合成ダイヤモンドのつくり方(2)

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合成ダイヤモンドのつくり方(2)

2020年4月10日

ライフジェムのメモリアルダイヤモンドは、遺骨や遺髪から純度の高い炭素を取り出し、人工的な高温高圧状態で結晶化させてつくります(HTHP法)。こうしたダイヤモンドを合成ダイヤモンド、人工ダイヤモンドを呼びます。その作成方法などについてご紹介します。

合成ダイヤモンドの作り方には、天然ダイヤモンドが生まれたのと同じような高温高圧の環境を再現したHTHP(高温高圧)法のほかにも、いくつかの方法があります。

そのひとつが、CVD(Chemical Vapor Deposition、化学気相蒸着)法です。
これは、レーザービームなどで炭化水素をプラズマ状態に気化し、それを基盤の上に堆積させるものです。
CVD法は、HPHTによる合成ダイヤモンドとほぼ同時、1950年代前半に特許を取得していましたが、多くの研究者は懐疑的で長い間、忘れられていました。

しかし、1980年代後半になってその可能性が見直され、急速に実用化が進みました。
いまでは、様々な種類の基板上で広範囲にダイヤモンドの結晶を成長させることができることや、化学的な不純物の種類と量を細かく制御することで特性を変化させたダイヤモンドの合成が可能なことで広く利用されています。

ほかにも、合成ダイヤモンドをつくる方法としては、1990年代に開発されたデトネーション(爆轟)法という方法があります。これは、炭素元素を含む爆薬を使用するものです。
また、高出力の超音波を用いて炭素の結晶であるグラファイト(黒炭)を処理するキャビテーション法などの研究も進められています。

合成ダイヤモンドは多くの場合、結晶が小さく、研磨材、切削工具、ヒートシンク(放熱板)など主に工業用に利用されています。
合成ダイヤモンドは硬さや熱・電気伝導性、電子移動度が天然のダイヤモンドより優れるケースもあるからです。さらに将来的には、半導体の材料としても有望視されています。

一方、ジェム(宝石)として扱えるレベルの合成ダイヤモンドを作成できるのは、HPHT法かCVD法しかありません。
さらに、亡くなった方の遺骨などからつくるメモリアルダイヤモンドについては、結晶のもととなる炭素の取り扱いの点から、HPHT法に限られるといってよいでしょう。

 

※合成ダイヤモンドをつくる主な方法

方法 概要
HTHP(高温高圧)法 天然ダイヤモンドと同じような高温高圧状態を再現し、黒炭(グラファイト)の結晶を変化させてつくる
CVD(化学気相蒸着)法 レーザーなどでメタンなど炭素を含むガスを分解し、炭素のみ基盤の上に堆積させダイヤモンドの結晶をつくる
デイトネーション(爆轟)法 炭素を多く含む化学物質を爆発させてナノメートル級の大きさのダイヤモンドの結晶をつくる
キャビテーション法 超音波を使って液体内に気泡を発生させイヤモンドの結晶をつくる。生産効率が悪く商用化には至っていない

 

 

ご遺骨、遺灰からつくるメモリアルダイヤモンドについて
くわしくはライフジェムジャパンのホームページをぜひ、ご覧ください。
http://www.lifegem.co.jp/