Laboratorioissa timantteja luodaan pääasiallisesti kahdella eri menetelmällä. HPHT-menetelmässä (High Pressure High Temperature) hiili altistetaan äärimmäiselle paineelle (noin 5-6 GPa) ja korkealle lämpötilalle (yli 1400°C). Näissä olosuhteissa hiiliatomit järjestäytyvät timantin kiderakenteeseen muodostaen aidon timantin.
CVD-tekniikassa (Chemical Vapor Deposition) puolestaan käytetään hiilipitoista kaasua, joka ionisoidaan plasmaksi mikroaaltouunissa tai kuumalla filamentilla. Hiiliatomit laskeutuvat timanttisiemenen päälle kerros kerrokselta, kasvattaen vähitellen kokonaisen timantin. Tämä menetelmä mahdollistaa tarkemman kontrollin timantin ominaisuuksista.
Molemmissa prosesseissa on useita vaiheita, kuten hiilen puhdistus, optimaalisten olosuhteiden säätäminen ja timantin leikkaus jalokivilaadun saavuttamiseksi. Valmistusprosessi tapahtuu tarkoin valvotuissa laboratorio-olosuhteissa, mikä mahdollistaa erittäin korkealaatuisten timanttien tuottamisen.
Mitä eroa on luonnontimantilla ja laboratoriotimantilla?
Kemialliselta koostumukseltaan luonnontimantit ja laboratoriotimanttit ovat identtisiä – molemmat koostuvat puhtaasta hiilestä, joka on järjestäytynyt samanlaiseen kiderakenteeseen. Suurin ero piilee niiden alkuperässä: luonnontimantteja louhitaan maankuoresta, kun taas laboratoriotimantteja valmistetaan kontrolloiduissa olosuhteissa.
Hinnoittelussa ero on huomattava. Laboratoriotimantteja voidaan tuottaa jopa 30-40% edullisemmin kuin vastaavia luonnontimantteja. Tämä johtuu siitä, että louhintakulut ja pitkät toimitusketjut jäävät pois.
Ekologisten näkökohtien kannalta laboratoriotimanttien jalanjälki on pienempi. Perinteinen timanttilouhinta kuormittaa ympäristöä merkittävästi: maansiirrot, veden käyttö ja energiankulutus aiheuttavat huomattavia ympäristövaikutuksia. Lisäksi laboratoriotimanttien alkuperä on aina täysin jäljitettävissä, toisin kuin kaikkien luonnontimanttien.
Ovatko laboratoriotimanttien ominaisuudet samat kuin luonnontimanteilla?
Laboratoriotimanttien fyysiset ja optiset ominaisuudet vastaavat täysin luonnontimantteja. Ne ovat yhtä kovia (10 Mohsin asteikolla), heijastavat valoa samalla tavalla ja omistava saman kiderakenteen. Edes ammattilaiset eivät pysty silmämääräisesti erottamaan korkealaatuista laboratoriotimanttia luonnontimantista.
Puhtausluokituksessa laboratoriotimantteja voidaan tuottaa jopa täydellisemmin kuin luonto pystyy luomaan. Värin suhteen valmistusprosessia voidaan säätää siten, että saadaan aikaan sekä värittömiä että värillisiä timantteja haluttujen ominaisuuksien mukaan.
Erottaminen on mahdollista vain erikoislaitteiden, kuten spektrometrien avulla, jotka tunnistavat hienoisia eroja kasvun aikana syntyneissä mikroskooppisissa ominaisuuksissa. Joihinkin laboratoriotimantteihin saatetaan myös merkitä mikroskooppinen tunniste laserilla laadun varmistamiseksi.
Miksi laboratoriotimantteja valmistetaan?
Laboratoriotimanttien suosion kasvu perustuu useisiin tekijöihin. Eettiset näkökohdat ovat monille kuluttajille tärkeitä – laboratoriotimantit ovat aina konfliktittomia, eikä niiden tuotantoon liity työolosuhteiden tai ihmisoikeuksien ongelmia, joita on esiintynyt timanttiteollisuudessa.
Ympäristövaikutukset ovat huomattavasti pienemmät verrattuna perinteiseen kaivostoimintaan. Vaikka laboratoriotimanttien valmistus kuluttaa energiaa, kokonaisympäristöjalanjälki on vain murto-osa kaivostoiminnan aiheuttamista vaikutuksista.
Laboratoriotimantteja käytetään myös teollisissa sovelluksissa, kuten leikkausterissä, hiontavälineissä ja piikiekkojen valmistuksessa. Näissä käyttötarkoituksissa voidaan hyödyntää timantin erinomaisia fyysisiä ominaisuuksia kuten kovuutta ja lämmönjohtavuutta kustannustehokkaasti.
Kuinka kauan laboratoriotimantin valmistaminen kestää?
Laboratoriotimantin kasvatusaika vaihtelee merkittävästi käytetyn menetelmän ja halutun koon mukaan. HPHT-menetelmällä timantin kasvu kestää tyypillisesti muutamasta päivästä pariin viikkoon, riippuen halutusta koosta ja laadusta.
CVD-prosessi on yleensä hitaampi, ja yhden karaatin timantin kasvattaminen voi viedä 2-4 viikkoa. Suurempien timanttien kasvattaminen kestää luonnollisesti pidempään, jopa kuukausia.
Valmistusaikaan vaikuttavia tekijöitä ovat myös haluttu väri, puhtausaste sekä kasvualustan laatu. Valmistuksen jälkeen timantti vaatii vielä leikkauksen ja kiillotuksen, mikä lisää kokonaisprosessin pituutta. Tästä huolimatta laboratoriotimanttien tuotantoaika on murto-osa luonnontimanttien muodostumiseen kuluvasta ajasta, joka on miljoonista jopa miljardeihin vuosiin.
