NO147637B - PROCEDURE FOR MANUFACTURING A DIAMOND MATERIAL - Google Patents

PROCEDURE FOR MANUFACTURING A DIAMOND MATERIAL Download PDF

Info

Publication number
NO147637B
NO147637B NO760081A NO760081A NO147637B NO 147637 B NO147637 B NO 147637B NO 760081 A NO760081 A NO 760081A NO 760081 A NO760081 A NO 760081A NO 147637 B NO147637 B NO 147637B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
diamond
catalyst
solvent
growth
nucleation
Prior art date
Application number
NO760081A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO147637C (en
NO760081L (en
Inventor
Herbert Maxwell Strong
Roy Elmer Tuft
Robert Henry Wentorf Jr
William Achillo Rocco
Original Assignee
Gen Electric
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gen Electric filed Critical Gen Electric
Priority to NO760081A priority Critical patent/NO147637C/en
Publication of NO760081L publication Critical patent/NO760081L/en
Publication of NO147637B publication Critical patent/NO147637B/en
Publication of NO147637C publication Critical patent/NO147637C/en

Links

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

Fremgangsmåte ved fremstilling av et diamantmateriale.Method of making a diamond material.

Description

Denne oppfinnelse angår en forbedret fremgangsmåte This invention relates to an improved method

ved fremstilling av diamanter ut fra diamantkim. in the production of diamonds from diamond seeds.

Syntese av diamantkrystaller ved fremgangsmåter hvor der benyttes høyt trykk og høy temperatur, er vel kjent. Foretrukne fremgangsmåter for fremstilling av diamanter er beskrevet i US patentskrifter 2 947 610 og 2 947 609. Apparatur for utførelse av slike fremgangsmåter er beskrevet i US patentskrift 2 941 248. Synthesis of diamond crystals by methods where high pressure and high temperature are used is well known. Preferred methods for the production of diamonds are described in US patent documents 2,947,610 and 2,947,609. Apparatus for carrying out such methods is described in US patent document 2,941,248.

Diamantvekst finner ved de ovennevnte fremgangsmåter sted ved diffusjon av carbon gjennom en tynn metallisk film av et katalysator/oppløsningsmiddel valgt blant en rekke Diamond growth takes place in the above-mentioned methods by diffusion of carbon through a thin metallic film of a catalyst/solvent selected from a number of

forskjellige slike. Selv om slike fremgangsmåter er meget different ones. Although such methods are very

vel egnede for kommersiell fremstilling av industridiamanter, er den endelige krystallstørrelse ved slik diamantvekst begrenset av det faktum at carbonstrømmen over katalysator/opp-løsningsmiddelfilmen bestemmes av forskjellen i oppløselighet mellom grafitt (det vanlige utgangsmateriale) og den diamant som dannes. Denne forskjell i oppløselighet har en generell tendens til å avta i betydelig grad over et lengere tidsrom, som følge av en reduksjon i trykket i systemet og/eller for-giftningseffekter fra fremmedatomer i det grafitt som omdannes . well suited for the commercial production of industrial diamonds, the final crystal size of such diamond growth is limited by the fact that the carbon flow across the catalyst/solvent film is determined by the difference in solubility between graphite (the usual starting material) and the diamond that is formed. This difference in solubility has a general tendency to decrease significantly over a longer period of time, as a result of a reduction in the pressure in the system and/or poisoning effects from foreign atoms in the graphite being converted.

Uttrykket "katalysator/oppløsningsmiddel" som anvendes i den foreliggende beskrivelse, er ment å skulle til-kjennegi at de metalliske materialer det her er tale om, både har en katalysatorfunksjon og er oppløsningsmiddelfunksjon. The expression "catalyst/solvent" used in the present description is intended to indicate that the metallic materials in question here have both a catalyst function and a solvent function.

I faglitteraturen ellers vil man kunne støte på såvel betegnelsen "katalysator" som betegnelsen "oppløsningsmiddel" for disse materialer. Otherwise, in the technical literature, you will be able to come across both the term "catalyst" and the term "solvent" for these materials.

Ved den fremgangsmåte for fremstilling av diamant på By the method for the production of diamond on

en diamantkimkrystal1 som er beskrevet i US patentskrift 3 297 407, gjøres det på den annen side bruk av en forskjell a diamond seed crystal1 which is described in US Patent 3,297,407, on the other hand, use is made of a difference

i temperatur mellom diamantkimet og carbontilførselskilden for å etablere en carbonkonsentrasjonsgradient som fører til avsettelse på kimet. Kat<p>lysator/oppløsningsmidler beskrevet i de ovennevnte US patentskrifter 2 947 609 og 2 941 248 anvendes også ved temperaturgradicntmetoden ifølge US patent- in temperature between the diamond seed and the carbon supply source to establish a carbon concentration gradient that leads to deposition on the seed. Catalyst/solvents described in the above-mentioned US patents 2,947,609 and 2,941,248 are also used in the temperature gradient method according to US patent

skrift 3 297 407. Veksten av diamanten på kimmaterialet drives frem av forskjellen mellom carbonets oppløselighet av diamantcarbon i det smeltede katalysator/oppløsningsmiddel-metall ved carbontilførselskilden og ved kimet, mellom hvilke steder det gjør seg gjeldende en temperaturgradient. Denne generelle utformning av reaksjonskaret gir et trykkstabilt system, slik at trykket lett lar seg opprettholde i det diamantstabile område, hvilket er meget viktig. document 3 297 407. The growth of the diamond on the seed material is driven by the difference between the solubility of the carbon of diamond carbon in the molten catalyst/solvent metal at the carbon supply source and at the seed, between which places a temperature gradient applies. This general design of the reaction vessel provides a pressure-stable system, so that the pressure can easily be maintained in the diamond-stable area, which is very important.

Ved meget forsiktig tilpasning av trykk og temperatur og ved anvendelse av relativt små temperaturgradienter og lang veksttid i forhold til de veksttider som benyttes ved tynnfilmmetoden kan større diamanter fremstilles ved metoden ifølge US patentskrift 3 297 407 enn ved tynnfilmmetoden. By very careful adaptation of pressure and temperature and by using relatively small temperature gradients and a long growth time in relation to the growth times used in the thin film method, larger diamonds can be produced by the method according to US Patent 3,297,407 than by the thin film method.

Hittil har imidlertid forsøk på å oppnå pålitelig diamantvekst av meget høy kvalitet medført et antall tilsynelatende gjensidig utelukkende, men like fullt samtidig forekommende problemer. Hovedproblemene er (i) en sterk tendens henimot spontan kimdannelse, (ii) en tendens til at diamantkimmaterialet oppløses for tidlig og (iii) vanskelig-heter med å fremstille og regulere farver og mønstere av smykkekvalitet i diamantproduktene. To date, however, attempts to achieve reliable, very high quality diamond growth have involved a number of seemingly mutually exclusive but equally co-occurring problems. The main problems are (i) a strong tendency towards spontaneous seed formation, (ii) a tendency for the diamond seed material to dissolve prematurely and (iii) difficulties in producing and regulating colors and patterns of jewelery quality in the diamond products.

Spontan dannelse av diamantkimkrystaller nær dia-mantkimmmaterialet (som finner sted ved økning av temperatur-gradienten utover "sikkerhets"-verdien) er uheldig av den grunn, at hvis veksttiden forlenges for at kimet skal føre til en diamant som er større enn 1/20 karat, vil den spontane kimdannelse og den derpå følgende vekst av de dannede kim konkurrere med veksten ut fra det plantede diamantkim, med påfølgende kollisjoner mellom flere krystaller, hvilket fører til spenningsbrudd i disse. Spontaneous formation of diamond seed crystals near the diamond seed material (which takes place by increasing the temperature gradient beyond the "safety" value) is unfortunate for the reason that if the growth time is prolonged for the seed to lead to a diamond larger than 1/20 carat, the spontaneous nucleation and the subsequent growth of the formed nuclei will compete with the growth from the planted diamond seed, with subsequent collisions between several crystals, which leads to tension breakdown in them.

Delvis eller fullstendig oppløsning av diamantkimmaterialet i det smeltede katalysator/oppløsningsmiddelmetall er uheldig hvis denne finner sted på et galt tidspunkt, fordi oppløsning av kimet fører til ukoordinert diamantvekst som forløper fra separate punkter, og slike voksende diamanter vil, når de møtes, føre til dannelse av sammenblandede, ufull-komne produkter. Partial or complete dissolution of the diamond seed material in the molten catalyst/solvent metal is unfortunate if it occurs at the wrong time, because dissolution of the seed leads to uncoordinated diamond growth proceeding from separate points, and such growing diamonds will, when they meet, lead to the formation of mixed, incomplete products.

Den manglende mulighet til å utøve kontroll med diamant-vekstprosessen, slik at det kan oppnåes reproduserbare resul-tater, er uheldig, fordi det derved ikke blir mulig å anvende dopemidler, getterstoffer ("getters"),kompensatorer og lignende, for å fremstille diamantprodukter med spesielle farvemønstere, som er feilfrie og som har optimale fysikalske egenskaper. The lack of opportunity to exercise control over the diamond growth process, so that reproducible results can be achieved, is unfortunate, because it will not be possible to use doping agents, getters ("getters"), compensators and the like, to produce diamond products with special color patterns, which are flawless and have optimal physical properties.

Fremstilling av store diamanter ved trinnvis for-størring av en liten diamant er blitt foreslått i faget tidligere. Ved en slik fremgangsmåte plasseres en liten diamant i en masse av grafitt og katalysator (tynnfilmmetoden), og ny diamantvekst avsettes på denne i størst mulig grad. Denne forstørrede krystall føres på ny i apparatet for ytterligere forstørrelse, dersom dette ønskes. Denne trinnvise "løkskall"-vekst medfører den ulempe at innleiringer eller okklusjoner av forurensninger alltid forekommer ved grenseflaten mellom gammel vekst og det nye lag. Dersom det anvendes lag av ulike farver under fremveksten av diamanten, vil skarpe skillelinjer dannes mellom suksessive lag. The production of large diamonds by step-by-step enlargement of a small diamond has been proposed in the art in the past. In such a method, a small diamond is placed in a mass of graphite and catalyst (the thin film method), and new diamond growth is deposited on it to the greatest extent possible. This enlarged crystal is fed back into the apparatus for further magnification, if desired. This step-by-step "onion skin" growth entails the disadvantage that embeddings or occlusions of pollutants always occur at the interface between old growth and the new layer. If layers of different colors are used during the emergence of the diamond, sharp dividing lines will form between successive layers.

Det ville være fordelaktig om man kunne unngå slike innleiringer og derved bli i stand til å tilveiebringe diffuse grenser mellom farvene. For å oppnå en slik diamantkrystall er det nødvendig med kontinuerlig vekst, hvorunder de ønskede farver innføres under kontroll. En slik kontinuerlig diamantkrystallvekst har nu vist seg mulig ved å anvende et spesielt kimdannelseundertrykkende barrierelag. It would be advantageous if one could avoid such embeddings and thereby be able to provide diffuse boundaries between the colours. In order to achieve such a diamond crystal, continuous growth is necessary, during which the desired colors are introduced under control. Such continuous diamond crystal growth has now been shown to be possible by using a special nucleation-suppressing barrier layer.

I dette øyemed tilveiebringes der i henhold tii oppfinnelsen en fremgangsmåte ved fremstilling av et diamantmateriale, ved hvilken et reaksjonskar inneholdende et diamantkimmateriale og en carbontilførselskilde adskilt av en masse bestående hovedsakelig av et katalysator/oppløsningsmiddel underkastes et trykk i det diamantstabile område av fasediagrammet for carbon, samtidig med at reaksjonskaret opp- To this end, according to the invention, a method is provided for the production of a diamond material, in which a reaction vessel containing a diamond seed material and a carbon supply source separated by a mass consisting mainly of a catalyst/solvent is subjected to a pressure in the diamond-stable region of the phase diagram for carbon, at the same time as the reaction vessel up-

varmes på en slik måte at diamantkimmaterialet holdes ved en temperatur nær minimumstemperaturen for det diamantstabile område, mens carbontilførselskilden holdes ved en temperatur nær maksimumstemperaturen for dette område, hvorved det fremskaffes en temperaturgradient mellom diamantkimmaterialet is heated in such a way that the diamond seed material is kept at a temperature close to the minimum temperature for the diamond stable region, while the carbon supply source is kept at a temperature close to the maximum temperature for this region, whereby a temperature gradient is produced between the diamond seed material

og carbontilførselskilden. Den nye fremgangsmåte utmerker and the carbon supply source. The new procedure excels

seg ved at der mellom diamantkimmaterialet og massen av katalysator/oppløsningsmidlet anbringes minst ett av de følgende lag: (a) et kimdannelseundertrykkende barrierelag som er oppløselig i katalysator/oppløsningsmidlet ved driftsbetingelsene, og som er forsynt med minst én åpning mellom diamantkimmaterialet og massen av katalysator/oppløsnings-midlet, (b) et kimdannelseundertrykkende barrierelag som er uoppløselig i katalysator/oppløsningsmidlet ved driftsbetingelsene, og som er forsynt med minst én åpning mellom diamantkimmaterialet og massen av katalysator/oppløsnings-midlet, og (c) et isolasjonslag, som, når det er kontakt med diamant, har et smeltepunkt som er høyere enn smeltepunktet for massen av katalysator/oppløsningsmiddel når massen er mettet med oppløst carbon. in that at least one of the following layers is placed between the diamond seed material and the mass of catalyst/solvent: (a) a nucleation-suppressing barrier layer that is soluble in the catalyst/solvent under the operating conditions, and which is provided with at least one opening between the diamond seed material and the mass of catalyst /solvent, (b) a nucleation-suppressing barrier layer which is insoluble in the catalyst/solvent under the operating conditions, and which is provided with at least one opening between the diamond seed material and the bulk of the catalyst/solvent, and (c) an insulating layer, which, when there is contact with diamond, has a melting point that is higher than the melting point of the mass of catalyst/solvent when the mass is saturated with dissolved carbon.

