DE4294377C2

DE4294377C2 - Verfahren zum Synthetisieren von Diamant unter Anwendung eines Verbrennungsverfahrens

Info

Publication number: DE4294377C2
Application number: DE4294377A
Authority: DE
Inventors: Tomio Suzuki; Yoshiaki Morinishi
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1991-12-18
Filing date: 1992-12-18
Publication date: 1997-08-14
Anticipated expiration: 2012-12-19
Also published as: US5653952A; CA2104141C; DE4294377T1; CA2104141A1; WO1993012273A1; JPH05221791A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbrennungsverfahren, d. h. ein Nie derdruck-Dampfphasen-Syntheseverfahren, zum künstlichen Synthe tisieren von Diamant, bei dem beispielsweise ein Kohlenwasser stoff-Heizgas in einem Brenner mit einem Oxidationsmittel ver brannt und die Verbrennungsflamme auf die Oberfläche eines Sub strats, das dem Brenner gegenüberliegend angeordnet ist, auf treffen gelassen wird, um Diamant zu synthetisieren. Die Erfin dung betrifft ein Verfahren zum Synthetisieren von Diamant un ter Anwendung eines Verbrennungsverfahrens, das Diamantkristal le liefert, die einen größeren Durchmesser haben als die her kömmlichen künstlichen Diamanten.

Künstliche Diamanten können entweder durch ein Hochdruck-Syn theseverfahren oder durch ein Niederdruck-Dampfphasen-Synthese verfahren synthetisiert werden. Vor kurzem wurde als eines der Niederdruck-Dampfphasen-Syntheseverfahren zum Synthetisieren von Diamant ein Verbrennungsverfahren vorgeschlagen, bei dem eine Verbrennungsflamme angewandt wird.

Die Druckschriften JP 01-61 397 A, DE 31 26 050 A1 und JP 03-93 695 betreffen einen Stand der Technik, der sich mit der Bildung von Diamantschichten befaßt. Einzelne große Diamantkristalle sollen gemäß diesen Druckschriften nicht hergestellt werden. So wird beispielsweise bei Betrachtung der Fig. 1 in Verbindung mit den Erläuterungen auf Seite 11, 1. Absatz der DE 31 26 050 A1 deutlich, daß es dort lediglich auf das Wachstum der Kristallkeimkörner in der Substratebene ankommt.

Die JP 02-30 78 98 A beschreibt eine Vorrichtung, mit der durch ein Verbrennungsverfahren Diamant auf einem gekühlten Substrat wachsengelassen werden kann.

Bei dem Verfahren zum Synthetisieren von Diamant unter Anwen dung eines Verbrennungsverfahrens wird, wie in Fig. 8(a) ge zeigt ist, ein Kohlenwasserstoff-Heizgas und dergleichen wie z. B. Acetylen, Ethylen, Methan, Propan, Methanol und Ethanol als Kohlenstoffquelle für die Abscheidung von Diamant in einem Brenner 11 verbrannt, wobei als Oxidationsmittel reiner Sauer stoff verwendet wird, der in einer Menge eingemischt wird, die viel niedriger ist, als dem stöchiometrischen Verhältnis ent spricht. In dieser Weise kann durch Einstellen der Verbren nungsbedingungen eine vorgeschriebene Flamme 12 erhalten wer den. Wie in Fig. 8(b) gezeigt ist, wird dann ein Substrat 15 in das Innere einer Flamme 14 gebracht, die als "Keil" bezeichnet wird und die in der Nähe der Brennermündung 13 erzeugt wird, während das Substrat 15 unter Anwendung einer Kühleinrichtung, mit der die Substrathalteeinrichtung 16 versehen ist, zwangsge kühlt wird, um das Substrat in dem Temperaturbereich von 600 bis 1200°C zu halten. In dieser Weise kann an der Oberfläche des Substrats 15 Diamant synthetisiert werden.

