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A composição de um diamante CVD (Chemical Vapour Deposition) é essencialmente constituída por carbono, com a possibilidade de conter oligoelementos para a coloração. O processo de crescimento envolve a deposição de átomos de carbono de uma mistura de gases sobre um substrato, formando uma estrutura cristalina semelhante aos diamantes naturais.

Explicação detalhada:

1. Fonte de Carbono: O componente principal de um diamante CVD é o carbono. Este é derivado de uma mistura de gás tipicamente composta de hidrogénio (H2) e metano (CH4). O metano serve como fonte de carbono, enquanto o hidrogénio ajuda no processo de deposição. A mistura gasosa é normalmente composta por 90-99% de hidrogénio e o restante de metano.

2. Processo de deposição: No processo CVD, a mistura gasosa é introduzida numa câmara de reação onde é sujeita a altas temperaturas e, por vezes, a plasma, dependendo do método CVD específico utilizado (por exemplo, PECVD, MPCVD, LPCVD, UHVCVD). As condições de alta energia provocam a decomposição dos gases em grupos reactivos. Estes grupos reactivos interagem então com uma semente ou substrato de diamante, depositando átomos de carbono numa formação de rede cristalina.

3. Equações de reação: A decomposição e a deposição de gases no processo CVD podem ser resumidas por várias reacções químicas:

   • H2 → 2H
   • CH4 + H → CH3 + H2
   • CH3 + H → CH2 + H2
   • CH2 + H → CH + H2
   • CH + H → C + H2

4. Estas reacções ilustram como o metano é progressivamente decomposto em átomos de carbono, que depois se ligam para formar uma rede de diamante.Elementos vestigiais para coloração

5. : Para produzir diamantes coloridos, oligoelementos específicos são introduzidos na rede de carbono durante a fase de crescimento. O tipo e a quantidade de oligoelementos determinam a cor do diamante. Por exemplo, o nitrogênio pode introduzir uma tonalidade amarela, enquanto o boro pode dar uma cor azul.Crescimento e formação

6. : O processo continua até que um diamante totalmente formado seja criado. A semente ou substrato de diamante é revestido com átomos de carbono, que se ligam para formar uma estrutura contínua de diamante. Este processo pode levar de duas a quatro semanas, dependendo do tamanho desejado e da qualidade do diamante.Qualidade e pureza

: A pureza e a qualidade dos diamantes CVD podem ser controladas pelas condições da câmara de reação, como a temperatura, a pressão e a composição do gás. Os diamantes CVD de alta qualidade são incolores e têm propriedades semelhantes aos diamantes naturais.

Em resumo, um diamante CVD é composto principalmente de carbono, formado através de uma reação química controlada que deposita átomos de carbono sobre um substrato em uma estrutura cristalina. Podem ser introduzidos oligoelementos para criar diamantes coloridos, e o processo é altamente especializado, exigindo um controlo preciso de vários parâmetros para produzir diamantes de alta qualidade.