியம் ஆகியவற்றின் கலவையை சீல் செய்யப்பட்ட இரும்புக் குழாய்களில் சிவப்பு வெப்பத்திற்கு சூடாக்குவதன் மூலம் வைரங்களை உருவாக்கியதாகக் கூறினார். 1893 ஆம் ஆண்டில், பிரெஞ்சு வேதியியலாளர் ஹென்றி மொய்சன், மின்சார உலையில் தூய கார்பன் மற்றும் இரும்புச்சத்து கொண்ட ஒரு சிலுவையை வைப்பதன் மூலமும், மிகவும் சூடான (சுமார் 4,000 ° C [7,000 ° F]) கலவையை திடீரென பெரும் அழுத்தத்திற்கு உட்படுத்துவதன் மூலமும் வைரங்களை தயாரிப்பதில் வெற்றி பெற்றதாக அறிவித்தார். நீர் குளியல் குளிர்விக்கும். அந்த சோதனைகள் எதுவும் வெற்றிகரமாக மீண்டும் செய்யப்படவில்லை.

20 ஆம் நூற்றாண்டின் முதல் பாதியில், அமெரிக்க இயற்பியலாளர் பெர்சி வில்லியம்ஸ் பிரிட்ஜ்மேன் அதிக அழுத்தங்களுக்கு உட்பட்ட பொருட்களின் விரிவான ஆய்வுகளை மேற்கொண்டார். அவரது பணி 1955 ஆம் ஆண்டில் நியூயார்க்கின் ஜெனரல் எலக்ட்ரிக் கம்பெனி, அதன் ஆய்வகத்தில் வைரங்களை ஒருங்கிணைப்பதற்கு வழிவகுத்தது. 7 கிகாபாஸ்கல்களை (சதுர அங்குலத்திற்கு 1 மில்லியன் பவுண்டுகள்) நெருங்கும் அழுத்தங்களுக்கும், 1,700 க்கும் அதிகமான வெப்பநிலைகளுக்கும் கிராஃபைட்டை உட்படுத்துவதன் மூலம் கற்கள் செய்யப்பட்டன. உலோக வினையூக்கியின் முன்னிலையில் ° C (3,100 ° F). 1960 முதல் ஒவ்வொரு ஆண்டும் தொழில்துறை தரத்தின் டன் வைரங்கள் அந்த செயல்முறையின் மாறுபாடுகளில் செய்யப்பட்டுள்ளன.

1961 ஆம் ஆண்டில் அதிர்ச்சி-அலை முறைகள் அல்லது வெடிக்கும்-அதிர்ச்சி நுட்பங்கள் முதன்முதலில் வைரத் தூளை உற்பத்தி செய்யப் பயன்படுத்தப்பட்டன, மேலும் சிறிய அளவிலான பொருட்கள் இன்னும் அந்த வழியில் உருவாகின்றன. 1950 களில் தொடங்கி, ரஷ்ய ஆராய்ச்சியாளர்கள் அதிக வெப்பத்திலும் குறைந்த அழுத்தத்திலும் மீத்தேன் போன்ற கார்பன் கொண்ட வாயுக்களை சிதைப்பதன் மூலம் வைரத்தை ஒருங்கிணைப்பதற்கான வழிமுறைகளை ஆராயத் தொடங்கினர். 1980 களில் இந்த வேதியியல் நீராவி படிவு முறையின் வணிக ரீதியாக சாத்தியமான பதிப்புகள் ஜப்பானில் உருவாக்கப்பட்டன.

வரலாறு முழுவதும், வைரங்களை வெற்றிகரமாக ஒருங்கிணைத்ததாக பலர் கூறியுள்ளனர். இருப்பினும், ஒப்பீட்டளவில் சமீபத்தில் வரை ஆவணப்படுத்தப்பட்ட மற்றும் இனப்பெருக்கம் செய்யக்கூடிய செயல்முறை நிரூபிக்கப்பட்டது. இந்த துறையின் ஆரம்ப முன்னோடிகளில் ஹென்றி மொய்சன் ஒருவர். 1893 ஆம் ஆண்டில், ஒரு கார்பன் சிலுவைக்குள் 3,500 டிகிரி செல்சியஸுக்கு கரியை சூடாக்கி வெற்றிகரமாக ஒரு வைரத்தை உருவாக்கியதாக அவர் கூறினார். அறிக்கையிடப்பட்ட சில வெற்றிகளுடன் அவரது நுட்பங்களை இனப்பெருக்கம் செய்ய பல முயற்சிகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன, ஆனால் எதுவும் அறிவியல் பூர்வமாக சரிபார்க்கப்படவில்லை. தேடல் தொடர்ந்தது.