På forhånd bestemte farver og mønstre dannes i produkter av smykkekvalitet ved fremgangsmåten ved innbefattelse av dopemidler, farvestoffer og kompensatorer i carbontilførsels-kilden og/eller katalysator/oppløsningsmidlet. Predetermined colors and patterns are formed in jewelry-quality products by the method by including dopants, dyes and compensators in the carbon supply source and/or catalyst/solvent.

Oppfinnelsen illustreres ytterligere i de medfølgende tegninger, hvor: fig. 1 illustrerer en utførelsesform av en høytrykks-, høytemperaturapparatur som er anvendbar for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, The invention is further illustrated in the accompanying drawings, where: fig. 1 illustrates an embodiment of a high-pressure, high-temperature apparatus which is applicable for carrying out the method according to the invention,

fig. 2 illustrerer i forstørret tverrsnitt en reak-sjonskonstruksjon som er anvendelig ved en første utførelses-form av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, ved hvilken det anvendes en kimdannelseundertrykkende barriere med en åpning, fig. 2 illustrates in an enlarged cross-section a reaction construction which is applicable in a first embodiment of the method according to the invention, in which a nucleation-suppressing barrier with an opening is used,

fig. 3 er et ytterligere forstørret riss av området i umiddelbar nærhet av diamantkimmaterialet vist i fig. 2, fig. 3 is a further enlarged view of the area in the immediate vicinity of the diamond seed material shown in FIG. 2,

fig. 4 viser forholdet mellom den nye diamantvekst og diamantkimet i den utførelse som er vist i fig. 2, fig. 4 shows the relationship between the new diamond growth and the diamond seed in the embodiment shown in fig. 2,

fig. 5 viser et forstørret tverrsnitt av en andre reaksjonskarkonstruksjon, hvor en forlengelse av katalysator/opp-løsningsmidlet strekker seg ned til diamantkimet gjennom en kimdannelseundertrykkende barriere, fig. 5 shows an enlarged cross-section of a second reaction vessel construction, where an extension of the catalyst/solvent extends down to the diamond seed through a nucleation suppression barrier,

fig. 6 er et ytterligere forstørret snitt av naboområdet til diamantkimmaterialet som vist i fig. 5, fig. 6 is a further enlarged section of the neighboring area of the diamond seed material as shown in fig. 5,

fig. 7 er et forstørret vertikalt tverrsnitt av en annen reaksjonscellekonstruksjon ifølge en tredje utførelsesform, hvor en kimdannelseundertrykkende barriere er anordnet med begrensede vekstbaner for diamantproduktet, fig. 7 is an enlarged vertical cross-section of another reaction cell construction according to a third embodiment, where a nucleation suppression barrier is provided with limited growth paths for the diamond product,

fig. 8 er et ytterligere forstørret snitt av naboområdet til diamantvekstbanene ifølge det trekk som er vist i fig- 7, fig. 8 is a further enlarged section of the neighboring area of the diamond growth paths according to the feature shown in Fig. 7,

fig. 9 er et snitt lik fig. 8, som viser diamantvekstbanene som åpninger uten tråder deri ifølge den utførelses-form som er vist i fig. 7, fig. 9 is a section similar to fig. 8, which shows the diamond growth paths as openings without threads therein according to the embodiment shown in fig. 7,

fig. 10 er et forstørret vertikalsnitt av en reaksjonskarkonstruksjon sammensatt ifølge en fjerde utførelsesform, hvor en isolasjonsbarriere er anvendt for å forhindre for tidlig smelting av diamantkimet, fig. 10 is an enlarged vertical section of a reaction vessel structure assembled according to a fourth embodiment, where an isolation barrier is used to prevent premature melting of the diamond core,

fig. 11 er et ytterligere forstørret snitt gjennom naboområdet til diamantkimmaterialet ">ph vist i fig. 10, fig. 11 is a further enlarged section through the neighborhood of the diamond seed material ">ph shown in Fig. 10,

fig. 12, 13, 14, 15 og 16 er forstørrede snitt fig. 12, 13, 14, 15 and 16 are enlarged sections

gjennom naboområdet til diamantkimmaterialet, slik som dette område vil fremkomme i forskjellige variasjoner av den konstruksjon som er vist i fiy. 10, through the neighboring area of the diamond seed material, such that this area will appear in different variations of the construction shown in fig. 10,

fig. 17 viser forholdet, mellom den nye diamantvekst, diamantkimet, og katalysator/oppløsningsmiddelbadet i de ut-førelsesformer som er beskrevet i fig. 10 - 16, fig. 17 shows the relationship between the new diamond growth, the diamond seed, and the catalyst/solvent bath in the embodiments described in fig. 10 - 16,

fig. 18 viser et forstørret vertikaltverrsnitt gjennom et hovedreaksjonskar beregnet på å inneholde forskjellige fig. 18 shows an enlarged vertical cross-section through a main reaction vessel intended to contain various

tilsatsstoffer for å tilveiebringe farving og/eller mønster-dannelse i ett enkelt veksttrinn, additives to provide coloring and/or pattern formation in a single growth step,

fig. 19 er et forstørret riss av en karkonstruksjon for anvendelse i utførelsesformen ifølge fig. 18, for fremstil- fig. 19 is an enlarged view of a vessel construction for use in the embodiment according to fig. 18, for manufacturing

ling av "stjerne"-diamanter av smykkekvalitet, og ling of jewelry quality "star" diamonds, and

fig. 20, 21 og 22 er forstørrede riss av en serie fig. 20, 21 and 22 are enlarged views of a series

av ladningsmontasjer beregnet på å inneholdes i en reaksjonskarkonstruksjon slik som vist i fig. 18, hvor farvede soner og/eller mønstre dannes. of charge assemblies intended to be contained in a reaction vessel construction as shown in fig. 18, where colored zones and/or patterns are formed.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av diamanter av smykkekvalitet. For å gi en for-ståelse av den samlede problemstilling vil en kort introduksjon som angir hovedproblemstillingene, presenteres før den detaljerte beskrivelse av de forskjellige sider ved oppfinnelsen. Hovedproblemet er å underkaste et reaksjonskar inneholdende en diamantsynteseblanding trykk- og temperaturbetingel-ser i det diamantstabile område av carbonfasediagrammet. Syntese-blandingen innbefatter et diamantkimmateriale og en carbon-tilf ørselskilde adskilt av en masse av katalysator/oppløsnings-middel. Disse elementer er normalt anbragt lagvis eller opp-stablet som senere omtalt, men andre arrangementer er også mulig. Oppvarmningen av reaktorkaret reguleres for å tilveiebringe The present invention relates to a method for the production of jewelery quality diamonds. In order to give an understanding of the overall problem, a short introduction indicating the main problems will be presented before the detailed description of the various aspects of the invention. The main problem is to subject a reaction vessel containing a diamond synthesis mixture to pressure and temperature conditions in the diamond-stable region of the carbon phase diagram. The synthesis mixture includes a diamond seed material and a carbon supply source separated by a mass of catalyst/solvent. These elements are normally arranged in layers or stacked as discussed later, but other arrangements are also possible. The heating of the reactor vessel is regulated to provide

en temperaturgradient innen blandingen, slik at diamantkimmaterialet er ved en temperatur nær minimumsverdien av det diamantstabile område, og carbontilførselskilden er ved en temperatur nær maksimumsverdien. Ved inhibering av virkningen av katalysator/oppløsningsmidlet ved kimmaterialet og i dets umiddelbare nærhet inntil betydelig diamantvekst har funnet sted, kan spontan kimdannelse og kimerrosjon, som motvirker vekst av diamanter med smykkestørrelse, nedsettes. Dette resul-tat oppnåes ved å plassere undertrykkende eller isolerende lag, eller begge deler, mellom katalysator/oppløsningsmidlet og kimmaterialet. a temperature gradient within the mixture, so that the diamond seed material is at a temperature close to the minimum value of the diamond stable region, and the carbon supply source is at a temperature close to the maximum value. By inhibiting the action of the catalyst/solvent at the seed material and in its immediate vicinity until significant diamond growth has occurred, spontaneous nucleation and seed erosion, which counteracts the growth of jewelry-sized diamonds, can be reduced. This result is achieved by placing suppressive or insulating layers, or both, between the catalyst/solvent and the seed material.

I tillegg til å inhibere katalysator/oppløsningsmiddel-reaksjonen, tilsettes regulerte mengder av dopemidler, getterstoffer, kompensatorer, blandinger derav og lignende til blandingen for fremstilling av pålitelig reproduserbare dia-mantkrystallprodukter med på forhånd bestemt farve, farvemønstere, soneoppdelt farve og lignende. In addition to inhibiting the catalyst/solvent reaction, controlled amounts of dopants, getters, compensators, mixtures thereof and the like are added to the mixture to produce reliably reproducible diamond crystal products with predetermined color, color patterns, zoned color and the like.

Fortrinnsvis vil barrierelaget eller -lagene og massen av katalysator/oppløsningsmiddel være av forskjellige materialer i en gitt reaksjonskarkonstruksjon. Preferably, the barrier layer or layers and the mass of catalyst/solvent will be of different materials in a given reaction vessel construction.

Fortrinnsvis vil et kimdannelseundertrykkende lag Preferably, a nucleation-suppressing layer

være av kobolt, jern, mangan, titan, krom, wolfram, vanadium, niob, tantal, zirkonium, legeringer av de nevnte metaller, naturlig forekommende glimmer, polykrystallinsk aluminiumoxyd med høy tetthet, pulverformet aluminiumoxyd, kvarts, silicium-oxydglass, hexagonale bornitridkrystaller, kubiske bornitridkrystaller, bornitridkrystaller av wurtzicstruktur eller siliconcarbid beskyttet med ett av metallene i platinafamilien. be of cobalt, iron, manganese, titanium, chromium, tungsten, vanadium, niobium, tantalum, zirconium, alloys of the aforementioned metals, naturally occurring mica, high density polycrystalline aluminum oxide, powdered aluminum oxide, quartz, silicon oxide glass, hexagonal boron nitride crystals, cubic boron nitride crystals, boron nitride crystals of wurtzic structure or silicon carbide protected with one of the metals in the platinum family.

Fortrinnsvis vil en isoiasjonsbarriere være konstruert av et materiale som er forskjellig fra det kimdannelsesunder-trykkende lag, om et slikt anvendes, og være valgt blant platina, molybden, titan, tantal, wolfram, iridium, osmium, rhodium, palladium, vanadium, ruthenium, krom, hafnium, rhenium, niob, zirkonium og legeringer derav. Preferably, an isolation barrier will be constructed of a material different from the nucleation suppressing layer, if such is used, and be selected from platinum, molybdenum, titanium, tantalum, tungsten, iridium, osmium, rhodium, palladium, vanadium, ruthenium, chromium, hafnium, rhenium, niobium, zirconium and alloys thereof.

Carbontilførselskilden og katalysator/oppløsningsmiddel-blandingen vil være et hvilket som helst materiale som hensiktsmessig anvendes for dette formål. Slike materialer er rikelig illustrert i nevnte US patentskrift 3 297 407. Foretrukne materialer vil bli illustrert i det etterfølgende. The carbon supply source and catalyst/solvent mixture will be any material suitably used for this purpose. Such materials are amply illustrated in said US patent 3,297,407. Preferred materials will be illustrated in what follows.

