L’histoire des diamants de laboratoire – Que sont les diamants de laboratoire ?
Comment le premier diamant non naturel a été cultivé dans un laboratoire GE
Depuis l’Antiquité, les gens ont essayé de fabriquer leurs propres diamants. Dans le nord de l’État de New York en 1954, c’est finalement arrivé.
Les premiers diamants non naturels ont été fabriqués dans les laboratoires de General Electric en décembre 1954.
Depuis les expériences de Lavoisier et Tennent, les scientifiques et les ingénieurs savaient qu’ils devaient soumettre le carbone à d’énormes quantités de chaleur et de pression afin de le transformer en diamant, mais la façon d’y parvenir ne nécessitait pas une petite quantité d’essais et d’erreurs. Comme l’ont démontré les expériences de Hannay, Moissan et même Parsons, créer d’immenses quantités de pression est difficile, voire carrément dangereux. Mais, leurs premières conceptions expérimentales n’étaient pas nécessairement défectueuses – elles avaient juste besoin de technologies et de fabrication différentes pour pouvoir créer ces pressions en laboratoire. La réponse est venue du physicien américain Percy Bridgman, lauréat du prix Nobel, qui a travaillé sur le développement d’un piston hydraulique vertical pressé dans un cylindre, qui a créé 4 200 atmosphères de pression à travers un système d’enclume complexe. Pendant des années, Le laboratoire de Bridgman à Harvard avait des trous dans les murs où la cartouche – affectueusement connue sous le nom de «La bombe» – a explosé et incrusté des matériaux dans les murs. Bridgman, a-t-on rapporté, n’a jamais fait réparer les trous par superstition.
Dans les années 1940, le General Electric Research Laboratory de Schenectady, New York, était devenu le centre de recherche sur les diamants synthétiques, réunissant des chercheurs de chimie, de physique et de génie industriel. (Schenectady avait une longue tradition de soutien aux projets de recherche spéculatifs même s’ils n’étaient pas directement liés à la production d’équipements électriques.) 
Le soir du 8 décembre 1954, Herbert Strong a commencé l’expérience 151, réglant l’appareil à cône de pression à environ 50 000 atmosphères, augmentant la température jusqu’à 1250 ° C (2282 ° F) et déposant un mélange de carbone et de fer avec deux petits diamants pour semer la croissance des cristaux de diamant. Ce n’était pas sans rappeler les méthodes utilisées par Hannay des décennies plus tôt, seul Strong utilisait clairement des germes cristallins. (La recherche en Union soviétique a utilisé des diamants de semence dans le cadre de l’effort de culture de diamants, pour autant que General Electric puisse le dire.) La plupart des expériences précédentes de Strong avaient été courtes, quelques heures au plus. Mais cette fois, il a décidé de laisser l’expérience 151 imiter la nature – qui a mis des millions d’années à produire des diamants – et, au moins, de prolonger la durée de l’expérience et de la laisser se dérouler du jour au lendemain.
Le matin du 9 décembre, les deux germes cristallins sont tombés librement, inchangés dans le creuset. Une goutte du mélange fer-carbone avait fondu à une extrémité du tube et Strong a envoyé la goutte à la division métallurgie pour être polie. Un peu vexé, la métallurgie a renvoyé un message le 15 décembre, informant Strong qu’ils n’étaient pas en mesure de polir son échantillon car il détruisait la meule de polissage. Tout ce qui se trouvait dans la goutte était solide et dur – assez dur pour creuser l’équipement de la métallurgie – et seul un diamant pouvait être aussi dur. Strong raconte : « Tout le groupe s’est réuni pour inspecter le point dur. Au début, il y eut un moment de silence stupéfait. Serait-ce possible que ce soit du diamant ? Finalement, Hall prononça le verdict : ‘Ce doit être un diamant !’ » Une analyse ultérieure aux rayons X confirma que les diamants en question étaient, en fait, fabriqués en laboratoire.
« Instantanément, mes mains se sont mises à trembler. Mon cœur battait follement. Mes genoux se sont affaiblis et n’ont plus soutenu. Une émotion indescriptible m’envahit et je dus trouver une place pour m’asseoir !