Die meisten der bisher vorgeschlagenen herkömmlichen Verfahren zum Synthetisieren von Diamant unter Anwendung eines Verbren nungsverfahrens sind jedoch im Grunde Verfahren im experimen tellen Maßstab, und folglich bleiben noch Probleme zu lösen, die die Brenner für die Anwendung bei der Verbrennung und die Kühlverfahren betreffen. Die Anmelderin hat in den Japanischen Patentanmeldungen 2-111263 und 2-43657 modifizierte Verfahren zur Überwindung dieser Probleme vorgeschlagen.

Die Anmelderin hat seitdem versucht, unter Anwendung des vor stehend erwähnten modifizierten Syntheseverfahrens an der Ober fläche eines Substrats Diamant zu synthetisieren. Als Ergebnis ist gefunden worden, daß das Verfahren zum Synthetisieren von Diamant unter Anwendung eines Verbrennungsverfahrens das wirt schaftlichste der Niederdruck-Dampfphasen-Syntheseverfahren ist, daß es jedoch äußerst schwierig ist, an der Oberfläche eines Substrats große Diamantkristalle zu synthetisieren. Im einzel nen wurde gefunden, daß die durch dieses Verfahren gezüchteten Diamantkörner eine maximale Größe im Bereich von etwa 100 bis 300 µm hatten, und als ein Versuch gemacht wurde, ein Diamant korn zu erhalten, das diesen Bereich der maximalen Größe über schreitet, begann mit zunehmender Abscheidungsdauer eine Ab scheidung von Graphit und Kohlenstoff an der Oberfläche der Diamantkristalle. Folglich wurde gefunden, daß Diamantkristal le, die größer als etwa 100 bis 300 µm sind, durch das herkömm liche Verfahren zum Synthetisieren von Diamant unter Anwendung eines Verbrennungsverfahrens nicht synthetisiert werden können.

Angesichts dieses Sachverhalts hat die Anmelderin das Verfahren zum Synthetisieren von Diamant unter Anwendung eines Verbren nungsverfahrens weiter modifiziert, um ein Verfahren, das zum Synthetisieren von Diamantkristallkörnern mit größerem Durch messer befähigt ist, neu zu entwickeln. Das heißt, das Sub strat, an dem Diamant zu synthetisieren war, wurde quer zu der Mittenachse des Brenners angeordnet, und der Abstand zwischen dem Substrat und dem vorderen Ende des Brenners, der in der An fangsstufe der Synthese 5 mm betrug, wurde im Lauf der Zeit allmählich vergrößert. Dieses Verfahren zum Synthetisieren von Diamant unter Anwendung eines Verbrennungsverfahrens wurde in der Japanischen Patentanmeldung 2-205412 zum Patent angemeldet.

Das vorstehende Verfahren ermöglichte im Verlauf einer zwei stündigen Synthese ein Synthetisieren von Diamantkristallen mit einem Durchmesser von etwa 500 µm. Man fand jedoch, daß es un möglich war, einfach durch Einstellung von Abscheidungsbedin gungen wie z. B. des Abstandes zwischen der Oberfläche des Sub strats und dem vorderen Ende des Brenners, des Verhältnisses von Sauerstoff zu Acetylen und des Kühlvermögens größere Dia mantkörner von guter Qualität zu erhalten, weil eine Abschei dung von Graphit und Kohlenstoff an der Oberfläche der Diamant kristalle begann, sobald ein Diamantkristall mit einem Durch messer von etwa 500 µm erhalten worden war.

Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, das Verfah ren zum Synthetisieren von Diamant unter Anwendung eines Ver brennungsverfahrens weiter zu verbessern, um dadurch mit guter Wirtschaftlichkeit einen Diamantkristall zu erhalten, dessen Durchmesser 500 µm oder mehr beträgt.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Synthetisieren von Diamant, welches die folgenden Schritte aufweist:
Teilweises Einbetten eines (bzw. zweier oder mehrerer) Diamantkristallkeimkorns (bzw. Diamantkristallkeimkörner) in die Oberfläche eines Substrats, um die (110)-Fläche des Korns (bzw. der Körner) zu exponieren, und Durchführen eines Verbrennungsprozesses mit einer Verbrennungsflamme, die auf die (110)-Fläche des Korns (bzw. der Körner) auftreffen gelassen wird, während das Substrat gekühlt wird, wodurch ein einzelnes Diamantkristallkorn (bzw. zwei oder mehr Diamant kristallkörner) zu einem einzigen großen Diamanten wachsen gelassen wird (bzw. integriert werden), welcher einen größeren Durchmesser als das Diamantkristallkeimkorn (bzw. die Diamantkristallkeimkörner) aufweist, während die Form der (110)-Fläche beibehalten wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Verbrennungsflam me auf die Oberfläche eines Substrats, in der als Kristallkeime ein oder mehr als ein Diamantkorn, z. B. preisgünstige Industrie diamantkristalle mit einem Durchmesser von 800 µm, die durch ein Hochtemperatur- und Hochdruckverfahren hergestellt worden sind, eingesenkt bzw. eingebettet sind, auftreffen gelassen, um dadurch die Diamantkristallkeime zu größeren Diamantkörnern heranwachsen zu lassen.

Bei dem vorstehenden Verfahren kann ein planares bzw. flächen haftes und stabiles Wachstum von Diamantkristallen erzielt werden, indem die Verbrennungsflamme mit der (100)-Fläche des Diamantkristallkeims zusammentreffen gelassen wird. Ferner wird die Verwendung eines Substrats aus einem Metall auf Basis von Kupfer oder Aluminium bevorzugt, weil sie weich genug sind, um die Diamantkristallkeimkörner leicht in ihre Oberfläche einsen ken bzw. einbetten zu können, und weil sie preisgünstige Metal le mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine zur Erläuterung dienende Abbildung, die den Zu stand eines Diamantkorns für die Verwendung als Kristallkeim zum Synthetisieren von Diamant durch das erfindungsgemäße Ver brennungsverfahren zeigt;

Fig. 2 ist eine zur Erläuterung dienende Abbildung, die den Zu stand eines als Kristallkeim verwendeten Diamantkorns nach Ab lauf von 5 Stunden seit Beginn des Verfahrens zum Synthetisie ren von Diamant durch das erfindungsgemäße Verbrennungsverfah ren zeigt;

Fig. 3 ist eine zur Erläuterung dienende Abbildung, die den Zu stand eines als Kristallkeim verwendeten Diamantkorns nach Ab lauf von 11 Stunden seit Beginn des Verfahrens zum Synthetisie ren von Diamant durch das erfindungsgemäße Verbrennungsverfah ren zeigt;

Fig. 4 ist eine zur Erläuterung dienende Abbildung, die den Zu stand eines als Kristallkeim verwendeten Diamantkorns nach Ab lauf von 17 Stunden seit Beginn des Verfahrens zum Synthetisie ren von Diamant durch das erfindungsgemäße Verbrennungsverfah ren zeigt;

Fig. 5 ist eine zur Erläuterung dienende Abbildung, die den Zu stand eines als Kristallkeim verwendeten Diamantkorns nach Ab lauf von 20 Stunden seit Beginn des Verfahrens zum Synthetisie ren von Diamant durch das erfindungsgemäße Verbrennungsverfah ren zeigt;

Fig. 6 ist eine zur Erläuterung dienende Abbildung, die den Zu stand eines als Kristallkeim verwendeten Diamantkorns nach Ab lauf von 26 Stunden seit Beginn des Verfahrens zum Synthetisie ren von Diamant durch das erfindungsgemäße Verbrennungsverfah ren zeigt;

Fig. 7 ist eine Abbildung, die die Beziehung zwischen dem Wachs tumsverhältnis der als Kristallkeime verwendeten Diamantkörner und der Dauer der Diamantsynthese durch das erfindungsgemäße Verbrennungsverfahren zeigt; und

Fig. 8 ist eine zur Erläuterung dienende Abbildung, die eine herkömmliche Technik veranschaulicht, wobei Fig. 8(a) eine zur Erläuterung dienende Abbildung ist, die den Zustand einer Bren nerflamme zeigt, und Fig. 8(b) eine zur Erläuterung dienende Ab bildung eines Zustands ist, bei dem ein Substrat an einer Bren nerflamme angeordnet ist.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeich nungen näher beschrieben.