I forliggende beskrivelse har følgende betegnelser følgende betydninger. In the present description, the following designations have the following meanings.

a) dopemiddel: en urenhet som hvis den foreligger på stedet for diamantveksten vil a) dopant: an impurity which, if present at the place of diamond growth, will

inngå i det voksende diamantgitter og innvirke på de fysikalske, mekaniske og/sller elektriske egenskaper av diamantveksten, b) getter: et materiale hvis atomer, om dette er tilstede ved diamantvekststedet, form part of the growing diamond lattice and affect the physical, mechanical and/or electrical properties of the diamond growth, b) getter: a material whose atoms, if present at the diamond growth site,

vil forhindre eller begrense inntreden av ett eller flere dopemate-riaier i den utviklende diamantvekst, og will prevent or limit the entry of one or more doping materials into the developing diamond growth, and

<c>> kompensatorer: et materiale hvis atomer, om dette er tilstede ved diamantens vekst-sted, vil inntre i det voksende diamantgitter og delvis eller fullstendig oppveie den vanlige innvirkning av ett eller flere dopematerialer som er tilstede i gitteret, med hensyn til diamantens fysikalske, mekaniske og/eller elektriske egenskaper . <c>> compensators: a material whose atoms, if present at the diamond's growth site, will enter the growing diamond lattice and partially or completely offset the normal influence of one or more doping materials present in the lattice with respect to the diamond's physical, mechanical and/or electrical properties.

Slike materialer er vel kjent innen faget. Mange av disse vil bli illustrert i det etterfølgende. Blåhvite smykke-stener fremstilles f.eks. hvis bor alene, eller spesielt kom-binert med aluminium, tilsettes som dopemiddel. Hensiktsmessig kan aluminiumet være legert med katalysator/oppløsningsmidlet. Multiple lag av carbontilførselsmateriale og katalysator/opp-løsningsmiddel kan selvsagt anvendes, hvert inneholdende ett eller flere dopemidler, gettere, kompensatorer og lignende for å gi de ønskede effekter, slik'som det vil bli forklart i det etterfølgende. I en utførelsesform kan f.eks. aluminium, titan, zirkonium eller en legering derav være i ett lag, mens nitrogen, bor eller kilder for disse kan være i et annet lag. Hvis diffusjonsbanene for elementene er av forskjellig lengde, kan farvesoner på en grei måte oppnåes i det ferdige diamant-produkt. Such materials are well known in the art. Many of these will be illustrated in what follows. Bluish-white jewelery stones are produced e.g. if boron alone, or especially combined with aluminium, is added as a doping agent. Appropriately, the aluminum can be alloyed with the catalyst/solvent. Multiple layers of carbon supply material and catalyst/solvent can of course be used, each containing one or more dopants, getters, compensators and the like to produce the desired effects, as will be explained in the following. In one embodiment, e.g. aluminium, titanium, zirconium or an alloy thereof may be in one layer, while nitrogen, boron or sources for these may be in another layer. If the diffusion paths for the elements are of different lengths, color zones can be easily achieved in the finished diamond product.

Fortrinnsvis vil diamantkimmaterialer være en enkel krystall. Særlig foretrukket vil det være at en kubusflate av krystallen er orientert slik at den er i kontakt med bærer-laget eller massen av metallisk katalysator/oppløsningsmiddel. 1 andre foretrukne utførelsesformer kan diamantkimmaterialet også bestå av enkle krystaller anbragt adskilt fra hverandre. Preferably, diamond seed materials will be a single crystal. It would be particularly preferred that a cube face of the crystal is oriented so that it is in contact with the carrier layer or the mass of metallic catalyst/solvent. In other preferred embodiments, the diamond seed material can also consist of single crystals arranged separately from each other.

En foretrukket form av en høytrykks- og høytemperatur-apparatur i hvilken fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan ut-føres, er gjenstand for det tidligere angitte US patentskrift 2 941 248 og er skjematisk vist i fig. 1. A preferred form of a high-pressure and high-temperature apparatus in which the method according to the invention can be carried out is the subject of the previously indicated US patent document 2 941 248 and is schematically shown in fig. 1.

I fig. 1 innbefatter apparaturen 10 et par av cemen-terte wolframcarbidstempler 11 og 11' og et mellomliggende belte eller kokillestykke 12 av samme materiale. Kokillestykket 12 avgrenser en sentralt lokalisért spalte og avgrenser i kombinasjon med stemplene 11, 11' to ringformede volumer. Mellom stempel 11 og kokillen 12 og mellom stempel 11' og kokillen 12 In fig. 1, the apparatus 10 includes a pair of cemented tungsten carbide stamps 11 and 11' and an intermediate belt or mold piece 12 of the same material. The die piece 12 delimits a centrally located gap and, in combination with the pistons 11, 11', delimits two annular volumes. Between piston 11 and mold 12 and between piston 11' and mold 12

er det innbefattet pakningsrør/isolasjonsstykker 13, 13', hvor hver omfatter et par av termi.sk. isolerende og elektrisk ikke-ledende pyrofyllitstykker 14 og 16 og en mellomliggende metall-pakning 17. Hvert stempel bærer en endedekselmontasje som innbefatter en pyrofyllitplugg eller skive 23 omgitt av en elektrisk ledende ring 24. De ovenfor angitte montasjer 13, 13sammen med endemontasjene 19, 19' og elektrisk ledende metallendeskiver 21, 21' tjener til å avgrense volumet 22 som opptas av reaksjonskaret 30. are included packing tubes/insulation pieces 13, 13', each comprising a pair of thermal insulating and electrically non-conductive pieces of pyrophyllite 14 and 16 and an intermediate metal gasket 17. Each piston carries an end cap assembly which includes a pyrophyllite plug or disc 23 surrounded by an electrically conductive ring 24. The above assemblies 13, 13 together with the end assemblies 19, 19 ' and electrically conductive metal end discs 21, 21' serve to delimit the volume 22 occupied by the reaction vessel 30.

I en første foretrukken .ut-førelsesform vil fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gjøre bruk av et kimdannelsesunder-trykkende barrierelag med minst én åpning deri. I fig. 2 er rekasjonskaret 30 av den generelle type som er beskrevet i US patentskrift 3 030 662 modifisert ved tilføyelse av stål-holderinger 31 og 32. In a first preferred embodiment, the method according to the invention will make use of a nucleation-suppressing barrier layer with at least one opening therein. In fig. 2, the reaction vessel 30 is of the general type described in US patent 3 030 662 modified by the addition of steel holders 31 and 32.

Kar 30 innbefatter en ytre hul sylinder 33 som fortrinnsvis er fremstilt av rent natriumklorid, men som kan være fremstilt av andre materialer slik som talkum. Generelle kriterier for valg av materialet for sylinder 33 er at materialet a) ikke omdannes under trykk til en hårdere og stivere tilstand, slik som ved faseomdannelse og/eller komprimering og Vessel 30 includes an outer hollow cylinder 33 which is preferably made of pure sodium chloride, but which may be made of other materials such as talc. General criteria for choosing the material for cylinder 33 are that the material a) does not transform under pressure into a harder and stiffer state, such as by phase transformation and/or compression and

b) er hovedsakelig fri for volumendringer forårsaket av høy temperatur og høyt trykk, hvilke f.eks. finner sted med pyrofyllit og porøst aluminiumoxyd. Materialer som oppfyller disse kriterier, er beskrevet i US patentskrift 3 030 552 (spalte 1, linje 59 til spalte 2, linje 2), og slike er anvendbare for fremstilling av sylinder 33. Anbragt ko:nsentrisk innen og i umiddelbart nærhet ^v sviinder 33 er et elektrisk motstandsoppvarmningsrør 34 av grafitt. Når reaksjonskaret 30 b) is mainly free from volume changes caused by high temperature and high pressure, which e.g. takes place with pyrophyllite and porous aluminum oxide. Materials that meet these criteria are described in US Patent 3,030,552 (column 1, line 59 to column 2, line 2), and such are applicable for the production of cylinder 33. Arranged concentrically within and in the immediate vicinity of 33 is an electrical resistance heating tube 34 of graphite. When the reaction vessel 30

er anbragt i rom 22, danner oppvarmerrør 34 elektrisk kontakt mellcm endeski»^ne 21, 21', slik at varme regulerbart kan til-føres under utførelse av prosessen. Innen grafittoppvarmer- is placed in room 22, heater tube 34 forms electrical contact between the end skis 21, 21', so that heat can be supplied controllably during execution of the process. Within graphite heater-

rør 34 er det i sin tur konsentrisk anbragt en sylindrisk salt-foringsplugg 36, på hvilken det e~ anbragt en hul saltsylinder 37 med innhold. pipe 34, a cylindrical salt-lining plug 36 is in turn arranged concentrically, on which a hollow salt cylinder 37 with contents is arranged.

Operative metoder for anvendelse av både høye trykk Operative methods for the application of both high pressures

og høye temperaturer i denne apparatur er vel kjent innen faget. Den foregående beskrivelse angår utelukkende en høytrykks- and high temperatures in this apparatus are well known in the art. The preceding description relates exclusively to a high-pressure

og høytemperaturapparatur. Diverse annen apparatur som likeledes er i stand til å frembringe de nødvendige trykk og temperaturer, kan også anvendes for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Trykk, temperaturer, metalliske katalysator/ oppløsningsmidler og kalibreringsmetoder er beskrevet i de ovenfor angitte patentskrifter. and high temperature equipment. Various other apparatus which are likewise capable of producing the necessary pressures and temperatures can also be used for carrying out the method according to the invention. Pressures, temperatures, metallic catalysts/solvents and calibration methods are described in the above-mentioned patents.

I fig. 2 har bunnen av sylinder 37 innesluttet en inn-støpningsskive 38 med minst ett diamantkim 39 innstøpt deri. Angivelsen av diamantkimet er skjematisk. Som vist er kimet 39 lokalisert i en del av skiven 38 og rager ut fra overflate 40 derav i en tilstrekkelig avstand til å fremvise den eksponerte flate av kimet 39 gjennom hull 41 i det kimdannelseundertrykkende lag 42, som utgjøres av et lag av partikkelformig materiale eller en fast skive. Hull 41 er fylt med kimet, som fremviser den eksponerte øvre overflate av diamantkimmaterialet 39 (fortrinnsvis en kubusflate) i kontakt med den nedre overflate av plugg k3 av metallisk katalysator/oppløsningsmiddel In fig. 2, the bottom of cylinder 37 has enclosed an embedment disc 38 with at least one diamond seed 39 embedded therein. The indication of the diamond seed is schematic. As shown, the seed 39 is located in a portion of the disk 38 and protrudes from surface 40 thereof a sufficient distance to present the exposed surface of the seed 39 through holes 41 in the seed suppressing layer 42, which is constituted by a layer of particulate material or a solid disk. Hole 41 is filled with the seed, which presents the exposed upper surface of the diamond seed material 39 (preferably a cube face) in contact with the lower surface of plug k3 of metallic catalyst/solvent.

(fig. 3) . Tykkelsen av plugg 43 er medhj'elpende til å bestemme temperaturforskjellen som gjør seg gjeldende i cellen. Med en tykkere plugg er temperaturforskjellen større. (fig. 3) . The thickness of plug 43 is helpful in determining the temperature difference that takes effect in the cell. With a thicker plug, the temperature difference is greater.

Også lokalisert innen saltsylinder 37 er carbontilfør-selsmaterialet 44 og saltsylinder 46 anbragt over dette. Materi-alet 44 er kilden for tilførsel av carbon og kan være sammensatt av diamant eller diamant plus grafitt, eller også bare av grafitt, om så ønskes. Når grafitten er blandet med diamant opptar den ethvert tomrom. Det foretrekkes at carbontilførsels-kilden inneholder overveiende diamant for å redusere det volum-svinn som kan oppstå'under utførelse av prosessen. Ved ut-førelse av prosessen vil enhver tilstedeværende grafitt ved driftstemperatur og - trykk omdannes til diamant før den går i oppløsning i katalysator/oppløsningsmiddelmetallet. Således vil trykktap på grunn av volumforandring ved at grafitt forandres til diamant reduseres til et minimum, slik at det totale trykk forblir i det diamantstabile område ved driftstemperaturen. Also located within salt cylinder 37, the carbon supply material 44 and salt cylinder 46 are arranged above this. The material 44 is the source for supplying carbon and can be composed of diamond or diamond plus graphite, or only graphite, if desired. When graphite is mixed with diamond, it occupies any void space. It is preferred that the carbon supply source contains predominantly diamond in order to reduce the volume loss that may occur during the execution of the process. When carrying out the process, any graphite present at the operating temperature and pressure will be converted to diamond before it dissolves in the catalyst/solvent metal. Thus, pressure loss due to volume change when graphite changes to diamond will be reduced to a minimum, so that the total pressure remains in the diamond-stable range at the operating temperature.

Den vertikale dimensjon av plugg 4 3 påvirker også temperatur-gradienten . The vertical dimension of plug 4 3 also affects the temperature gradient.