வைரங்கள் கார்பனின் படிக வடிவமாகும், எனவே செயற்கை கார்பன் படிகத்தை உருவாக்குவது ஆய்வக வளர்ந்த வைரங்களின் பிரச்சினையாக இருந்தது. பல தசாப்தங்களாக, செயற்கை ரத்தினக் கற்களின் உற்பத்தியாளர்கள் மாணிக்கங்கள், சபையர்கள் மற்றும் மரகதங்களை வளர்த்தது போல வைரங்களை வளர்க்க முயன்றனர். அது தோல்வியடைந்தது. இயற்கையில் வளர்ந்ததைப் போல ஆய்வகத்தில் வைரங்களை வளர்க்க வேண்டும் என்ற எண்ணம் அவர்களுக்கு இருந்தது.

High Pressure High Temperature Diamonds:



இயற்கை வைர படிகங்களை எவ்வாறு உருவாக்குகிறது? இயற்கை அதை மிகவும் ஆழமாக நிலத்தடி செய்கிறது. வைர வளரும் இயற்கையாகவே பூமியின் மேற்பரப்பில் 100 மைல் கீழே நடைபெறுகிறது. ஏன்? ஏனென்றால், வைர உருவாக்கம் தேவைப்படும் மிக அதிக அழுத்தம் மற்றும் அதிக வெப்பநிலையின் நிலைமைகள் இயற்கையாகவே காணப்படுகின்றன. ஒரு அரிய வகை ஆழமான எரிமலை அவற்றை மனிதர்கள் கண்டுபிடித்து சுரங்கப்படுத்தக்கூடிய இடத்திற்கு கொண்டு வரும்போது வைரங்கள் பூமியின் மேற்பரப்புக்கு நெருக்கமாக இருப்பதைக் காண்கிறோம்.

முதல் வெற்றிகரமான செயற்கை வைரங்கள் உயர் அழுத்தம் / உயர் வெப்பநிலை (HPHT) உற்பத்தியுடன் இயற்கையைப் பிரதிபலிப்பதன் மூலம் செய்யப்பட்டன. ஹெச்பிஹெச்.டி வைரங்களை உருவாக்க மூன்று அடிப்படை உற்பத்தி செயல்முறைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன: பெல்ட் பிரஸ், கியூபிக் பிரஸ் மற்றும் பிளவு-கோளம் (BARS) பத்திரிகை. ஒவ்வொரு செயல்முறையின் குறிக்கோள் வைர வளர்ச்சி ஏற்படக்கூடிய மிக அதிக அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலையின் சூழலை உருவாக்குவதாகும். ஒவ்வொரு செயல்முறையும் ஒரு சிறிய வைர விதைடன் தொடங்குகிறது, இது கார்பனில் வைக்கப்பட்டு வைரத்தை வளர்ப்பதற்கு மிக அதிக அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலையின் கீழ் வைக்கப்படுகிறது.

பெல்ட் அச்சகத்தின் GE கண்டுபிடிப்பு ஒரு சதுர அங்குலத்திற்கு 1.5 மில்லியன் பவுண்டுகள் மற்றும் 2,000 டிகிரி செல்சியஸுக்கு மேல் வெப்பநிலையை உருவாக்க மேல் மற்றும் கீழ் அன்விலைப் பயன்படுத்துகிறது. இந்த சூழலில், தூய கார்பன் உருகி ஸ்டார்டர் விதைகளைச் சுற்றி வைரமாக உருவாகத் தொடங்குகிறது. டிசம்பர் 16, 1954 இல், முதல் இனப்பெருக்கம் செய்யக்கூடிய ஆய்வக வளர்ந்த வைரத்தை உருவாக்க பெல்ட் பிரஸ் பயன்படுத்தப்பட்டது. வைர சிறியது மற்றும் நகைகளில் பயன்படுத்த போதுமான தெளிவான இடம் எங்கும் இல்லை, ஆனால் அது ஒரு தொடக்கமாகும். இங்கே ஒரு பக்க குறிப்பாக, நாம் கூட மனிதனால் உருவாக்கப்பட்ட வைரங்கள் பெரும்பாலானவை ரத்தின தரம் கொண்டவை அல்ல என்பதை குறிப்பிட வேண்டும். அவை தொழில்துறை பயன்பாடுகளுக்காக தயாரிக்கப்படுகின்றன, அங்கு வைரங்களின் அற்புதமான பண்புகள் (கடினத்தன்மை, வெப்ப கடத்துத்திறன் போன்றவை) சிறந்த கருவிகள் மற்றும் உபகரணங்களை உருவாக்க பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

