Синтетические алмазы
Множество заявлений о синтезе алмазов было задокументировано между 1879 и 1928 годами; большинство этих заявлений было тщательно проанализировано, но ни одно из них так и не подтвердилось. В 1939 году советский учёный Овсей Лейпунский вычислил необходимые для успешного исхода опытов величины давления: минимум 60 000 атмосфер. В 1972 году ему был выдан диплом на открытие закономерности образования алмазов с приоритетом, датированным августом 1939 года. В 1940-х в США, Швеции и СССР начались систематические исследования по выращиванию алмазов с помощью методов CVD и HPHT. Эти два метода и по сей день доминируют в производстве синтетических алмазов.
Синтетические алмазы
Второй тип прессов — кубические. Они используют шесть наковален для сжатия рабочего объёма, имеющего форму куба. Первым вариантом пресса с несколькими наковальнями был пресс — тетраэдр, сжимающий рабочий объём при помощи четырёх наковален. Кубические прессы появились очень быстро, как результат попыток увеличить рабочий объём по сравнению с ленточными прессами. Кубические прессы, как правило, имеют меньшие габариты по сравнению с ленточными, и быстрее выходят на рабочие режимы по давлению и температуре, необходимые для получения синтетических алмазов. Тем не менее кубические прессы не так просто увеличить для увеличения рабочего объёма. Увеличение рабочего объёма повлечет увеличение размера наковален, которое повлечет увеличение силы, прикладываемой к наковальне для получения прежнего давления. Возможным решением может быть уменьшение отношения наружной и внутренней площади наковальни за счет использования рабочего объёма иной формы, например, додекаэдра. Но такие прессы будут сложнее и дороже в производстве.
Третий, наиболее совершенный тип прессов для выращивания алмазов — БАРС (БАРС = Беспрессовая Аппаратура высокого давления «Разрезная Сфера»). Разработан в 1989—1991 учеными из Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева сибирского отделения РАН. Прессы этой конструкции наиболее компактные, эффективные, экономичные из всех установок для выращивания алмазов. В центр устройства помещается керамическая цилиндрическая капсула объёмом около 2 см, в которой производится выращивание. Капсула окружается передающей давление керамикой на базе пирофиллита, которая сжимается пуасонами первой ступени из твёрдого материала, например, карбида вольфрама или сплава ВК10. Восьмигранная сборка пуасонов первой ступени сжимается при помощи восьми стальных пуасонов второй ступени. После сборки конструкция заключается между двух полусфер диаметром около метра, фиксируемых вместе полумуфтами. Зазор между полусферами и стальными пуасонами заполняется гидравлическим маслом под давлением, передавая усилие через пуасоны к капсуле. Капсула нагревается при помощи встроенного коаксиального графитового нагревателя, а температура контролируется при помощи термопары.