Trykkoverførende deler 36, 37, 38 og 46 er fremstilt Pressure transmitting parts 36, 37, 38 and 46 are produced

av materiale som oppfyller de samme kriterier som materialet for sylinder 33. Samtlige deler 33, 36, 37, 38 og 46 er tørket i vakuum i minst 24 timer ved 100 - 200°C, f.eks. 124°C, før montering. Andre kombinasjoner av former for de trykkoverførende deler 36, 37, 38 og 46 kan selvsagt anvendes. Imidlertid er det arrangement av disse deler som er vist i fig. 2, funnet å være mest hensiktsmessig å fremstille og montere. Eksempelvis kan det være enklere å fremstille sylinder 37 tilstrekkelig lang nok til å inneslutte elementer 38, 42, 43 og 44, i hvilket tilfel]e element 44 vil være fremstilt med en tilstrekkelig stor diameter til å ligge tett an mot oppvarmerrør 34. of material that meets the same criteria as the material for cylinder 33. All parts 33, 36, 37, 38 and 46 are dried in vacuum for at least 24 hours at 100 - 200°C, e.g. 124°C, before assembly. Other combinations of shapes for the pressure transmitting parts 36, 37, 38 and 46 can of course be used. However, it is the arrangement of these parts that is shown in fig. 2, found to be most convenient to manufacture and assemble. For example, it may be easier to produce cylinder 37 sufficiently long enough to enclose elements 38, 42, 43 and 44, in which case element 44 will be produced with a sufficiently large diameter to lie close to heater tube 34.

Det kimdannelseundertrykkende barrierelag 42 er sammensatt av et materiale forskjellig fra den anvendte katalysator/ oppløsningsmiddel og er valgt fra gruppen bestående av kobolt, jern, mangan, titan, krom, wolfram, vanadium, niob, tantal, zirkonium, legeringer av disse metaller, naturlig glimmer, polykrystallinsk aluminiumoxyd med høy tetthet, pulverformig aluminiumoxyd, kvarts, silikaglass, hexagonale bornitridkrystaller, kubiske bornitridkrystaller, bornitridkrystaller av wurtzitstruktur og silikoncarbid beskyttet med ett av metallene i platinafamilien. Silikoncarbidpartikler er fortrinnsvis blandet med et inert materiale, slik som natriumklorid, og formet som en fast skive med den øvre overflate derav i kontakt med undersiden av plugg 4 3 dekket med et tynt lag av ett av metallene i platinagruppen. Tykkelsen av det kimdannelseundertrykkende barrierelag 42 vil variere fra 2,5um til 254 pm. Det naturlige glimmer, f.eks. muscovit, bør først oppvarmes til ca. 800°C i 12 - 15 timer. Den foretrukne tykkelse av glimmer er 50,8 - The nucleation suppressing barrier layer 42 is composed of a material different from the catalyst/solvent used and is selected from the group consisting of cobalt, iron, manganese, titanium, chromium, tungsten, vanadium, niobium, tantalum, zirconium, alloys of these metals, natural mica , high density polycrystalline alumina, powdered alumina, quartz, silica glass, hexagonal boron nitride crystals, cubic boron nitride crystals, wurtzite structure boron nitride crystals and silicon carbide protected with one of the platinum family metals. Silicon carbide particles are preferably mixed with an inert material, such as sodium chloride, and shaped as a solid disk with the upper surface thereof in contact with the underside of plug 4 3 covered with a thin layer of one of the platinum group metals. The thickness of the nucleation suppressing barrier layer 42 will vary from 2.5 µm to 254 µm. The natural glitter, e.g. muscovite, should first be heated to approx. 800°C for 12 - 15 hours. The preferred thickness of mica is 50.8 -

76,2 pm. 76.2 pm.

Tilstrekkelig av overflaten av undersiden av katalysator/oppløsningsm^ddelpluggen 43 er dekket med barrierelag 42 til å tilveiebi-inge et miljø omkring kimet 39 som under-trykker spontan diamantkimdannelse i en betydelig avstand rundt diamantkimet 39. Fortrinnsvis er hele undersiden av plugg 4 3 dekket av barriereiaget 42, men hvis mindre enn hele overflaten er dekket, bør laget 42 strekke seg over minst 50% større avstand i alle retninger fra kimet enn den laterale vekst-dimensjon som er ønsket for diamanten. Hvis barriereiaget 42 Sufficient of the surface of the underside of the catalyst/solvent plug 43 is covered with barrier layer 42 to provide an environment around the seed 39 that suppresses spontaneous diamond nucleation for a considerable distance around the diamond seed 39. Preferably, the entire underside of the plug 43 is covered. of the barrier layer 42, but if less than the entire surface is covered, the layer 42 should extend at least 50% greater distance in all directions from the seed than the lateral growth dimension desired for the diamond. If the barrier 42

er fremstilt av et av de ovenfor angitte metallmaterialer, is made from one of the above-mentioned metal materials,

må noe rom foreligge mellom diamantkim 39 og veggen av hull 41 there must be some space between the diamond core 39 and the wall of the hole 41

i hvilket materialet av skive 38 vil strekke seg. Dette forhold er vist klarere i fig. 3. I metallskiven er forholdet mellom diameteren og hullet og den største dimensjon av kimet innen området 1,5:1 til 5:1 når hull 41 er beregnet på in which the material of disk 38 will extend. This relationship is shown more clearly in fig. 3. In the metal disc, the ratio between the diameter and the hole and the largest dimension of the seed is within the range 1.5:1 to 5:1 when hole 41 is calculated for

å omgi kimet. to surround the germ.

Den eksakte mekanisme (eventuelt mekanismer) hvorved skivene eller lagene av disse diamantkimdannelse-undertrykkende The exact mechanism (possibly mechanisms) by which the discs or layers of these diamond nucleation-suppressing

materialer lokalisert på den beskrevne måte virker til å redusere eller eliminere diamantkimdannelse i umiddelbar nærhet av diamantkimet 39, er ikke kjent med sikkerhet. Imidlertid er det funnet at på denne måte kan diamantkimdannelse holdes tilbake i det minste inntil kimveksten blir relativt stor, velformet og istand til å motta den fulle carbonstrøm som tilføres under drift ved materials located in the described manner act to reduce or eliminate diamond nucleation in the immediate vicinity of the diamond nucleation 39, is not known with certainty. However, it has been found that in this way diamond nucleation can be held back at least until the nucleation becomes relatively large, well-formed and able to receive the full carbon flow supplied during operation by

temperaturforskjeller ved hvilke uekte diamantkimdannelse førte til en sammenklumpet masse av diamantvekst i identiske sys-temer uten den kimdannelseundertrykkende skive. temperature differences at which spurious diamond nucleation led to a clumped mass of diamond growth in identical systems without the nucleation-suppressing disk.

Som vist i fig. 4 rager den voksende nye diamant inn As shown in fig. 4, the growing new diamond protrudes

i bad 4 3 (fig. 4 er tegnet for et arrangement i hvilket barriereiaget 42 oppløses av katalysator/oppløsningsmiddel-metallet) ettersom den vokser. Etter avslutning av forsøket og reduksjon av temperatur og trykk for å tillate fjerning av reaksjonskaret 30 løsgjøres lett den nye diamantvekst innstøpt i det nå stivnede metalliske katalysator/oppløsningsmiddel •• 43 fra kimstedet. De således fremstilte diamanter fjernes lett ved oppbrytning av massen 43. Enhver fordypning eller overflateruhet kan deretter poleres vekk. in bath 4 3 (Fig. 4 is the drawing of an arrangement in which the barrier layer 42 is dissolved by the catalyst/solvent metal) as it grows. After completion of the experiment and reduction of temperature and pressure to allow removal of the reaction vessel 30, the new diamond growth embedded in the now solidified metallic catalyst/solvent •• 43 is easily detached from the nucleation site. The diamonds produced in this way are easily removed by breaking up the mass 43. Any indentation or surface roughness can then be polished away.

Fremgangsmåter utført i slik apparatur er illustrert Procedures carried out in such apparatus are illustrated

i eksempler 1 - 5. in examples 1 - 5.

I en annen foretrukken utførelsesform vil fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ajøre bruk av en kimdannelseundertrykkende barriere med minst én åpning deri, og det vil foreligge minst én liten ansamling av katalysator/oppløsningsmiddel som strekker seg gjennom åpningen for å sammenkoble massen av katalysator/oppløsningsmiddel med et rom som inneholder diamantkimmaterialet. I fig. 5 har reaksjonskaret mange kon-struksjonstrekk felles med dem som er beskrevet under henvisning til fig. 2. De operative metoder er også de samme. I den etter-følgende beskrivelse har elementer svarende til de tidligere beskrevne de tilsvarende nummerangivelser. In another preferred embodiment, the method of the invention will employ a nucleation suppression barrier having at least one opening therein, and there will be at least one small accumulation of catalyst/solvent extending through the opening to interconnect the mass of catalyst/solvent with a space which contains the diamond seed material. In fig. 5, the reaction vessel has many structural features in common with those described with reference to fig. 2. The operative methods are also the same. In the following description, elements corresponding to those previously described have the corresponding number indications.

I fig. 5 er et kimdannelseundertrykkende barrierelag In fig. 5 is a nucleation-suppressing barrier layer

42 anbragt i kontakt med bunnen av masse 43 av metallisk katalysator/oppløsningsmiddel og mellom masse 43 og skive 38. 42 placed in contact with the bottom of mass 43 of metallic catalyst/solvent and between mass 43 and disk 38.

En tagg 43' av masse 43 rager gjennom hull 41 i lag 42 inn i skive 38 for å skape kontakt med en eksponert flate (fortrinnsvis kubusflaten) av diamantkim 39. Kimet 39 er innstøpt i skiven 38 nedenfor hovedoverflaten av skiven med en flate eksponert gjennom hull 38' i hovedoverflaten. A tag 43' of mass 43 projects through hole 41 in layer 42 into disk 38 to make contact with an exposed surface (preferably the cube face) of diamond seed 39. The seed 39 is embedded in disk 38 below the main surface of the disk with a surface exposed through hole 38' in main surface.

Mer enn én slik tagg 43' kan anvendes om ønsket, i hvilket tilfelle et separat kim vil være tilveiebragt for hver tagg 43'. Fortrinnsvis er hullene 38' og 41 koaksiale og med samme diameter. Denne anordning av delene kan best sees i fig. 6. More than one such tag 43' can be used if desired, in which case a separate seed will be provided for each tag 43'. Preferably, the holes 38' and 41 are coaxial and of the same diameter. This arrangement of the parts can best be seen in fig. 6.

Temperaturforskjellen mellom den varme del av cellen (omtrent halvveis opp cellens høyde) og diamantlommen er fortrinnsvis i et område på 20 - 30°C. Denne forskjell avhenger av konstruksjonen av cellen, f.eks. dybden og lokaliseringen av massen av metallisk katalysator/oppløsningsmiddel, den differensielle resistans i oppvarmerrøret, den termiske ledningsevne av endeskivene, etc. Således er tykkelsen og den vertikale plassering av plugg 43 medhjelpende til å besteiiuue temperaturforskjellen som råder i reaksjonskaret. Med en tykkere masse av katalysator/oppløsningsmiddel er temperaturforskjellen større. The temperature difference between the hot part of the cell (approximately halfway up the height of the cell) and the diamond pocket is preferably in a range of 20 - 30°C. This difference depends on the construction of the cell, e.g. the depth and location of the mass of metallic catalyst/solvent, the differential resistance in the heater tube, the thermal conductivity of the end discs, etc. Thus, the thickness and vertical placement of plug 43 help to determine the temperature difference that prevails in the reaction vessel. With a thicker mass of catalyst/solvent, the temperature difference is greater.

Reaksjonskarkonstruksjonen vist i fig. 5 og 6 virker samtidig både til å undertrykke spontan diamantkimdannelse og til å redusere sprekkmengden i hovedlegemet av diamant fremstilt ut fra et diamantkim. De d.mensjonsmessige kriterier for laget eller skiven 42 er de samme som tidligere beskrevet, med unntak av at taggen 43' ikke er dekket av lag 42. Hvis skiven 42 i den konstruksjon som er vist i fig. 5 og 6, er fremstilt av en av de tidligere angitte metallmaterialer, må det være rom mellom diamantkimet 39 og den narimeste del av skiven 42, og materialet i skive 38 vri rage inn i dette rom. The reaction vessel construction shown in fig. 5 and 6 act simultaneously both to suppress spontaneous diamond seed formation and to reduce the amount of cracks in the main body of diamond produced from a diamond seed. The dimensional criteria for the layer or disk 42 are the same as previously described, with the exception that the tag 43' is not covered by layer 42. If the disk 42 in the construction shown in fig. 5 and 6, is made of one of the previously stated metal materials, there must be space between the diamond core 39 and the innermost part of the disk 42, and the material in the disk 38 protrudes into this space.