பெல்ட் பத்திரிகையுடன் ஆரம்ப வெற்றியில் இருந்து, HPHT தொழில்நுட்பம் தொடர்ந்து முன்னேறி வருகிறது. பெல்ட் பிரஸ் வடிவமைப்புகள் வியத்தகு அளவில் அளவிடப்பட்டுள்ளன, மேலும் நவீன க்யூபிக் மற்றும் பிளவு-கோள அச்சகங்கள் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டுள்ளன, அவை மிகவும் திறமையானவை, மேலும் பெரிய, சரியான கற்கள் தயாரிக்கப்படுகின்றன. இந்த எழுத்தின் நேரத்தைப் பொறுத்தவரை, மிகப் பெரிய ரத்தினத் தரம், முகம் கொண்ட, ஆய்வகத்தால் வளர்க்கப்பட்ட வைரத்தை என்.டி.டி நிறுவனம் ஹெச்பிஹெச்.டி முறையைப் பயன்படுத்தி ஒரு க்யூபிக் பிரஸ் மூலம் தயாரித்துள்ளது. 10.02 காரட் எடையுள்ள இந்த நம்பமுடியாத வைரம் ஈ கலர் மற்றும் விஎஸ் 1 தெளிவு என தரப்படுத்தப்பட்டுள்ளது.


CVD Diamonds:


வேதியியல் நீராவி படிவு (சி.வி.டி) என்பது சமீபத்தில் உருவாக்கப்பட்ட ஒரு நுட்பமாகும், இதன் மூலம் ஹைட்ரோகார்பன் வாயு கலவையிலிருந்து வைரங்களை வளர்க்க முடியும். சி.வி.டி செயல்பாட்டில், வைர விதை ஒரு மெல்லிய துண்டு (பெரும்பாலும் ஒரு ஹெச்.பி.எச்.டி தயாரிக்கப்பட்ட வைரம்) ஒரு சீல் செய்யப்பட்ட அறையில் வைக்கப்பட்டு சுமார் 800 டிகிரி செல்சியஸ் வரை வெப்பப்படுத்தப்படுகிறது. அறை பின்னர் மற்ற வாயுக்களுடன் கார்பன் நிறைந்த வாயுவால் (பொதுவாக மீத்தேன்) நிரப்பப்படுகிறது. பின்னர், வாயுக்கள் மைக்ரோவேவ், லேசர்கள் அல்லது பிற நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி பிளாஸ்மாவில் அயனியாக்கம் செய்யப்படுகின்றன. அயனியாக்கம் வாயுக்களில் உள்ள மூலக்கூறு பிணைப்புகளை உடைத்து, தூய கார்பன் வைர விதைக்கு ஒட்டிக்கொண்டு மெதுவாக ஒரு படிகமாகவும், அணுவால் அணுவாகவும், அடுக்காக அடுக்காகவும் உருவாகிறது.

சி.வி.டி செயல்முறை HPHT செயல்முறையை விட சில நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது. அதிக அழுத்தங்கள் தேவையில்லை, மற்றும் வெப்பநிலை, அதிகமாக இருக்கும்போது, ​​HPHT ஐப் போல எங்கும் அதிகமாக இருக்க தேவையில்லை. மேலும், சி.வி.டி வைரங்களை ஒரு பெரிய வைர விதைத் தட்டில் தொடங்கி பெரிய பகுதிகளில் வளர்க்கலாம். இறுதியாக, சி.வி.டி செயல்முறை வளர்ச்சி அறையில் சுற்றுச்சூழலைக் கட்டுப்படுத்த உதவுகிறது, இதனால் முடிக்கப்பட்ட வைரத்தின் பண்புகள். இருப்பினும், இந்த நன்மைகள் அனைத்திலும்கூட, இந்த எழுத்தின் காலப்பகுதியில் அறியப்பட்ட, மெருகூட்டப்பட்ட ஆய்வக வளர்ந்த சி.வி.டி வைரமானது 3.23 காரட் மட்டுமே; இது நான் வண்ணம் மற்றும் விஎஸ் 2 தெளிவு என தரப்படுத்தப்பட்டது.

வேதியியல் நீராவி படிவுத் துறையில் உலகம் முழுவதும் தீவிர ஆராய்ச்சி நடந்து வருகிறது, மேலும் ஒவ்வொரு நாளும் தொழில்நுட்பம் மேம்பட்டு வருகிறது. சி.வி.டி வைரங்கள் அவற்றின் ஹெச்.பி.எச்.டி உறவினர்களின் அதே அளவை எட்டும், எப்போது என்பதை நேரம் மட்டுமே சொல்லும்.