สารบัญเนื้อหา
ประวัติศาสตร์ ความเป็นมาของเพชร HPHT (High Pressure High Temperature)
1. ประวัติ ความเป็นมา เพชร HPHT
ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 ทำให้ช่องทางการจัดหาเพชรดิบในธรรมชาติซึ่งเป็นวัตถุดิบหลักในอุตสาหกรรมจิวเวลรี่ต้องตกอยู่ในภาวะคับขัน จึงเกิดการแข่งขันการปลูกเพชรจากแล็บในสหรัฐอเมริกาเพื่อทดแทนเพชรที่กำลังขาดแคลน บริษัท General Electric (GE) ได้เริ่มวิจัยเพชรโดยใช้ชื่อโครงการว่า Projec Super-Pressure ในขณะเดียวกัน นักวิทยาศาสตร์ชาวสวีเดนได้เริ่มโครงการผลิตเพชรที่เรียกว่า “Quintus” ที่บริษัท ASEA Electric
นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบมานานแล้วว่าเพชรทำมาจากคาร์บอน ดังนั้นพวกเขาจึงต้องพิจารณาว่ากราไฟต์จะกลายเป็นเพชรผลึกเดี่ยวในสภาพใดได้บ้าง พวกเขาเริ่มจากการอิงหลักของธรรมชาติเพื่อหาเบาะแส เพชรถูกพบในภูเขาไฟที่ดับแล้วและถูกนำขึ้นสู่พื้นผิวในลาวา พวกมันก่อตัวที่ความลึกประมาณ 190 กิโลเมตรภายในโลกซึ่งมีความกดดันและอุณหภูมิสูงมาก ในการสร้างเพชร นักวิทยาศาสตร์ต้องหาวิธีรักษาแรงดันที่สูงมากและความร้อนที่สูงมากไปพร้อมๆกัน เป็นเรื่องดีที่กราไฟต์นั้นมีความเสถียรสูงและอุณหภูมิไม่เปลี่ยนแปลง แม้แตกสลายในแรงกดดันและความร้อนที่สูงมาก ก็จะก่อตัวกลับมาเป็นเพชรดังเดิม
ต่อมานักวิทยาศาสตร์ก็พบหลุมอุกกาบาตดาวตก พวกเขาค้นพบผลึกเพชรเล็กๆ ล้อมรอบด้วยโลหะ ซึ่งพวกเขาเชื่อว่าเกิดขึ้นจากผลกระทบของดาวตก นักวิทยาศาสตร์พยายามละลายกราไฟต์ในโลหะโมเบนเพื่อให้อะตอมของคาร์บอนจากกราไฟต์เป็นอิสระในการตกผลึกเพชร พวกเขาวางแคปซูลที่บรรจุโลหะและกราไฟต์ลงในแท่นพิมพ์และเปิดแรงดันถึง 55,000 และ อุณหภูมิระหว่าง 1,400 ถึง 1,500 องศาเซลเซียสเป็นเวลาสองสามนาที
“มือของฉันเริ่มสั่น หัวใจของฉันเต้นเร็ว เข่าของฉันอ่อนแรง และไม่สามารถพยุงตัวได้อีกต่อไป ในที่สุดเพชรได้ถูกสร้างขึ้นโดยฝีมือมนุษย์” นี่คือสิ่งที่ ดร.เทรซี่ ฮอลล์ กล่าวหลังการทดลองในเดือนธันวาคม 1954 จึงเป็นต้นกำเนิดความสำเร็จของ ประวัติ ความเป็นมา เพชร HPHT
เมื่อวันที่ 15 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2498 GE ได้ประกาศให้โลกรู้ว่า “Project Super-Pressure ประสบความสำเร็จแล้ว พวกเขาเป็นคนแรกที่เผยแพร่และจดสิทธิบัตรกระบวนการผลิตเพชร อย่างไรก็ตามหนึ่งปีครึ่งก่อนหน้านี้ ทีมของฝั่ง ASEA ประสบความสำเร็จในการผลิตเพชรด้วยกระบวนการที่คล้ายกันมาก พวกเขากลัวว่าคู่แข่งจะขโมยวิธีการของพวกเขา ดังนั้นพวกเขาจึงเก็บความสำเร็จในการทำเพชรไว้เป็นความลับ โดยไม่ทำซ้ำและเผยแพร่กระบวนการของพวกเขาก่อน ทำให้พวกเขาสูญเสียสิทธิพิเศษในการเป็นเจ้าของสิทธิบัตรไปอย่างน่าเสียดาย
