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O diamante sintético é cultivado em um laboratório que simula a formação natural de diamantes naturais.Não há diferenças óbvias na integridade estrutural do cristal, transparência, índice de refração, dispersão, etc. O diamante sintético tem todas as excelentes propriedades físicas e químicas dos diamantes naturais, tornando-o amplamente utilizado em ferramentas de corte de precisão, dispositivos resistentes ao desgaste, semicondutores e eletrônicos dispositivos, baixa detecção magnética, janelas ópticas, aplicações acústicas, biomedicina, jóias e assim por diante.

Perspectivas de aplicação do diamante sintético

Materiais de corte e usinagem de ultraprecisão O diamante é atualmente o mineral mais duro da natureza.Além disso, possui alta condutividade térmica, alta resistência ao desgaste e estabilidade química.Essas características determinam que o diamante também pode ser um material de corte superior.Através de um grande diamante de cristal único cultivado artificialmente, a usinagem de ultraprecisão pode ser realizada, o que pode reduzir custos e melhorar a tecnologia.

Aplicações ópticas

O diamante tem uma alta transmitância em toda a banda de comprimento de onda dos raios X às micro-ondas e é um excelente material óptico.Por exemplo, o diamante de cristal único MPCVD pode ser transformado em uma janela de transmissão de energia para dispositivos a laser de alta potência e também pode ser transformado em uma janela de diamante para sondas espaciais.O diamante tem as características de resistência ao choque térmico, resistência à corrosão química e resistência ao desgaste mecânico, e foi estudado e aplicado em janela infravermelha, janela de microondas, janela de laser de alta potência, janela de sistema de imagem térmica, janela de raio-x e assim por diante.

Áreas de aplicação de dispositivos quânticos

O diamante contendo defeitos de vacância de nitrogênio tem propriedades quânticas únicas, pode operar o centro de cores NV com um feixe específico à temperatura ambiente, tem as características de longo tempo de coerência, intensidade de fluorescência estável, alta intensidade luminosa e é um dos portadores de qubit com grande pesquisa valor e perspectivas.Um grande número de instituições de pesquisa realizou pesquisas experimentais em torno do centro de cores NV, e um grande número de resultados de pesquisa foi alcançado na imagem de varredura confocal do centro de cores NV, o estudo espectral do centro de cores NV em baixa temperatura e ambiente temperatura e o uso de micro-ondas e métodos ópticos para manipular o spin, e alcançaram aplicações bem-sucedidas em medição de campo magnético de alta precisão, imagens biológicas e detecção quântica.Por exemplo, os detectores de diamante não têm medo de ambientes de radiação extremamente severos e luzes difusas do ambiente, não precisam adicionar filtros e podem funcionar normalmente em temperatura ambiente e altas temperaturas, sem a necessidade de um sistema de refrigeração externo como detectores de silício.

Áreas de aplicação acústica

O diamante tem as vantagens de alto módulo elástico, baixa densidade e alta resistência, o que é muito adequado para fazer dispositivos de ondas acústicas de superfície de alta frequência e alta potência e é um material ideal para fazer dispositivos acústicos de alta fidelidade.

Áreas de aplicação da indústria médica

A alta dureza do diamante, alta resistência ao desgaste, baixo coeficiente de atrito e boa biocompatibilidade o tornam amplamente utilizado em articulações protéticas, válvulas cardíacas, biossensores, etc., e se tornou um material indispensável e importante na indústria médica moderna.

Aplicações de joias

O diamante sintético é comparável ao diamante natural em termos de cor, claridade, etc., e tem vantagens óbvias em termos de custos de produção e preços.Em 2018, a autoridade FTC incluiu diamantes sintéticos cultivados na categoria de diamantes, e os diamantes cultivados inauguraram uma era de substituição dos diamantes naturais.Com a padronização e melhoria dos padrões de classificação para diamantes cultivados, o reconhecimento de diamantes cultivados no mercado consumidor aumentou ano a ano, e a indústria global de diamantes cultivados cresceu rapidamente nos últimos dois anos.De acordo com o décimo relatório anual da indústria global de diamantes divulgado em conjunto pela consultoria americana de gestão e pelo Antwerp World Diamond Center, a produção total de diamantes naturais no mundo em 2020 caiu para 111 milhões de quilates, uma queda de 20%, e a produção de diamantes cultivados atingiu 6 milhões a 7 milhões de quilates, dos quais 50% a 60% dos diamantes cultivados foram produzidos na China com tecnologia de alta temperatura e alta pressão, e Índia e Estados Unidos tornaram-se os principais centros produtores de CVD.Com a adição de operadores de marcas de diamantes conhecidos e instituições de avaliação e testes autorizadas em casa e no exterior, o desenvolvimento da indústria de diamantes cultivados foi gradualmente padronizado, o reconhecimento do consumidor aumentou ano a ano e os diamantes cultivados têm um grande espaço para desenvolvimento em o mercado consumidor de joias.

Além disso, a empresa americana LifeGem realizou a tecnologia de crescimento do “diamante comemorativo”, usando carbono do corpo humano como matéria-prima (como cabelo, cinzas) para fazer diamantes, de forma especial para ajudar os membros da família a expressar seu amor por entes queridos, dando um significado especial aos diamantes cultivados.Recentemente, a Hidden Valley Ranch, uma marca popular de molho de salada nos Estados Unidos, também contratou Dean Vandenbisen, geólogo e fundador da LifeGem, para fazer um diamante de dois quilates de um condimento e leiloá-lo.No entanto, tudo isso são truques de propaganda e não têm importância na promoção da produção em grande escala.

Campo de semicondutores de banda ultralarga

A aplicação anterior é de fácil compreensão para todos, e hoje quero focar na aplicação do diamante em semicondutores.Cientistas do Lawrence Livermore National Laboratory, nos Estados Unidos, publicaram um artigo na APL (Applied Physics Letters), a ideia principal é que o diamante CVD de alta qualidade pode ser usado para “semicondutores de banda ultralarga” e promoverá muito o desenvolvimento de energia redes, locomotivas e veículos elétricos.

Em suma, o espaço de desenvolvimento do diamante sintético como joalheria é previsível, porém, o desenvolvimento de sua aplicação científica e tecnológica é ilimitado e a demanda é considerável.De um ponto de vista de longo prazo, se a indústria de diamantes sintéticos quiser se desenvolver de forma constante a longo prazo, ela deve ser desenvolvida como uma necessidade para a vida e a produção e, eventualmente, aplicada em indústrias tradicionais e campos de alta tecnologia.Somente fazendo o nosso melhor para desenvolver seu valor de uso podemos maximizar seu excelente desempenho.Se a produção tradicional continuar, a demanda continuará.Com o desenvolvimento da tecnologia de síntese de diamantes, sua importância foi elevada à altura da “estratégia nacional” por alguns meios de comunicação.Na oferta cada vez mais escassa e limitada de diamantes naturais de hoje, a indústria de diamantes sintéticos pode carregar essa bandeira estratégica.