Beispiel 1

Fig. 1 bis 6 zeigen die Wachstumsstufen eines Diamantkorns, das bei dem Verfahren zum Synthetisieren von Diamant unter An wendung des erfindungsgemäßen Verbrennungsverfahrens als Kri stallkeim verwendet wird, wobei Fig. 1 den Zustand vor dem Be ginn der Synthese zeigt, Fig. 2 den Zustand nach Ablauf von 5 Stunden zeigt, Fig. 3 den Zustand nach Ablauf von 11 Stunden zeigt, Fig. 4 den Zustand nach Ablauf von 17 Stunden zeigt, Fig. 5 den Zustand nach Ablauf von 20 Stunden zeigt und Fig. 6 den Zustand nach Ablauf von 26 Stunden zeigt.

In Fig. 1 wurde ein durch ein Hochtemperatur- und Hochdruckver fahren erhaltenes Diamantkorn mit einem Durchmesser von etwa 800 µm als Diamantkristallkeim 2 in ein als Substrat verwendetes Kupferblech 1 eingesenkt bzw. eingebettet. Der Diamantkristall keim wurde mit einer Tiefe von etwa 400 µm, d. h. etwa bis zur Hälfte des Diamantdurchmessers, unter Anwendung einer gewöhnli chen Presse in das Substrat eingesenkt bzw. eingebettet. Dann wurde die Diamantsynthese unter Anwendung des Verbrennungsver fahrens durchgeführt, indem die (100)-Fläche des Diamantkri stallkeims 2 senkrecht zu der Flamme angeordnet wurde, wobei eine Flamme verwendet wurde, die durch Mischen von Sauerstoff und Acetylen in einem O₂/C₂H₂-Mischungsverhältnis von 1,05 er halten wurde und einen Acetylenkeil mit einer Länge von 13 mm hatte. Das Kupferblech wurde in einem 10 mm betragenden Abstand von dem Brenner angeordnet. Das Substrat wurde mittels direkter Kühlung gekühlt, die darin bestand, daß der Rückseite des Kup fersubstrats 1, in dem der Diamantkristallkeim 2 eingesenkt bzw. eingebettet war, ein Luftstrahl zugeführt wurde.

Während der vorstehenden Synthese wurde der Wachstumsprozeß des Diamantkristallkeims 2 im Lauf der Zeit unter Anwendung eines Rasterelektronenmikroskops (REM) beobachtet. Die Ergebnisse sind in Fig. 2 bis 6 gezeigt.

Der Beobachtung während der Synthese zufolge ging das Wachstum des Diamantkristallkeims 2 durch planare bzw. flächenhafte Er weiterung der (100)-Fläche vonstatten. In der Anfangsstufe des Wachstums war die Wachstumsgeschwindigkeit der jeweils von den Spitzen der (100)-Fläche ausgehenden Kanten höher als die Wachs tumsgeschwindigkeit der anderen Teile, so daß sich vier abge rundete Kanten entwickelten. Die vier Seiten des Quadrats ent wickelten sich danach gleichmäßig. Nach Ablauf von 5 Stunden seit Beginn des Versuchs war der Kristall derart gewachsen, daß sein Hauptdurchmesser von der 800 µm betragenden Anfangslänge auf 950 µm zugenommen hatte. Die ebene Oberfläche der am Anfang in Fig. 1 beobachteten (100)-Fläche war aufgerauht worden, so daß eine rauhe Oberfläche erhalten wurde, wie sie in Fig. 2 ge zeigt ist. Bei stärkerer Vergrößerung wurde bestätigt, daß die in Fig. 2 beobachtete aufgerauhte (100)-Fläche porös war und zahlreiche feine Poren enthielt, die über die Fläche verteilt waren. Andererseits hatte die (111)-Fläche in dem Zustand, der in Fig. 2 gezeigt ist, im Vergleich zu der (100)-Fläche ein schlechtes Aussehen; ferner wurde beobachtet, daß an der (111)- Fläche sofort nach Beginn der Synthese ein abnormes Sekundär wachstum eintrat.