มนุษย์สร้างเพชรขึ้นมาได้แล้วนั้นเป็นความจริง แต่มันยังห่างไกลจากการใช้งานได้จริง เพราะขนาดทำได้เพียงขนาดไม่เกิน 1 มม.ซึ่งเล็กเทียบเท่าเม็ดทราย ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมานักวิทยาศาสตร์จากสหรัฐอเมริกาและยุโรป รัสเซียและทั่วโลกได้ศึกษาและทดลองเพื่อให้มีความสามารถในการสร้างเพชรแล็บในปริมาณที่มากพอ และ มีคุณภาพดีสู่ตลาด เพื่อผลักดันความต้องการในอุตสาหกรรมเครื่องประดับ
ในปี 1985 นักวิจัยประสบความสำเร็จในการสร้างเพชรเม็ดใหญ่ด้วยวิธี HPHT ในหลากหลายสี แต่การผลิตเชิงพาณิชย์นั้นไม่สามารถทำได้ในเชิงเศรษฐกิจ เพราะมีจำกัดด้วยเรื่องอุปกรณ์ที่มีราคาแพงในการสร้าง ใช้งาน และ บำรุงรักษา นอกจากนี้ คุณภาพของเพชรที่ผลิตออกมานั้นไม่สเถียร และ มักเกิดตำหนิขนาดใหญ่ในเนื้อเพชร
ในปัจจุบัน เทคนิคต่าง ๆ ได้รับการปรับปรุง ลดต้นทุน และอุปกรณ์ถูกควบคุมอย่างแม่นยำด้วยคอมพิวเตอร์ มีการลงทุนในอุปกรณ์และการตลาดมากขึ้น ทุกวันนี้ผู้ผลิตเพชร HPHT เช่น AOTC, Chatham Create Gems and Diamonds The Gemesis Corporation และบริษัทหลายแห่งในรัสเซีย สามารถเพิ่มอุปทานให้เพียงพอต่อความต้องการที่เพิ่มขึ้นในปัจจุบันได้แล้ว นี่จึงเป็นประวัติศาสตร์และที่มาทั้งหมดของเพชร HPHT
2. ความลับที่อยู่เบื้องหลังความแข็งแกร่งของเพชร
“หากทั้งเพชรและกราไฟท์ทำมาจากธาตุคาร์บอน แล้วทำไมพวกมันถึงแตกต่างกันได้?” ทั้งหมดนี้อยู่ในโครงสร้างอะตอม อะตอมในกราไฟต์ถูกจัดเรียงเป็นชั้นอ่อนๆ และอะตอมของคาร์บอนในแต่ละชั้นเชื่อมต่อกันด้วยพันธะโควาเลนต์ที่แข็งแรง ทำให้ไม่ว่าจะเพชรแท้ธรรมาชาติ หรือ เพชรแท้จากห้องแลป ก็แข็งแรงกว่าแท่งดินสออย่างมหาศาล
จินตนาการว่ากราไฟท์เป็นกระดาษปึกหนึ่ง มันมากยากที่จะผ่ากองตั้งฉาก แต่ง่ายมากที่จะตัดผ่านแนวนอน ในทางตรงกันข้าม พันธะของอะตอมของคาร์บอนในตาข่ายผลึกของเพชรนั้นมีความสมมาตรแบบสี่หน้าที่สมบูรณ์แบบ แต่ละอะตอมถูกสร้างพันธะกับอะตอมอื่นๆ อีก 4 อะตอมในลักษณะ 3 มิติเท่าๆ กัน แทนที่จะเป็นชั้นๆ เท่านั้น สิ่งนี้สร้างพันธะทางโครงสร้างที่แข็งแกร่งอย่างเหลือเชื่อในทุกทิศทางให้กับเพชร (สามารถอ่านบทความ เปรียบเทียบคุณสมบัติของเพชรแท้ธรรมชาติ และ เพชรแท้ HPHT ได้ที่ลิ้งนี้)
3. บรรยากาศภาวะกดดันคืออะไร?
ชั้นของอากาศขนาดหน้าตัด 1 ตารางนิ้ว วัดจากระดับน้ำทะเลถึงด้านบนของชั้นบรรยากาศจะมีน้ำหนักประมาณ 14.7 ปอนด์ กล่าวคือ ความดัน 1 บรรยากาศ (atm) เท่ากับ 14.7 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (หรือ 1 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร)
โดยทั่วไปจะใช้ความดัน 55,000 ถึง 60,000 บรรยากาศในการปลูกเพชรด้วยวิธี HPHT หากต้องการเห็นภาพบรรยากาศ 55,000 ชั้น ให้จินตนาการถึงน้ำหนักของรถยนต์ขนาดกลาง 400 คันบนเงินหนึ่งดอลลาร์ หรือช้างแอฟริกา 600 ตัวที่วางอยู่บนฝ่ามือของคุณ
เลือกชมเพชร CVD (Lab Grown Diamond) และ เครื่องประดับของเราได้ที่นี่
ผู้เขียนบทความ