Forsøk med forskjellige reaksjonskarkonstruksjoner har fastslått glimrende kimdannelseundertrykkende egenskaper av kobolt og naturlig glimmer og brukbare kimdannelseundertrykkende egenskaper av wolfram. På samme .uåte er det funnet at syntetisk glimmer, platina og nikkel (såvel som molybden, se eksempel 6) ikke er anvendbare som kimdannelseundertrykkende rnaterialer. Experiments with various reaction vessel designs have established excellent nucleation-suppressing properties of cobalt and natural mica and useful nucleation-suppressing properties of tungsten. In the same vein, it has been found that synthetic mica, platinum and nickel (as well as molybdenum, see Example 6) are not useful as nucleation suppressing materials.

Med hensyn til vekstfeil, er det funnet at ved å plassere det lille fremspring eller ansamling av katalysator/ oppløsningsmiddelmetal1 43' i kontakt med diamantkimmaterialet, vil begynnelsesvekstfeil oppsamles i dette lille fremspring. På det tidspunkt hvor diamantveksten er kommet frem gjennom taggen 43' og har nådd hovedansamlingen av katalysator/ oppløsningsmiddelmetal1 43, er det riktige vekstmønster etablert,og feilfri (eller hovedsakelig feilfri) vekst finner sted fra dette punkt ettersom den kontinuerlig økende vekst blir større og rager inn i forrådet 43. With regard to growth defects, it has been found that by placing the small protrusion or accumulation of catalyst/solvent metal 1 43' in contact with the diamond seed material, initial growth defects will accumulate in this small protrusion. By the time the diamond growth has advanced through the tag 43' and has reached the main accumulation of catalyst/solvent metal 1 43, the correct growth pattern is established, and faultless (or substantially faultless) growth takes place from this point as the continuously increasing growth becomes larger and protrudes into storage 43.

Hvis taggen 43' er utformet som en sirkulær sylinder, vil diameteren derav være i området fra større enn 0,508 mm til 2,54 mm. For tagger fremstilt i andre utformninger bør tverrsnittarealet på tvers av reaksjonskarets 30 akse ved en viss lokalisering langs taggen være ekvivalent med et sirku-lært tverrsnitt med en diameter i området fra større enn 0,508 mm til 2,54 mm. Når sylindriske tagger med diameter større enn 0,762 mm anvendes, vil et fremspring av diamant fast festet til den nye diamantvekst utvikles fra taggen. Dette fremspring inneholder begynnelsesvekstfeil og vil bli slipt vekk ved omdannelse av den nye diamantvekst til den ønskede form, f.eks. en smykkeform. If the tag 43' is formed as a circular cylinder, the diameter thereof will be in the range of greater than 0.508 mm to 2.54 mm. For tags produced in other designs, the cross-sectional area across the axis of the reaction vessel 30 at a certain location along the tag should be equivalent to a circular cross-section with a diameter in the range from greater than 0.508 mm to 2.54 mm. When cylindrical tags with a diameter greater than 0.762 mm are used, a protrusion of diamond firmly attached to the new diamond growth will develop from the tag. This protrusion contains initial growth defects and will be ground away when the new diamond growth is transformed into the desired shape, e.g. a form of jewelry.

Høyden (fra kim 39 til masse 43) av taggen 43' skal være i området fra 0,76 mm til 1,52 mm. Som et eksempel på en ikke-sylindrisk tagg, kan tagg 43' være konisk med toppunktet derav i kontakt med kim 39. Tagg 43' behøver ellers ikke være i ett med masse 4 3, men kan opprinnelig være en separat masse-del og gi direkte kontakt dermed, så lenge den er fremstilt av, eller inneholder en tilstrekkelig mengde katalysator/opp-løsningsmiddel. F.eks. kan en bit av metallisk katalysator/ oppløsningsmiddel som forbinder massen 43 og kimet 39,ha form av en kubus, kule eller annen form fremstilt av nikkel eller bestemte nikkel-jern-legeringer, forutsatt at en stor nok kimdiamant anvendes for å overleve tap av carbon til biten. Katalysator/oppløsningsmidlet som en slik separat tagg 43' utgjør (eller som kulen inneholder) i en gitt reaksjonskarkonstruksjon, skal ha et smeltepunkt, når det er i kontakt med diamanten, som er høyere enn smeltepunktet av massen av katalysator/oppløsningsmiddelmetal1 43 når dette'er kon- The height (from seed 39 to mass 43) of tag 43' should be in the range of 0.76 mm to 1.52 mm. As an example of a non-cylindrical tag, tag 43' may be conical with the apex thereof in contact with core 39. Tag 43' otherwise need not be integral with mass 43, but may originally be a separate mass part and provide direct contact with it, as long as it is made from, or contains a sufficient amount of catalyst/solvent. E.g. A piece of metallic catalyst/solvent connecting the mass 43 and the seed 39 may be in the form of a cube, sphere or other shape made of nickel or certain nickel-iron alloys, provided a large enough seed diamond is used to survive loss of carbon to the bite. The catalyst/solvent which such separate tag 43' constitutes (or which the sphere contains) in a given reaction vessel construction must have a melting point, when in contact with the diamond, which is higher than the melting point of the mass of catalyst/solvent metal1 43 when this' is con-

takt med diamanten. beat with the diamond.

På grunn av taggens 43' evne til å samle begynnelsesvekstfeil, kan, hvis en stor nok kimdiamant anvendes, noe etsing av diamanten av taggmetallet tolereres i bytte med den tidsgevinst som oppnåes med denne konstruksjon. Prosesser utført i en slik apparatur er illustrert i eksempel 7. Due to the ability of the tag 43' to collect initial growth defects, if a large enough seed diamond is used, some etching of the diamond by the tag metal can be tolerated in exchange for the time gain achieved with this design. Processes carried out in such an apparatus are illustrated in example 7.

I en tredje foretrukket utførelsesform vil reaksjonskaret og prosessen innbefatte en åpning i det kimdannelse-undertrykkende barrierelag tilpasset til å omfatte en begrenset diamantvekstbane som løper gjennom barrieren og sammenbinder massen av katalysator/oppløsningsmiddel med et rom inneholdende diamantkimmaterialet. I fig. 7 er reaksjonskaret 30 av den generelle type og konstruksjon som er beskrevet ovenfor. De operative metoder for påføring både av høyt trykk og høy temperatur er beskrevet ovenfor. In a third preferred embodiment, the reaction vessel and process will include an opening in the nucleation-suppressing barrier layer adapted to include a limited diamond growth path that runs through the barrier and connects the mass of catalyst/solvent with a space containing the diamond seed material. In fig. 7, the reaction vessel 30 is of the general type and construction described above. The operational methods for applying both high pressure and high temperature are described above.

I figurene 7 og 8 er en saltplugg 38 inneholdende en lomme 39' med diamantkrystaller (eller én enkelt diamant om ønsket) anbragt innen saithylse 37 hvilende på saltplugg 36. Direkte ovenfor er det anbragt en inert barriereskive 42 med i det min.te én fin tråd løpende gjennom denne, med den nedre ende i kontakt med lommen 39' med diamantkrystaller og den øvre ende i kontakt med den nedre overflate av hovedkatalysator/oppløsnings massen 43 for å tjene som den begrensede diamantvekstbane. Den inerte barriereskive 42 er fremstilt av et materiale som er ulø-selig i smeltet katalysator/oppløsningsmiddel, fortrinnsvis av natriumklorid. Denne skive kar. imidlertid være fremstilt av CaF2 (forutsatt at tilstøtende reaksjonskarkomponenter er fremstilt av materialer som er forlikelige med dette) , tungt smeltelige oxyder,slik sor.i A1203, MgO, Zr02, CaO, Si02, Th02 og BeO, f.eks. naturlig glimmer, høytsmeltende -silicatglass (f.eks. borsilicat) som ikke reduseres av varmt carbon, porselen eller silicater (f .eks. MgSiO-j eller pyrofyllit oppvarmet ved 750° C for å av-drive vann). Tykkelsen av skiven 4 2 skal være i området fra 0,254 mm til 0,762 mm. In Figures 7 and 8, a salt plug 38 containing a pocket 39' with diamond crystals (or a single diamond if desired) is placed within the said sleeve 37 resting on the salt plug 36. Directly above is placed an inert barrier disc 42 with at least one fine wire running through this, with the lower end in contact with the pocket 39' of diamond crystals and the upper end in contact with the lower surface of the main catalyst/dissolution mass 43 to serve as the limited diamond growth path. The inert barrier disc 42 is made of a material which is insoluble in molten catalyst/solvent, preferably of sodium chloride. This slice vessel. however, be made of CaF2 (provided that adjacent reaction vessel components are made of materials compatible with this), poorly fusible oxides, such as Al2O3, MgO, ZrO2, CaO, SiO2, Th02 and BeO, e.g. natural mica, high-melting silicate glass (eg borosilicate) which is not reduced by hot carbon, porcelain or silicates (eg MgSiO-j or pyrophyllite heated at 750° C to drive off water). The thickness of the disc 4 2 should be in the range from 0.254 mm to 0.762 mm.

Tråder 47, 48 slik som vist i fig. 8 eller hull 49, 50 som vist i fig. 9 kan strekke seg rett gjennom skiven 42. De kan ha en sik-sak-konfigurasjon eller være anordnet i en annen retning enn den perpendikulære. I denne utførelsesform som er vist r fig. 8,har trådene 47, 4 8 fortrinnsvis en diameter varierende fra 0,0254 til 0,508 mm (eller ekvivalent tverrsnitt for ikke-sirkulære tråder) og, når det lar seg gjøre, er disse støpt i pluggen. Den øvre (varmere) ende av trådene 47, 48 må være i kontakt med metallisk katalysator/oppløsningsmiddel 43, og den kaldere ende av tråden må berøre diamanten i lommen 39' (eller grafitten i lomme 39' som omdannes til diamant). Threads 47, 48 as shown in fig. 8 or holes 49, 50 as shown in fig. 9 may extend straight through the disc 42. They may have a zig-zag configuration or be arranged in a direction other than the perpendicular. In this embodiment shown in fig. 8, the threads 47, 48 preferably have a diameter varying from 0.0254 to 0.508 mm (or equivalent cross-section for non-circular threads) and, when possible, these are molded into the plug. The upper (hotter) end of the wires 47, 48 must be in contact with metallic catalyst/solvent 43, and the colder end of the wire must touch the diamond in pocket 39' (or the graphite in pocket 39' which is converted to diamond).

Lomme 39' vil inneholde minst én diamantkrystall og Pocket 39' will contain at least one diamond crystal and

kan inneholde så meget som 30 vekt% grafitt. Det foretrekkes å ha en liten konsentrasjon av katalysator/oppløsningsmiddel-metall lokalisert i lomme 39' for å nedsette enhver erosjon av trådene, slik som trådene 47, 48. Dette metall kan foreligge som en skive anbragt mellom innholdet i lomme 39' og endene av trådene. Mengden av katalysator/oppløsningsmiddel-metall som anvendes kan variere fra 10 - 50 vekt% når dette anvendes. can contain as much as 30% by weight graphite. It is preferred to have a small concentration of catalyst/solvent metal located in pocket 39' to slow down any erosion of the strands, such as strands 47, 48. This metal may be present as a disc placed between the contents of pocket 39' and the ends of the threads. The amount of catalyst/solvent metal used can vary from 10 - 50% by weight when this is used.

Diamantvekstbanene er fremstilt av (eller, når det gjelder hullene 49, 50, er fylt med) et katalysator/oppløsnings-middelmetall som har et smeltepunkt i kontakt med diamant som er sammenlignbart med smeltepunktet til katalysator/oppløsnings-middelmassen 43 i kontakt med diamanten. En enkelt eller flere diamantvekstbaner kan være anordnet avhengig av størrelsen av katalysator/oppløsningsmiddel—badet og størrelsen av den ønskede diamant. The diamond growth paths are made of (or, in the case of the holes 49, 50, are filled with) a catalyst/solvent metal having a melting point in contact with the diamond comparable to the melting point of the catalyst/solvent mass 43 in contact with the diamond. A single or multiple diamond growth paths may be provided depending on the size of the catalyst/solvent bath and the size of the desired diamond.