Le 16 décembre 1954, Hall réalisa lui-même une expérience similaire, en utilisant une technologie plus ancienne, une presse à haute pression appelée ceinture. Il a ajouté deux cristaux de semence de diamant au sulfure de fer et a placé le tout dans un réchauffeur cylindrique en graphite. Suivant attentivement le protocole de la ceinture qu’il avait conçu après des mois de travail avec l’appareil, il a placé de minces disques de tantale métallique entre l’échantillon et les enclumes de la ceinture pour faciliter le courant pour chauffer l’échantillon. Le tout était cuit à 1600°C (2912°F) sous 100 000 atmosphères de pression. L’expérience entière a duré 38 minutes.
« J’ai ouvert une cellule d’échantillon après l’avoir retirée de la ceinture. Il s’est clivé près de ce disque de tantale », a déclaré Hall à propos de sa découverte, après avoir vu des éclairs de lumière provenant de cristaux octaédriques collés au disque. « Instantanément, mes mains se sont mises à trembler. Mon cœur battait follement. Mes genoux se sont affaiblis et n’ont plus soutenu. Une émotion indescriptible m’envahit et je dus trouver une place pour m’asseoir ! Dans l’esprit de Hall, il n’y avait aucun doute sur les résultats. « Je savais que les diamants avaient finalement été fabriqués par l’homme. »
Soudain, après des années de recherche et en l’espace d’une semaine à peine, General Electric a eu deux façons possibles de fabriquer des diamants. Dans les semaines qui ont suivi, la question n’était pas tant de savoir si les chercheurs pouvaient fabriquer des diamants. La question était de savoir s’ils pouvaient les fabriquer à nouveau selon les plans d’expérience de Strong ou de Hall. Quelle méthode était la meilleure?
Les chercheurs ont passé des semaines à essayer de dupliquer les résultats de Strong et n’ont jamais pu. (Strong a soutenu que la chaleur avait considérablement fluctué pendant la nuit de l’expérience 151 et que cette fluctuation avait joué un rôle dans le succès de la course – la sérendipité étant la meilleure.) Hall, en collaboration avec Robert Wentorf, a vérifié ses résultats originaux de manière assez décisive. Au cours des deux semaines suivantes, les deux ont réussi à fabriquer des diamants 20 fois, en utilisant le système de presse et de courroie de 400 tonnes de Hall. Le 31 décembre 1953, General Electric demanda au physicien Hugh Woodbury de confirmer de manière indépendante la méthodologie de fabrication de diamants de Hall.
Comme beaucoup de découvertes dans l’histoire de la science, identifier exactement qui devrait être crédité d’une découverte – et qui l’histoire a crédité – est un peu délicat, et l’histoire de qui a fabriqué le premier diamant synthétique et quand ne fait pas exception. Dans une série de publications, Strong a mis en évidence le travail accompli par le groupe, soulignant la nature compliquée du problème et soulignant que le travail dépassait ce qu’un homme pouvait prétendre faire.
Hall, en revanche, s’est senti ostracisé par l’équipe. (En tant que membre pratiquant de l’Église de Jésus-Christ des Saints des Derniers Jours, il a affirmé avoir été victime de préjugés religieux pendant son mandat chez General Electric.) Il s’est également senti sous-estimé par l’entreprise : General Electric a augmenté son salaire. de 10 000 $ à seulement 11 000 $ entre 1953 et 1954, et lui a versé une obligation d’épargne de 10 $, bien qu’il ait gagné des millions grâce à son travail. (C’était assez typique pour un laboratoire de recherche de la guerre froide. 
Les scientifiques d’entreprise ont cédé les droits de leur propriété intellectuelle à leurs sociétés mères et ont souvent reçu de petites primes comme celle-ci en rapport avec tout brevet résultant de leur travail.) Hall a quitté General Electric au milieu de 1955 pour occuper un poste de chercheur à la Brigham Young University, et est l’auteur de plusieurs brevets liés à la fabrication de diamants synthétiques cultivés en laboratoire. Il a également lancé la société MegaDiamond, qui est finalement devenue le plus grand concurrent national de General Electric dans le secteur de la fabrication de diamants. Hall et Strong prétendent tous deux être « les premiers » à créer des diamants, bien que la plupart des récits de l’histoire attribuent à Hall la possibilité de reproduire ses expériences.