Das in Fig. 3 gezeigte REM-Bild läßt erkennen, daß die (100)- Fläche nach Ablauf von 11 Stunden wieder eine ebene Fläche ge worden war. Dies deutet darauf hin, daß bei dem Wachstumsprozeß eine stabile Periode erreicht war.

In Fig. 4 ist der Zustand des Kristalls nach Ablauf von 17 Stun den gezeigt. Es wurde gefunden, daß sich die (100)-Fläche zu einem Quadrat entwickelt hatte, dessen Seiten eine Länge von nicht weniger als 830 µm hatten. Man fand jedoch, daß in der Nähe der Kante zwischen der (100)-Fläche und der (111)-Fläche ein Sekundärkeim erzeugt worden war.

Wie in Fig. 5 gezeigt ist, wurde nach Ablauf von 20 Stunden seit Beginn der Synthese beobachtet, daß die Fläche des vorstehend erwähnten Sekundärkeims nach und nach zugenommen hatte, und es wurde gefunden, daß sich an der zuvor ebenen (100)-Fläche vor springende unregelmäßige Bereiche entwickelt hatten.

Nach 26 Stunden bedeckte die sekundär gewachsene Oberfläche ei nen großen Teil der (100)-Fläche, wobei in der Mitte der Fläche ein kleiner ebener Bereich verblieben war, wie es in Fig. 6 ge zeigt ist. Es wurde gefunden, daß das Korn, das am Anfang einen Durchmesser von 800 µm gehabt hatte, in dieser Stufe zu einem großen Kristall mit einem Durchmesser von 1,8 mm (1800 µm) her angewachsen war.

Wie vorstehend beschrieben wurde, erweiterte sich die (100)-Flä che während des gesamten Syntheseverfahrens in stabiler Weise. Im Gegensatz zu dem Fall der (100)-Fläche wurde gefunden, daß an der (111)-Fläche sofort nach Beginn der Synthese eine ge störte Oberfläche auftrat. Infolgedessen wurde der Bereich in der Nähe der Kante zwischen der (100)-Fläche und der (111)-Flä che instabil, so daß daran ein Sekundärwachstum hervorgerufen wurde. Daraus ist ersichtlich, daß zur Verwendung als Kristall keime die würfelförmigen (100)-Körner am besten geeignet sind.

In Fig. 7 ist die Beziehung zwischen der Dauer der Synthese und dem Wachstumsverhältnis des Diamantkristallkorns gezeigt. Man kann sehen, daß alle Diamantkristallkörner bis zum Ablauf von 5 Stunden nach Beginn des Versuchs langsam wachsen, daß sie je doch danach mit allmählich zunehmender Geschwindigkeit wachsen. Dies entspricht dem Übergang von einem Zustand mit porösen (100)-Flächen, die mit zahlreichen feinen Poren bedeckt sind, zu einem Zustand mit Stapeln aus ebenen Wachstumsschichten. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglichte in etwa 20 Stunden die Herstellung von großen Diamantkörnern durch Heranwachsenlassen des am Anfang vorhandenen Diamantkristallkorns zu einem Korn mit einem Durchmesser, der doppelt so groß wie der Anfangs durchmesser war.