Når driftstrykk og temperatur nåes, smelter det metalliske katalysator/oppløsningsmiddel 43 i kontakt med diamant i carbontilførselskilden 44 først. Smeltingen forløper fra toppen og nedover. Enhver grafitt i masse 44 av næringsmedium omdannes til diamant, og diamant oppløses i katalysator/opp-løsningsmidlet. Trådene 47, 48 smelter, og carbonrikt smeltet katalysator/oppløsningsmiddel bringes i en strømningsforbindelse med diamantlommen 39' , og carbonet begynner å komme ut av løsnin-gen som diamant under anvendelse av diamantoverflaten i kontakt med den kaldere ende av de smeltede "tråder" 47, 4 8 som av-setningsflate. Diamantveksten forløper opp gjennom de smeltede When operating pressure and temperature are reached, the metallic catalyst/solvent 43 in contact with diamond in the carbon supply source 44 melts first. Melting proceeds from the top downwards. Any graphite in mass 44 of nutrient medium is converted to diamond, and diamond dissolves in the catalyst/solvent. The wires 47, 48 melt and the carbon-rich molten catalyst/solvent is brought into flow communication with the diamond pocket 39' and the carbon begins to come out of solution as diamond using the diamond surface in contact with the colder end of the molten "wires" 47 , 4 8 as deposition surface. Diamond growth proceeds up through the molten

tråder 47, 48 til katalysator/oppløsningsmiddelmetallbad 43, wires 47, 48 to catalyst/solvent metal bath 43,

idet hver tråd ved sin øvre ende oppviser et separat kim som initierer den store krystallvekst som så strekker seg irin i bad 43. Størrelsen som de store krystaller (ikke vist) vil utvikles til, avhenger av det tilgjengelige volum i badet 43 with each thread at its upper end exhibiting a separate seed which initiates the large crystal growth which then extends into the bath 43. The size to which the large crystals (not shown) will develop depends on the available volume in the bath 43

for forstørrelsen og prosessens varighet. Hvis mer enn én stor krystall fremstilles, bør forsøket avsluttes før kolli- for the magnification and the duration of the process. If more than one large crystal is produced, the experiment should be terminated before colli-

sjon oppstår mellom de voksende krystaller. tion occurs between the growing crystals.

Når det gjelder den utførelsesform som er vist i fig. In the case of the embodiment shown in fig.

9, anvendes åpne Kanaler 49, 50 med diametere i samme område som tråder 47, 48 istedenfor trådene som vist i fig. 8. Driften er hovedsakelig den samme, idet kanalene ved driftstemperatur og trykk (hvis et sterkt materiale slik som naturlig glimmer anvende0) vil forbli tilstrekkelige åpne•til å tilveiebringe passasje av smeltet katalysator/oppløsningsmiddel 43 til ,diamantlommen39: . Dette således anbragte . katalysator/oppløsnings-middel skaper smeltede "tråder" in situ(som muliggjør trans-port av carbon til den kalde ende, hvorved diamantvekst kan initieres og forløpe opp gjennom kanalene 49, 50 til den øvre side av skive 42' og derved tilveiebringe ett enkelt kim for hvert hull eller hver kanal. 9, open channels 49, 50 with diameters in the same range as threads 47, 48 are used instead of the threads as shown in fig. 8. Operation is substantially the same in that at operating temperature and pressure the channels (if a strong material such as natural mica is used) will remain sufficiently open to provide passage of molten catalyst/solvent 43 to the diamond pocket 39: . This thus placed . catalyst/solvent creates molten "threads" in situ (which enable transport of carbon to the cold end, whereby diamond growth can be initiated and proceed up through channels 49, 50 to the upper side of disc 42' thereby providing a single kim for each hole or channel.

Diamantvekstbanene (trådene 47, 48 eller hullene 49, The diamond growth paths (threads 47, 48 or holes 49,

50) holder seg som la.ge tynne tråder av diamant, eller di^mant-hår. Etter avslutning av forsøket og reduksjon av temperatur og trykk for å muliggjøre fjerning av reaksjonskaret 30 kan den nye diamantvekst innstøpt i det stivnede metalliske katalysator/ oppløsningsiniddel 43 lett fjernes ved å bryte opp massen 43. Om ønsket kan diamanttrådene gjenvinnes ved oppløsning av salt-skiven 38. 50) stays like la.ge thin threads of diamond, or diamond hair. After completion of the experiment and reduction of temperature and pressure to enable the removal of the reaction vessel 30, the new diamond growth embedded in the solidified metallic catalyst/dissolving part 43 can be easily removed by breaking up the mass 43. If desired, the diamond threads can be recovered by dissolving the salt disk 38.

Under dckomprimeringen brytes vanligvis forbindelsen mellom diamanttråden i hver vekstbane og den diamant som er dannet fra kimet (. tilsynelatende på grunn av konsentrasjonen av spenning på dette punkt. Avhengig av tverrsnittsarealet av vekstbanen vil en viss mengde av den nye vekst brytes uten å etter-late noen ru,innskåret flata.jo mindre tverrsnitsarealet til vekstbanen er, jo grunnere vil dybden av den avbrukne del være. Når det gjelder diamanter av smykkekvalitet må denne skade sli-pes glatt og minimal skade av denne type vil gi polerte smykker med stor størrelse. En maksimaldiameter på 0,508 mm (eller ekvivalént tverrsnittsareal) av hver vekstbane muliggjør både anvendelse av flere kim i lommen 39' (samtidig som det sikres eksponering av ett enkelt adskilt kim for massen 43 via hver vekstbane) og reduserer den ovenfor angitte skade til et minimum. During dccompression, the connection between the diamond wire in each growth path and the diamond formed from the seed is usually broken (apparently due to the concentration of stress at this point. Depending on the cross-sectional area of the growth path, a certain amount of the new growth will break without leaving some rough, incised flata. the smaller the cross-sectional area of the growth path, the shallower the depth of the worn portion will be. In the case of jewelry-grade diamonds, this damage must be ground smooth and minimal damage of this type will produce polished jewelry of large size. A maximum diameter of 0.508 mm (or equivalent cross-sectional area) of each growth path enables both the use of multiple seeds in the pocket 39' (while ensuring exposure of a single separated seed to the mass 43 via each growth path) and minimizes the above damage .

Mislykket diamantvekst skyldes i mange tilfeller dårlig cellemontering, hvorved forskyvning av trådene oppstår, slik at det ikke dannes kontakt med innholdet i lommen 39'. Unsuccessful diamond growth is in many cases due to poor cell assembly, whereby displacement of the threads occurs, so that no contact is made with the contents of the pocket 39'.

Dannelse av diamantmaterialer i henhold til dette foretrukne trekk ved oppfinnelsen er illustrert i eksemplene 8 - 16. Formation of diamond materials according to this preferred feature of the invention is illustrated in Examples 8-16.

I en fjerde foretrukken utførelsesform innbefatter apparaturen en isolasjonsbarriere med et smeltepunkt når det er i kontakt med diamant, som er høyere enn smeltepunktet for massen av katalysator/oppløsningsmiddel når massen er mettet med oppløst carbon. I fig. 10 er reaksjonskaret 30 av den generelle type og konstruksjon som er beskrevet nedenfor. Operative metoder for påføring av høyt trykk og høy temperatur i denne apparatur er som tidligere beskrevet. In a fourth preferred embodiment, the apparatus includes an isolation barrier having a melting point when in contact with diamond, which is higher than the melting point of the mass of catalyst/solvent when the mass is saturated with dissolved carbon. In fig. 10, the reaction vessel 30 is of the general type and construction described below. Operative methods for applying high pressure and high temperature in this apparatus are as previously described.

I fig. 10 omslutter bunnenden av sylinder 37 innstøp-ningsskiven 38 med minst ett diamantkim 39 innstøpt deri. Hvis flere diamantkim anvendes, vil de være anbragt på adskilte steder med et kim på hvert sted. Diamantkim er fortrinnsvis 1/4 til 1/2 cm i størrelse og har en terningflate , men diamant kan krystalliseres fra enhver flate. Fortrinnsvis er hele undersiden av plugg 43 metallisk katalysator/oppløsningsmiddel dekket med anordningen for å undertrykke diamantkimdannelse over et på forhånd valgt område (f.eks. skive eller lag 42) unntatt eventuelt for et hull derigjennom, slik som vist i fig..12 - 16.. In fig. 10, the bottom end of cylinder 37 encloses the embedment disc 38 with at least one diamond seed 39 embedded therein. If multiple diamond seeds are used, they will be placed in separate locations with one seed at each location. Diamond seeds are preferably 1/4 to 1/2 cm in size and have a cube face, but diamond can crystallize from any face. Preferably, the entire underside of plug 43 is metallic catalyst/solvent covered with the device for suppressing diamond nucleation over a preselected area (e.g. disc or layer 42) except possibly for a hole therethrough, as shown in Fig. 12 - 16..

Isolasjonsanordningen 51 er til å begynne med anbragt mellom diamantkimet 39 og katalysator/oppløsningsmidlet for å forhindre for tidlig kontakt mellom disse, hvilket ville kunne føre til oppløsning (delvis eller fullstendig) av kimet 39. Den øvre overflate av diamantkimmaterialet 39 bør være orientert med en velformet flate, f.eks. en terningflate i kontakt med undersiden av skive 51. The isolation device 51 is initially placed between the diamond seed 39 and the catalyst/solvent to prevent premature contact between them, which could lead to dissolution (partial or complete) of the seed 39. The upper surface of the diamond seed material 39 should be oriented with a well-shaped surface, e.g. a cube surface in contact with the underside of disc 51.

Kimisolasjonsskive (barrierelag) 51 er fortrinnsvis fremstilt av platina, men kan være fremstilt av et metall valgt fra et hvilket som helst av metallene i gruppen bestående av platina, molybden, titan, tantal, wolfram, iridium, osmium, rhodium, palladium, vanadium, ruthenium, krom, hafnium, rhenium niob og zirkonium og legeringer av disse metaller. Ved å forhindre skade på den eksponerte kimflate forhindrer isolasjonen eller barrieremetallet at diamantvekst finner sted fra mer enn ett sted på kimflaten. Når en slik beskyttelse ikke er tilveiebragt, finner erosjon på diamantkimmaterialet sted. Tar man i betraktning et gitt diamantkim kan erosjonen enten fullstendig eller delvis ødelegge kimet. I det tidligere tilfelle kan diamantkimdannelse finne sted ved adskilte steder ved undersiden av katalysator/oppløsningsmiddelmassen, og i det sistnevnte tilfelle vil diamantvekst vanligvis forløpe fra forskjellige steder på det eroderte kim. Diamantveksten blir i hvert tilfelle lidende under mangel på koordinasjon mellom de multiple vekstdannelser, og det utvikles mange feil ved grenseflatene når disse separate vekstdannelser møtes. Chemical insulating disc (barrier layer) 51 is preferably made of platinum, but may be made of a metal selected from any of the metals in the group consisting of platinum, molybdenum, titanium, tantalum, tungsten, iridium, osmium, rhodium, palladium, vanadium, ruthenium, chromium, hafnium, rhenium niobium and zirconium and alloys of these metals. By preventing damage to the exposed seed surface, the insulation or barrier metal prevents diamond growth from occurring from more than one location on the seed surface. When such protection is not provided, erosion of the diamond seed material takes place. Considering a given diamond seed, the erosion can either completely or partially destroy the seed. In the former case, diamond nucleation may take place at separate locations on the underside of the catalyst/solvent mass, and in the latter case, diamond growth will usually proceed from different locations on the eroded seed. In each case, the diamond growth suffers from a lack of coordination between the multiple growth formations, and many faults develop at the interfaces when these separate growth formations meet.

I enhver gitt reaksjonskarkonstruksjon anvendes forskjellige metaller fes hvert av (a) katalysator/oppløsnings-midlet, (b) barriereiaget og (c) det kimdannelseundertrykkende lag. Det kimdannelseundertrykkende lag 42 er sammensatt av de ovenfor angitte materialer. Når skive 42 er fremstilt av glimmer, polykrystallinsk aluminiumoxyd med høy tetthet, kvarts, silikaglass eller annet materiale som tilveiebringer et lag med hvilket det smeltede kataiysator/oppløsningsmiddelsystem ikke vil legere og/eller ikke kan trenge gjennom, er det nødvendig å tilveiebringe huM 41 (vist i fig. 12 - 14) gjennom skiven 42 for å skape kontakt meilom smeltet katalysator/oppløsnings-middel bad og skive 51 for sluttelig kontakt med kimet 39. Skive ' 42 kan selvsagt være utstyrt med et hull når den fremstilles In any given reaction vessel construction, different metals are used for each of (a) the catalyst/solvent, (b) the barrier layer and (c) the nucleation suppressing layer. The nucleation-suppressing layer 42 is composed of the above-mentioned materials. When disc 42 is made of mica, high-density polycrystalline aluminum oxide, quartz, silica glass, or other material that provides a layer with which the molten catalyst/solvent system will not alloy and/or cannot penetrate, it is necessary to provide huM 41 ( shown in Figs. 12 - 14) through disc 42 to create contact between the molten catalyst/solvent bath and disc 51 for final contact with seed 39. Disc '42 can of course be equipped with a hole when it is manufactured

av metall, om så ønskes. of metal, if desired.