General Electric a publié les résultats de ses diamants cultivés en laboratoire (ou « fabriqués par l’homme » ou synthétiques dans le langage du milieu du XXe siècle) le 15 février 1955. Les journalistes ont été invités à vérifier la poussière de diamant fabriquée en laboratoire au microscope, et l’équipe de recherche avait pour instruction stricte de garder le silence sur les détails de son travail. Entre février et mars 1955, les journaux de tout le pays ont brouillé le succès de General Electric, mais manquaient de détails techniques pour leurs lecteurs. La plupart des personnes citées dans les articles étaient des experts en joaillerie, qui ont rejeté ces diamants comme une sorte de défi financier pour le marché du diamant à ce moment-là. Au cours des mois suivants, General Electric a organisé plusieurs autres événements de presse (un, par exemple, en mai 1955, était à l’hôtel Sheraton de Rochester, New York),
L’histoire des diamants de laboratoire – Que sont les diamants de laboratoire ?
Ce sont des diamants synthétiques , également appelés diamants de culture ou diamants de culture. Les diamants cultivés en laboratoire sont fabriqués à l’aide de processus technologiques avancés dans des environnements de laboratoire contrôlés. Les conditions dans lesquelles ces diamants de laboratoire sont cultivés ressemblent à celles des diamants naturels qui mettent des millions d’années à se former dans la terre. Dans la croûte terrestre, les diamants naturels subissent des pressions élevées et des températures élevées. Avec du carbone, une haute pression et une température extrême dans les laboratoires , les diamants cultivés sont cultivés dans des conditions identiques à celles d’un diamant extrait. Il en résulte un diamant dont la structure chimique et les propriétés optiques sont identiques à celles d’un diamant naturel.
Quand les diamants de laboratoire ont-ils été créés pour la première fois ?
Même si plusieurs affirmations ont été faites sur la fabrication de diamants de laboratoire au cours de la période de 1879 à 1928, aucune d’entre elles n’est confirmée. Malgré cela, les diamants artificiels existent depuis les années 1940. Selon les ressources, General Electric (GE) a créé le premier lot de diamants créés en laboratoire en 1954. Vers les années 1970, c’est à ce moment-là que des pierres de laboratoire de qualité gemme ont été disponibles. Commercialement, cependant, dans les années 1980, les diamants synthétiques de haute qualité sont devenus accessibles. Au cours de la dernière décennie, les processus de création de diamants cultivés en laboratoire se sont considérablement améliorés, ce qui permet d’utiliser ces diamants dans les bijoux et les bagues de fiançailles en diamant
Où le premier lot de diamants de laboratoire a-t-il été créé ?
En 1954, General Electric (GE) a fabriqué le premier ensemble de diamants de laboratoire. Des années auparavant, en 1941, GE a réuni une équipe de recherche et développement pour fabriquer les meilleurs diamants synthétiques. Cependant, leurs recherches ont été interrompues en raison de la Seconde Guerre mondiale. Outre General Electric, d’autres groupes comme le service public d’électricité suédois (ASEA) ont créé des diamants de laboratoire, mais ils ont gardé leur découverte secrète jusqu’aux années 1980.
Qui a inventé le processus de création de diamants de laboratoire ?
Au début des années 1950, H. Tracy Hall, un chimiste de General Electric, a inventé le premier procédé reproductible pour fabriquer des diamants de laboratoire. Dans l’histoire des diamants de laboratoire, cela avait été un objectif pour les physiciens, les alchimistes, les chimistes et d’autres parties intéressées pendant des siècles. Les premiers diamants de laboratoire étaient si petits ; ils étaient presque invisibles et de très mauvaise qualité. Ils étaient parfaits pour un usage industriel, mais cela a également évolué au fil des ans pour devenir ce qu’ils sont aujourd’hui. Des techniques améliorées ont facilité la production de diamants artificiels jusqu’à 12 carats pour une utilisation dans des bagues de fiançailles en diamant créées en laboratoire. Tout comme la taille a augmenté, la qualité des diamants de laboratoire s’est également améliorée. Les diamants de laboratoire sont maintenant disponibles dans une variété de gammes de qualité avec couleur , pureté , coupesqui sont à peu près les mêmes que les diamants naturels.
Comment les diamants de laboratoire étaient-ils fabriqués dans le passé ?