In Beispiel 1 wurde unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 6 ein ein ziger Diamantkristallkeim zu einem großen Kristall heranwachsen gelassen. In Beispiel 2, das nachstehend beschrieben wird, wur den vier Diamantkristallkeime in Berührung miteinander in ein Substrat eingesenkt bzw. eingebettet, um daraus einen einzelnen großen Diamanten zu erhalten.

Beispiel 2

Vier Diamantkörner, die jeweils einen Durchmesser von etwa 800 µm hatten und durch ein Hochtemperatur- und Hochdruckverfahren erhalten worden waren, wurden als Diamantkristallkörner in ein als Substrat verwendetes Kupferblech eingesenkt bzw. eingebet tet. Die Diamantkristallkörner wurden derart eingesenkt bzw. ein gebettet, daß sie einander berührten und in der Mitte der ein gesenkten bzw. eingebetteten Körner ein quadratischer Bereich gebildet wurde. Die Diamantsynthese wurde unter Anwendung des Verbrennungsverfahrens durchgeführt, indem die (100)-Flächen der Diamantkristalle senkrecht zu der Flamme angeordnet wurden, wobei eine Flamme verwendet wurde, die durch Mischen von Sauer stoff und Acetylen in einem O₂/C₂H₂-Mischungsverhältnis von 1,05 erhalten wurde und einen Acetylenkeil mit einer Länge von 13 mm hatte. Das Kupferblech wurde in einem etwa 8 mm betragenden Ab stand von dem Brenner angeordnet, so daß alle vier Diamantkör ner gleichmäßig durch den Acetylenkeil bedeckt wurden. Das Sub strat wurde mittels direkter Kühlung in derselben Weise wie in Beispiel 1 dadurch gekühlt, daß der Rückseite des Kupfersub strats, in das die Diamantkristallkörner eingesenkt bzw. einge bettet worden waren, ein Luftstrahl zugeführt wurde.

Nachdem die Diamantsynthese unter Anwendung des Verbrennungs verfahrens 10 Stunden lang durchgeführt worden war, wurde ge funden, daß die vier Diamantkörner zu einem großen zusammenge wachsen und zu einem Diamantkorn mit einer Größe von 2,0 mm her angewachsen waren.

In dem vorstehenden Beispiel 2 wurden vier Diamantkörner derart eingesenkt bzw. eingebettet, daß sie einander berührten und in der Mitte der eingesenkten bzw. eingebetteten Körner ein qua dratischer Bereich gebildet wurde. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und jede gewünschte Zahl von Diamant körnern kann derart eingesenkt bzw. eingebettet werden, daß ih re (100)-Flächen senkrecht zu der Flamme angeordnet sind, wenn vorausgesetzt ist, daß alle Körner mit einem Abstand zwischen den Körnern angeordnet werden, der so gewählt ist, daß sie zu einem großen Diamantkorn zusammenwachsen können, und alle Kör ner gleichmäßig durch den Keil bedeckt werden können. Der maxi male Abstand zwischen den Diamantkörnern ist vorzugsweise etwa so groß wie der Durchmesser der Diamantkörner. Die Diamantsyn these wird vom Standpunkt der Wirtschaftlichkeit undurchführ bar, wenn der Abstand zwischen den Körnern größer gewählt wird als der Korndurchmesser, weil ein zu großer Abstand zwischen den Körnern nicht nur für die Bildung eines zusammengewachsenen Diamantkorns, sondern auch für das Heranwachsen des zusammenge wachsenen Korns zu einem großen Diamanten eine übermäßig lange Zeit erfordert.