Når det gjelder isolas jon^anordn-1 ngen for diamantkimmaterialet (skive 51), forhindres fysisk kontakt mellom katalysator/oppløsningsmiddelmetallet og diamantkimet inntil katalysator/oppløsningsmiddelmetallet 43 er smeltet og blitt mettet med carbon fra tilførselskilden. Tidsreguleringen er slik at denne carbonmetning finner sted før barrierelag 51 er oppløst i smeltet katalysator/oppløsningsmiddel. Så snart barriereiaget 51 blir oppløst i smeltet katalysator/oppløsningsmiddel, gir den avdekkede flate av diamantkim 39 vekstmønstere og ut-vikling av ny vekst kan finne sted. In the case of the isolation device for the diamond seed material (disc 51), physical contact between the catalyst/solvent metal and the diamond seed is prevented until the catalyst/solvent metal 43 has melted and become saturated with carbon from the supply source. The time regulation is such that this carbon saturation takes place before barrier layer 51 is dissolved in molten catalyst/solvent. As soon as the barrier layer 51 is dissolved in molten catalyst/solvent, the exposed surface of diamond seed 39 produces growth patterns and development of new growth can take place.

Selv de av de oppførte isolasjonsskivematerialer som danner carbider som er stabile i forhold til diamant ved de anvendte trykk og temperaturer, fungerer bra da den carbid-dannende prosess er langsom i forhold til hastigheten med hvilken forrådet av katalysator/oppløsningsmiddelmetal1 blir mettet med carbon. Ethvert dannet carbid oppløses til slutt i forrådet av katalysator/oppløsningsmiddelmetall. Det var ingen tegn på at platina dannet et carbid som er mer stabilt enn diamant. Even those of the listed insulating disc materials that form carbides that are stable to diamond at the pressures and temperatures used perform well as the carbide forming process is slow relative to the rate at which the supply of catalyst/solvent metal1 becomes saturated with carbon. Any carbide formed eventually dissolves in the supply of catalyst/solvent metal. There was no evidence that platinum formed a carbide more stable than diamond.

I hver av figurene 12 og 13 oppviser en utragende del av innstøpningsskiven 38 et barrierelag 51 i kontakt med undersiden av massen 43 av katalysator/oppløsningsmiddel. Det inn-støpte kim 39 er anbragt direkte under skiven 51 med en enkelt flate derav i direkte kontakt med skiven 51. I fig. 12 skal materialet som skive 38 er sammensatt av, adskille kimet 39 In each of figures 12 and 13, a projecting part of the embedding disk 38 exhibits a barrier layer 51 in contact with the underside of the mass 43 of catalyst/solvent. The cast-in core 39 is placed directly under the disk 51 with a single surface thereof in direct contact with the disk 51. In fig. 12, the material of which disk 38 is composed shall separate the core 39

fra veggene med hull 41. Når således i de arrangementer som vist på fig. 12 og 13 den kimdannelseundertrykkende skive 42 from the walls with holes 41. When thus in the arrangements shown in fig. 12 and 13 the nucleation suppressing disk 42

er ikke-metalllsk (og en terningflate av kim 39 frembys for den nye diamantvekst), vil forholdet mellom diamantkimet og den nye vekst 54 være som vist i fig. 17. Det er fordelaktig at den nye vekst ikke omlukker kimet, fordi meget mindre av den nye vekst da behøver poleres vekk for å fjerne feil. is non-metallic (and a cube surface of seed 39 is presented for the new diamond growth), the relationship between the diamond seed and the new growth 54 will be as shown in fig. 17. It is advantageous that the new growth does not enclose the germ, because much less of the new growth then needs to be polished away to remove defects.

Det arrangement som er vist i fig. 11 og 14, muliggjør produksjon av ny diamantvekst som vist i fig.17 når det kimdannelseundertrykkende lag 42 er metallisk og derved oppløses av det smeltede katalysator/oppløsningsmiddel. Som tidligere angitt utvikles den viste diamantkonfigurasjon når en terningflate av kim 39 er i kontakt med barriereiaget 51. Fremspring 43' av katalysator/oppløsningsmidlet ligger tett an mot veggene i hull 41 og rager gjennom hull 41 for å kontakte barriere- The arrangement shown in fig. 11 and 14, enables the production of new diamond growth as shown in FIG. 17 when the nucleation suppressing layer 42 is metallic and thereby dissolved by the molten catalyst/solvent. As previously stated, the diamond configuration shown is developed when a cube face of seed 39 is in contact with the barrier layer 51. Projections 43' of the catalyst/solvent abut against the walls of hole 41 and project through hole 41 to contact the barrier layer.

lag 51 over kim 39. team 51 over team 39.

Fordelen ved anvendelse av både barriereiaget og det kimdannelseundertrykkende lag kan vurderes som følger: når bare barriereiaget anvendes, vil ca. 70% av alle forsøk på å fremstille enkle, store høykvalitetsdiamanter medføre spontan diamantkimdannelse og uheldig innvirkning av denne på ny diamantvekst fra det plantede kim. Enkelte ganger er en slik innvirkning ikke alvorlig, men som oftest vil veksten fra kimet skades alvorlig. Når et kimdannelseundertrykkende lag anvendes, er forbedringen så dramatisk at bare ca. 30% av forsøkene på The advantage of using both the barrier layer and the nucleation-suppressing layer can be assessed as follows: when only the barrier layer is used, approx. 70% of all attempts to produce simple, large, high-quality diamonds result in spontaneous diamond seed formation and the adverse impact of this on new diamond growth from the planted seed. Sometimes such an impact is not serious, but most often the growth from the germ will be seriously damaged. When a nucleation-suppressing layer is used, the improvement is so dramatic that only approx. 30% of attempts at

å fremstille enkle, store, høykvalitets diamanter vil ledsages av spontan diamantkimdannelse. Etter at naturlig glimmer ble tatt i bruk har spontan diamantkimdannelse faktisk ikke funnet sted i et eneste tilfelle. producing single, large, high-quality diamonds will be accompanied by spontaneous diamond nucleation. After the introduction of natural mica, spontaneous diamond nucleation has not actually occurred in a single case.

De arrangementer som er vist i fig. 15 og 16, er anvendbare når faste, ikke-metalliske kimdannelseundertrykkende lagmaterialer slik som glimmer eller maskinerbart aliminium- The arrangements shown in fig. 15 and 16, are applicable when solid, non-metallic nucleation-suppressing layer materials such as mica or machinable aluminum

oxyd anvendes. I hvert tilfelle bores et lite hull 52 gjennom skive 42. Dette hull er fortrinnsvis i området fra 0,0254 til 0,508 mm i diameter. I det arrangement som er vist i fig. 15, oxide is used. In each case, a small hole 52 is drilled through disk 42. This hole is preferably in the range of 0.0254 to 0.508 mm in diameter. In the arrangement shown in fig. 15,

vil katalysator/oppløsningsmidlet ij 3 , når det smelter, passere gjennom hull 52 og etter en tid legeres med og smelte isolasjonsskive 51, slik at det derved når diamantkim 39 for å initiere diamantvekst opp gjennom hull 52 for å tilveiebringe kimdannelse for diamantvekst over barriereiaget 42. I det arrangement som er vist i fig. 16, opptar en tråd 53 hull 52. Tråden kan f. eks. v^re av nikkel eller Fe-Al- eller Fe-Ni-legerinc og strekke seg gjennom skive 42 for så å kontakte både plugg 43 og isolasjonsbarriere 51. Ettersom katalysator/oppløsningsmidle 43 og deretter materialet i tråden 53 smelter og carbon oppløses deri, legeres isolasjonsbarrieren 51, og diamantvekst starter for å frembringe et kim ved den øvre side av barriereiaget 42. the catalyst/solvent ij 3 , when melted, will pass through hole 52 and after some time alloy with and melt insulating disc 51, so that it thereby reaches diamond seed 39 to initiate diamond growth up through hole 52 to provide nucleation for diamond growth over the barrier layer 42 In the arrangement shown in fig. 16, a thread 53 occupies hole 52. The thread can e.g. be of nickel or Fe-Al or Fe-Ni alloys and extend through disc 42 to then contact both plug 43 and insulation barrier 51. As catalyst/solvent 43 and then the material in wire 53 melts and carbon dissolves therein, the insulating barrier 51 is alloyed, and diamond growth starts to produce a seed at the upper side of the barrier layer 42.

Anordningene for a opprettholde trykkforskjell mellom The devices for maintaining a pressure difference between

den varme del av cellen (ca. halvveis opp cellens høyde) og diamantlommen er beskrevet tidligere. Illustrerende prosesser som angår dette foretrukne trekk, er beskrevet i eksempler 17 - 24. the hot part of the cell (about halfway up the cell's height) and the diamond pocket have been described earlier. Illustrative processes relating to this preferred feature are described in Examples 17-24.

I en femte foretrukken utførelsesform vil reaksjonskaret innbefatte minst én barriere i kombinasjon med en ytterligere komponent valgt fra dopemi-Zier, gettere, kompensatorer, blandinger derav og lignende for å tilveiebringe farver, mønstere, farvesoner og lignende i diamantproduktet. I fig. 18 er reaksjonskaret 30 av den generelle type og konstruksjon som er beskrevet tidligere.. In a fifth preferred embodiment, the reaction vessel will include at least one barrier in combination with a further component selected from dopemi-Zier, getters, compensators, mixtures thereof and the like to provide colors, patterns, color zones and the like in the diamond product. In fig. 18, the reaction vessel 30 is of the general type and construction described earlier.

I fig. 18 avgrenser sylinder 37 sammen med plugg 36 og sylindrisk plugg 46 et rom 55 beregnet på å inneholde en sylindrisk satsanordning som f.eks. vist i hver av fig. 19 - 22. Disse satsanordninger tillater (a) innføring av mengder av bor og aluminium for å muliggjøre fremstilling av "Stjerne"-diamant og/eller (b) suksessiv innføring i den voksende diamant av varierende farve i den ene store diamantkrystall. Et hvilket som helst av elementene og kombinasjonene som er beskrevet overfor, kan anvendes for dannelse av en slik satsanordning . In fig. 18, cylinder 37 together with plug 36 and cylindrical plug 46 delimits a space 55 intended to contain a cylindrical batch device such as e.g. shown in each of Figs. 19 - 22. These batch devices allow (a) the introduction of quantities of boron and aluminum to enable the production of "Star" diamond and/or (b) the successive introduction into the growing diamond of varying color in the one large diamond crystal. Any of the elements and combinations described above can be used to form such a rate device.

Ved samtidig å tilgjengeliggjøre for den voksende diamant minst én del pr. million (ppm) bor og 2500 ppm aluminium, basert på vekten av det anvendte katalysator/oppløs-ningsmiddel, og å orientere diamantkimet omhyggelig kan en diamantkrystall av smykkekvalitet fremstilles symmetrisk rundt en terningakse som oppviser et farveløst eller hvitt par av tredimensjonalt lineært løpende bånd som krysser hverandre når krystallen .sees langs den gitte symmetriakse, idet resten av krystallen har en blå farve. Det totale ut-seende av mønsteret synes å være symmetrisk. By simultaneously making available to the growing diamond at least one part per million (ppm) boron and 2500 ppm aluminum, based on the weight of the catalyst/solvent used, and carefully orienting the diamond seed, a jewelry-grade diamond crystal can be produced symmetrically about a cube axis that exhibits a colorless or white pair of three-dimensional linear bands that cross each other when the crystal is viewed along the given axis of symmetry, the rest of the crystal having a blue colour. The overall appearance of the pattern appears to be symmetrical.

I tillegg kan det dannes krystaller hvor farvet diamantvekst er omsluttet av farveløs diamantvekst. På lignende måte kan den første farvede diamantvekst være omsluttet av en andre farvet diamantvekst. Et utall av farvekombinasjoner kan erholdes avhengig av valget av dopemidler, gettere og/ eller kompenserende materialer. Eksempelvis vil nitrogen gi farveverdier varierende fra gule til grønne diamanter, mens bor vil gi dyp blåfarvede diamanter og aluminium, titan og zirkonium begge gir farveløs diamantvekst. In addition, crystals can form where colored diamond growth is surrounded by colorless diamond growth. Similarly, the first colored diamond growth may be enclosed by a second colored diamond growth. A myriad of color combinations can be obtained depending on the choice of dopants, getters and/or compensating materials. For example, nitrogen will give color values varying from yellow to green diamonds, while boron will give deep blue colored diamonds and aluminium, titanium and zirconium both give colorless diamond growth.

