Les principaux processus de production de diamants artificiels comprennent la haute température, la haute pression (HPHT) et le dépôt chimique en phase vapeur (CVD). Les procédés moins courants incluent les méthodes explosives, et les méthodes émergentes en sont encore au stade de la recherche et du développement en laboratoire. Les détails sont les suivants :
Haute température et haute pression (HPHT) – Processus industriel courant actuel
Il s'agit de la méthode de préparation du diamant la plus ancienne et la plus aboutie sur le plan technologique. Elle constitue actuellement la principale méthode de production de diamants de qualité industrielle -et de diamants de laboratoire de qualité-de qualité gemme-.
Principe de base : simulant l'environnement naturel de formation du diamant, sous haute pression (5-7 GPa) et haute température (1300-1600 degrés), un catalyseur tel que le nickel, le fer ou le cobalt est utilisé pour favoriser le réarrangement des atomes de carbone dans une poudre de graphite de haute-pureté, la transformant directement en cristaux de diamant. Dans la production industrielle, une presse hydraulique à six côtés est principalement utilisée pour fournir un environnement haute pression stable, capable de produire des dizaines de milliers de tonnes de pression pour répondre aux exigences de synthèse.
Avantages du processus : technologie mature, rendement élevé et coût relativement faible. Le diamant synthétisé a une cristallinité élevée et une excellente résistance mécanique, adapté à la production d'abrasifs et d'outils de coupe industriels, ainsi qu'à la culture de diamants monocristallins -de grande taille-de qualité gemme-monocristal- (Power Diamond a utilisé ce processus pour cultiver un très gros diamant brut de 156,47-carats en 2025).
Limites : Exigences extrêmement élevées en matière de résistance à la pression des équipements ; difficile de préparer des films de diamant continus-de grande taille.
Dépôt chimique en phase vapeur (CVD) – Processus de base pour les diamants fonctionnels
Principalement pour les applications-haut de gamme telles que les-films de diamant à grande surface et les substrats de dissipation thermique semi-conducteurs :
Principe de base : dans des conditions de pression basse/normale, les gaz contenant du carbone-tels que le méthane et l'acétylène sont activés par le plasma ou l'énergie thermique, les décomposant en groupes de charbon actif, qui sont ensuite déposés et développés sur la surface du substrat pour former des films/monocristaux de diamant. Sur la base des méthodes d’apport d’énergie, les CVD peuvent être classés comme suit :
CVD au plasma micro-ondes (MPCVD) : qualité de croissance élevée, principalement utilisée pour préparer des monocristaux de haute -qualité, mais les coûts d'équipement sont élevés ;
CVD à filament chaud (HFCVD) : faible coût d'équipement et croissance rapide, mais sujet à l'introduction d'impuretés ;
DC Arc Plasma Jet CVD : taux de croissance rapide et coût relativement inférieur.
Avantages du processus : produit d'une grande pureté, capable de préparer des films minces uniformes sur une grande surface, ce qui en fait le processus préféré pour la dissipation thermique des semi-conducteurs et les outils de coupe de précision. En 2026, Huanghe Whirlwind a annoncé que ses dissipateurs thermiques en diamant de 8 pouces utilisant cette voie seraient bientôt produits en série, et Sifangda a également atteint des capacités de fabrication de substrats de 12 pouces.
État de développement actuel : mon pays a réalisé des percées dans la technologie de fabrication-de grande taille. L'équipe de l'Université de Jilin a préparé avec succès un diamant monocristallin de 2-pouces de haute-qualité en 2026.