Un autre pionnier du processus de création de diamants de laboratoire, Henry Moissan, a affirmé qu’il avait réussi à fabriquer un seul diamant. Moissan l’a fait en ajoutant de la chaleur au charbon de bois, ce qui a entraîné une température allant jusqu’à 3 500 ° C à l’intérieur d’un creuset en carbone. Beaucoup ont tenté de reproduire son succès mais tous n’ont pas été vérifiés. Pendant de nombreuses décennies, les fabricants de diamants ont tenté de faire pousser des diamants comme d’autres pierres précieuses ; ils ont lamentablement échoué jusqu’à ce qu’ils proposent l’idée de diamants cultivés en laboratoire. Au fil du temps, les processus et les procédures de laboratoire ont été affinés pour garantir que les diamants de laboratoire devenaient de plus en plus de haute qualité pour être sertis dans des bagues de fiançailles et d’autres bijoux. Notamment, lorsque H. Tracey Hall a inventé plus tard la presse à bande. En 1954, la presse à bande Hall produisait une température et une pression élevées pour dissoudre des métaux tels que le nickel, le cobalt et le fer pour les convertir en diamants.
Comment la synthèse des diamants de laboratoire a-t-elle changé au fil des ans ?
Au fil des décennies, de nombreuses personnes ont affirmé avoir synthétisé des diamants avec succès, mais jusqu’à récemment, il n’existait aucun processus documenté et reproductible disponible pour la réplication. Le succès initial de la synthèse des diamants a été obtenu en imitant la nature avec la méthode à haute pression et à haute température (HPHT) . Depuis lors, d’autres méthodes, telles que la presse à bande, le dépôt chimique en phase vapeur (CVD), les presses modernes cubiques et à sphère divisée ont également été introduites. Les méthodes susmentionnées sont plus grandes et plus efficaces.
Comment les diamants de laboratoire sont-ils fabriqués maintenant ?
Des recherches sont en cours dans le monde entier sur le procédé de dépôt chimique en phase vapeur (CVD) . La technologie s’améliorant chaque jour, on ne peut que supposer que la taille des diamants fabriqués avec la méthode HPHT sera égalée par son homologue CVD. Même si nous connaissons deux méthodes principales de création de diamants cultivés, les techniciens de laboratoire et les scientifiques améliorent constamment l’échelle et l’efficacité de ces deux méthodes. La recherche scientifique a produit de meilleures qualités et des diamants bruts cultivés en laboratoire plus accessibles qui peuvent être coupés en une variété de formes et de tailles.
Comment l’offre et la demande de diamants de laboratoire ont-elles changé ?
En raison de l’alternative offerte par les scientifiques dans les diamants cultivés en laboratoire, les chercheurs de diamants n’ont plus besoin de s’approvisionner en diamants. Lorsque les diamants de laboratoire ont été créés pour la première fois, l’offre et la demande étaient faibles en raison de sa principale application à usage industriel. Après les années 1980, les diamants de laboratoire de qualité gemme sont devenus plus disponibles pour un usage commercial. La demande de diamants artificiels a augmenté et de plus en plus de gens se sont demandé si ces diamants étaient réellement réels. Bien sûr, la réponse est que les diamants cultivés en laboratoire sont chimiquement, optiquement et physiquement identiques aux diamants extraits de la terre. Jusqu’à aujourd’hui, les diamants cultivés en laboratoire représentent environ 2 à 3 % du marché des bagues de fiançailles en diamant. Alors que les diamants extraits de la terre sont toujours le choix traditionnel pour les bagues de fiançailles en diamant, les diamants cultivés en laboratoire offrent une alternative rentable à la contrepartie naturelle .
Annonce des diamants synthétiques
En 1955, la General Electric Co. a annoncé sa synthèse réussie de diamants 1/16″ en utilisant le premier processus reproductible. L’équipe de recherche du projet GE Super Pressure avait travaillé depuis 1951 pour créer un récipient sous pression spécial pour soumettre les composés de carbone à des pressions allant jusqu’à 1 500 000 lb/sq.in. à des températures allant jusqu’à 5 000 °F. 
Ils ont créé les premiers diamants le 16 décembre 1954, lançant l’activité de diamants industriels artificiels de GE. Les diamants manufacturés sont utilisés comme abrasifs dans les scies à maçonnerie, les forets miniers, le polissage machines et outils de coupe. (Le 16 février 1953, un scientifique suédois fut le premier à créer des diamants dans une expérience – qui ne fut pas répétée – et tenue secrète avant l’annonce de GE.) »
https://www.withclarity.com/education/diamond-education/lab-diamonds/history-of-lab-grown-diamonds
https://www.sciencefriday.com/articles/diamond-fake-excerpt/