Zum Synthetisieren von Diamantkörnern mit einem Durchmesser von etwa 1,8 mm bis 2,0 mm, wie sie in den vorstehenden Beispielen 1 und 2 erhalten wurden, durch ein Hochtemperatur- und Hoch druckverfahren müßte das Verfahren etwa 30 Stunden lang oder länger bei einer Temperatur von 1500°C und einem Druck von 6,0 GPa (etwa 60.000 atm) durchgeführt werden. Daraus folgt, daß solch ein Verfahren eine enorme Menge elektrischer Energie ver braucht und eine große, teure Vorrichtung erfordert. Das erfin dungsgemäße Verfahren kann im Gegensatz zu dem Fall der Hoch temperatur- und Hochdrucksynthese leicht mit einem handelsübli chen Acetylengasbrenner und einer Brennstoffzuführungsvorrich tung unter Verwendung von preisgünstigen Industriediamantkör nern (derjenigen, die eine Größe von etwa 800 µm haben und durch ein Hochtemperatur- und Hochdruckverfahren erhalten werden) durchgeführt werden. Große Diamantkörner können leicht synthe tisiert werden, indem Diamantkörner einfach in Substrate, die aus handelsüblichen Blechen aus Metallen auf Basis von Kupfer oder Aluminium hergestellt sind, eingesenkt bzw. eingebettet werden, wobei das Substrat während der Synthese unter Anwendung eines Druckluftstrahls gekühlt wird.

Wie vorstehend beschrieben wurde, eignet sich das erfindungsge mäße Verfahren zum Synthetisieren von Diamant unter Anwendung eines Verbrennungsverfahrens sehr gut zum leichten und wirt schaftlichen Synthetisieren von Diamantkörnern hoher Qualität, die eine Größe von 500 µm oder mehr haben, wie sie durch her kömmliche Verbrennungsverfahren, die bisher entwickelt worden sind, niemals erzielt wurden.

Claims

1. Verfahren zum Synthetisieren von Diamant mit den folgenden Schritten:

- teilweises Einbetten eines Diamantkristallkeimkorns in die Oberfläche eines Substrats, um die (100)-Fläche des Korns zu exponieren, und
- Durchführen eines Verbrennungspozesses mit einer Verbren nungsflamme, die auf die (100)-Fläche des Korns auftreffen gelassen wird, während das Substrat gekühlt wird, wodurch ein einzelnes Diamantkristallkeimkorn zu einem einzi gen großen Diamanten wachsen gelassen wird, welcher einen größeren Durchmesser als das Diamantkristallkeimkorn aufweist, während die Form der (100)-Fläche beibehalten wird.

2. Verfahren zum Synthetisieren von Diamant nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsflamme auf die kubische (100)-Fläche des Diamantkristallkeimkorns auftreffen gelassen wird.

3. Verfahren zum Synthetisieren von Diamant nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Diamantkristallkeimkorn zu einem einzigen großen Diamanten mit einem Durchmesser von 500 um oder darüber wachsen gelassen wird.

4. Verfahren zum Synthetisieren von Diamant nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Diamantkristallkeimkorn durch das Hochtemperatur- Hochdruckverfahren erhalten wurde.

5. Verfahren zum Synthetisieren von Diamant mit den folgenden Schritten:

- teilweises Einbetten von zwei oder mehr Diamantkristall keimkörnern in die Oberfläche eines Substrats, um die (100)- Fläche der Körner zu exponieren, und
- Durchführen eines Verbrennungsprozesses mit einer Verbrennungsflamme, die auf die (100)-Fläche der Körner auftreffen gelassen wird, während das Substrat gekühlt wird, wodurch die zwei oder mehr Diamantkristallkeimkörner zu einem einzigen großen Diamanten integriert werden, welcher einen größeren Durchmesser als die Diamantkristallkeimkörner auf weist.

6. Verfahren zum Synthetisieren von Diamant nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsflamme auf die kubische (100)-Fläche der Diamantkristallkeimkörner auftreffen gelassen wird.

7. Verfahren zum Synthetisieren von Diamant nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Diamantkristallkeimkörner zu einem einzigen großen Diamanten mit einem Durchmesser von 500 µm oder darüber integriert werden.

8. Verfahren zum Synthetisieren von Diamant nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Diamantkristallkeimkörner durch das Hochtemperatur-Hochdruckverfahren erhalten wurden.