איך מייצרים יהלומים

המעטפת בה נולדים יהלומים נמצאת עמוק בתוך כדור הארץ, מטה מעל 100 ק"מ. זה מקום של טמפרטורות גבוהות ולחצים גבוהים, התנאים הנחוצים לאטומי פחמן להיקשר יחד באופן שייווצר בסופו של דבר יהלומים. כדי לגרום לזה לקרות, האטומים צריכים לסדר את עצמם בצורה מסוימת המאפשרת להם לחלוק אלקטרונים - א דפוס גיאומטרי רגיל ותלת מימדי שאם נותר לגדול ללא הפרעה, מייצר יהלום גדול וטהור גבישים. התפרצויות געשיות זורקות את הגבישים ממעמקי כדור הארץ.

הטמפרטורות הגבוהות והלחצים הדרושים ליצירת יהלומים קיימים גם כאשר שביטים או מטאוריטים פוגעים בכדור הארץ. ההלם מההשפעה הוא כה גדול עד שהמינרלים משתנים מצורה אחת לאחרת. במקרה זה, גרפיט נוצר מחדש ליהלומים. (כמו יהלומים, גם גרפיט עשוי מפחמן אך מחובר בתבנית שונה.) גיאולוגים מסתכלים על יהלומים כאלה, לעיתים רק בגודל מיקרוסקופי, כראיה להשפעה. התנגשויות מטאורים בחלל גורמות גם ליהלומים.

ישנם שני תהליכים עיקריים שבהם נוצרים יהלומים מעשה ידי אדם: שיטת הלחץ הגבוה, הטמפרטורה הגבוהה (HPHT) ותצהיר האדים הכימי (CVD). הראשון מנסה ליצור תנאים דומים לזה שנמצא בכדור הארץ ליצירת יהלומים, וכתוצאה מכך נוצרים גבישים שימושיים למטרות תעשייתיות כמו קידוח או חיתוך. בשיטת HPHT, זרעי יהלומים ממוקמים בתא יחד עם גרפיט. לחץ גבוה מופעל באופן מכני על ידי מכשירים כגון בוכנות או סדנים, יחד עם טמפרטורות גבוהות. אטומי הפחמן של הגרפיט מתחילים להיקשר לזרעים ומגדלים גבישי יהלומים במהלך הימים.

יהלומים גדולים יותר נוצרים באמצעות תהליך CVD, שמשתמש גם ביהלום קטן כזרע. הזרע מונח בתא יחד עם גזים נושאי פחמן, שם הם מונפים במיקרוגל. זה גורם לאטומי פחמן להיפרד מהגז ונופלים על זרעי היהלום. באמצעות הזרע כבסיס בנייה, אטומי הפחמן מצטרפים ויוצרים את התבנית הגיאומטרית הבונה גביש יהלום.