Vanligvis er det tilstrekkelig mye nitrogen tilstede Normally, sufficient nitrogen is present

i det metalliske katalysator/oppløsningsmiddel og alle reaksjonskarkomponenter til. å farve diamanten sterkt gul enten den fremstilles ved tynnfilmmetoden eller temperaturgradient-metoden. Typisk nitrogeninnhold er 30 - 40 ppm. Ved utførelse av foreliggende oppfinnelse, hvor diamanter fremstilt ved tynnfilmmetoden vanligvis anvendes i carbontilførselsmassen, vil in the metallic catalyst/solvent and all reaction vessel components to. to color the diamond strongly yellow whether it is produced by the thin film method or the temperature gradient method. Typical nitrogen content is 30 - 40 ppm. When carrying out the present invention, where diamonds produced by the thin film method are usually used in the carbon supply mass, will

således den resulterende diamant være gul i farve (rik på nitrogen) i fravær av getterstoff, kompensator og/eller dopemiddel i systemet. thus the resulting diamond will be yellow in color (rich in nitrogen) in the absence of getter, compensator and/or dopant in the system.

Bor (og selvsagt nitrogen) virker som et dopemiddel. Aluminium virker som en getter for nitrogen, og hvis tilstrekkelige mengder av aluminium er tilstede, vil dette inngå i gitteret til den voksende diamant og virke som en kompensator for slikt nitrogen som kan inntre i gitteret. Titan og zirkonium virker begge som gettere. Boron (and of course nitrogen) acts as a doping agent. Aluminum acts as a getter for nitrogen, and if sufficient amounts of aluminum are present, this will enter the lattice of the growing diamond and act as a compensator for such nitrogen as may enter the lattice. Titanium and zirconium both act as getters.

I motsetning til den tidligere lære er det funnet at bor ikke lett vil gi diamanten en blå farve alene. Hvis således så lite som 100 ppm aluminium er tilstede i det smeltede katalysator/oppløsningsmiddel, vil 20 microgram bor bevirke at diamanten får en dyp blå farve. Med intet aluminium tilstede vil diamantveksten være gulgrønn, med mindre større mengder (over 20 microgram) er tilstede i katalysator/oppløs-ningsmiddelbadet. Da kommersielt bor inneholder så meget som 900 ppm aluminium, vil slikt bor uvegerlig gi en blå-farvet diamant hvis det anvendes, i særdeleshet da aluminium vanligvis er tilstede som en urenhet i katalysator/oppløs-ning smidde Ime tal let. Contrary to the earlier teaching, it has been found that boron will not readily give the diamond a blue color on its own. Thus, if as little as 100 ppm aluminum is present in the molten catalyst/solvent, 20 micrograms of boron will cause the diamond to acquire a deep blue color. With no aluminum present, the diamond growth will be yellow-green, unless larger amounts (over 20 micrograms) are present in the catalyst/solvent bath. As commercial boron contains as much as 900 ppm aluminium, such boron will invariably produce a blue-coloured diamond if used, particularly as aluminum is usually present as an impurity in catalyst/solution forged Ime numbers.

I US patentskrift 3 148 161 (spalte 5, linjer 42 - 46 og spalte 9, linjer 43, 46) er det angitt at anvendelse av bor i en konsentrasjon fra 0,1 til 20 vekt% av grafitten (som omdannes til diamant) vil føre til en farvenyanse varierende fra blå til dyp purpur, men det anvendte bor inneholder spor av urenheter innbefattende aluminium. Beregninger av den totale mengde av boradditiv som angis i ovennevnte US patentskrift (idet det antas at >\ ét ble benyttet kommersielt bor, som har et 900 ppm innhold av al'uvinium) , slår imidlertid fast at den maksimale mengde av aluminium som vil bli innført i systemet ifølge ovennevnte US patentskrift, er 200 ppm (basert på massen av katalysator/oppløsningsmiddel), mens den minste mengae av aluminium som er nødvendig for "stjerne"dannelse (kryssende hvite bånd i :. t blått felt) synes å være ca. 2500 ppm (basert på massen av katalysator/oppløsningsmiddel). In US patent 3 148 161 (column 5, lines 42 - 46 and column 9, lines 43, 46) it is stated that the use of boron in a concentration of from 0.1 to 20% by weight of the graphite (which is converted to diamond) will lead to a color shade varying from blue to deep purple, but the boron used contains traces of impurities including aluminium. Calculations of the total amount of boron additive stated in the above-mentioned US patent document (where it is assumed that commercial boron, which has a 900 ppm aluminum content) was used, states, however, that the maximum amount of aluminum that will be introduced into the system according to the above-mentioned US patent, is 200 ppm (based on the mass of catalyst/solvent), while the smallest amount of aluminum necessary for "star" formation (intersecting white bands in :. t blue field) appears to be approx. . 2500 ppm (based on mass of catalyst/solvent).

Dannelsen av suksessive farver undt_r veksten oppnåes ved bruk av kombinasjoner av dopemidler, getterstoffer og/ eller kompensatormaterialer anordnet i satsanordningsstruk-turen, idet startvekstmediet vil gi en på forhånd valgt farvet diamantvekst, hvoretter getterstoffet og/eller kompensator-materialet etter en på forhånd bestemt tid med diamantvekst vil inntre i det smeltede katalysator/oppløsningsmiddel og bevirke farveløs vekst (eller vekst av en annen farve, om så ønskes) som omslutter den opprinnelige farvede vekst i en uavbrudt sekvens. The formation of successive colors except for the growth is achieved by using combinations of dopants, getter substances and/or compensator materials arranged in the batch device structure, the initial growth medium will give a pre-selected colored diamond growth, after which the getter substance and/or compensator material after a predetermined time with diamond growth will enter the molten catalyst/solvent and cause colorless growth (or growth of another color, if desired) which envelops the original colored growth in an uninterrupted sequence.

Satsanordning 40 (vist i fig. 19) er blitt anvendt for tilfredsstillende fremstilling av mørkeblå stjernediamanter. Ved innføring av et lag av ikke-metallisk kimdannelseundertrykkende materiale, f .eks. glimmer (som beskrevet i forbindelse med fig. 20 i det etterfølgende) kan imidlertid det arrangement som er vist i fig. 19, gjøres mer pålitelig. Batch device 40 (shown in Fig. 19) has been used for the satisfactory production of dark blue star diamonds. When introducing a layer of non-metallic nucleation-suppressing material, e.g. mica (as described in connection with fig. 20 below), however, the arrangement shown in fig. 19, is made more reliable.

Kim 39 er beskyttet av kimisolasjonsskive (barriereiaget) 51, som fortrinnsvis er fremstilt av platina, men som kan være fremstilt av et hvilket som helst av de ovenfor beskrevne metaller for dette formål. The core 39 is protected by the chemical insulating disc (barrier layer) 51, which is preferably made of platinum, but which may be made of any of the above-described metals for this purpose.

Ved anvendelse av isolasjonsskive 51 forhindres fysi-kalsk kontakt mellom det smeltede forråd av katalysator/opp-løsningsmiddelmetall og diamantkimet inntil forrådet av katalysator/oppløsningsmiddelmetal1 43 er blitt mettet med carbon fra carbontilførselsmassen 44. Tidsreguleringen er slik at denne carbonmetning finner sted før barrierelag 51 er opp-løst ved legering med det smeltede katalysator/oppløsnings-middel. Når en slik beskyttelse ikke er tilveiebragt, finner erosjon på diamantkimmaterialet sted som tidligere beskrevet. By using insulating disc 51, physical contact between the molten supply of catalyst/solvent metal and the diamond seed is prevented until the supply of catalyst/solvent metal 1 43 has been saturated with carbon from the carbon supply mass 44. The time regulation is such that this carbon saturation takes place before barrier layer 51 is dissolved by alloying with the molten catalyst/solvent. When such protection is not provided, erosion of the diamond seed material takes place as previously described.

Kim 39 er innstøpt i innstøpningslag 38 med en terningflate eksponert og i kontakt med skive 51 for å tilveiebringe en sikker "mal" for den nye diamantvekst. Massen 43 Seed 39 is embedded in embedding layer 38 with a die face exposed and in contact with disk 51 to provide a secure "template" for the new diamond growth. Mass 43

av metallisk katalysator/oppløsningsmiddel er anbragt derover med skive 51 i kontakt med undersiden derav og et lag 44 av carbontilførselsmateriale (f.eks. diamant plus en mindre mengde grafitt over katalysator/oppløsningsmidlet) inneholdende bor. of metallic catalyst/solvent is placed thereon with disk 51 in contact with the underside thereof and a layer 44 of carbon feed material (e.g. diamond plus a small amount of graphite over the catalyst/solvent) containing boron.

Bor-inneholdende diamant for lag 44 kan lett fremstilles som beskrevet i det tidligere angitte US patentskrift 3 148 161 under anvendelse av kommersielt bor inneholdende tilstrekkelig mye aluminium. Anvendelse av bor-tilsatt diamant foretrekkes, da slike små konsentrasjoner av bor er nød-vendige (i overskudd av 1 ppm på basis av vekten av katalysator/oppløsningsmiddel) , men bor kan imidlertid også til--føres på andre måter. Således kan en liten krystall av bor eller borcarbid være anbragt i lag 44. Boron-containing diamond for layer 44 can be easily produced as described in the previously cited US Patent 3,148,161 using commercial boron containing a sufficient amount of aluminum. The use of boron-added diamond is preferred, as such small concentrations of boron are necessary (in excess of 1 ppm on the basis of the weight of catalyst/solvent), but boron can, however, also be added in other ways. Thus, a small crystal of boron or boron carbide can be placed in layer 44.

Det nødvendige aluminiuminnhold (minst 0,25 vekt% av katalysator/oppløsningsmidlet) kan best tilveiebringes ved anvendelse av en aluminiumlegering av katalysatormetallene, f.eks. Fe + 3 vekt% Al. The necessary aluminum content (at least 0.25% by weight of the catalyst/solvent) can best be provided by using an aluminum alloy of the catalyst metals, e.g. Fe + 3 wt% Al.

Ettersom drifttrykk og - temperatur nåes, vil det metalliske katalysator/oppløsningsmiddel 4 3 i kontakt med enhver grafitt i carbontilførselskilden 44 smelte og omdanne denne grafitt til diamant. Katalysator/oppløsningsmidlet i kontakt med diamanten i lag 4 4 smelter ved svakt høyere temperatur As operating pressure and temperature are reached, the metallic catalyst/solvent 4 3 in contact with any graphite in the carbon supply source 44 will melt and convert this graphite to diamond. The catalyst/solvent in contact with the diamond in layer 4 4 melts at a slightly higher temperature

og oppløser diamanten. Det smeltende katalysator/oppløsnings-middel trenger inn i lag 44, og smeltingen forløper fra toppen og nedover i lag 43. Når på denne måte det carbonrike smeltede katalysator/oppløsningsmiddel når og legeres med lag 51, inneholder det allerede bor og aluminium klar til inntreden i den nye diamantvekst som initieres når det smeltede katalysator/ oppløsningsmiddelmetal1 når det kaldere diamantkim 39 og avsetter carbon fra løsningen. Noe av aluminiumet opptar noe av nitrogenet i systemet, mens noe av aluminiumet inntrer i diamantgitteret. Noe av aluminiumet som inntrer i gitteret, virker som en kompen.ator for eventuelt nitrogen i gitteret og binder nitrogenatomelektronene, hvorved disse nitrogenatomer blir optisk inaktive. Resten av aluminiumet er ukompensert, and dissolves the diamond. The molten catalyst/solvent penetrates layer 44, and melting proceeds from the top down into layer 43. When in this way the carbon-rich molten catalyst/solvent reaches and alloys with layer 51, it already contains boron and aluminum ready for entry in the new diamond growth that is initiated when the molten catalyst/solvent metal1 reaches the colder diamond nucleus 39 and deposits carbon from the solution. Some of the aluminum takes up some of the nitrogen in the system, while some of the aluminum enters the diamond lattice. Some of the aluminum that enters the lattice acts as a compensator for any nitrogen in the lattice and binds the nitrogen atom electrons, whereby these nitrogen atoms become optically inactive. The rest of the aluminum is uncompensated,

og av ukjent grunn oppsamles dette i langstrakte tynne vertikalt løpende plane soner i et krysset forhold til hverandre. Disse soner fremtrer som hvite i motsetning til den mørkeblå farve av resten av diamantveksten. Når diamanten sees i retning av kubusaksen av symmetrien (dvs. fra toppen av diamanten, etter som den dannes i lag 4 3), fremtrer disse soner som kryssende bånd vinkelrett på hverandre og løpende mot motsatte hjørner av krystallen. and for an unknown reason this collects in elongated thin vertically running planar zones in a crossed relationship to each other. These zones appear white in contrast to the dark blue color of the rest of the diamond growth. When the diamond is viewed in the direction of the cube axis of symmetry (ie from the top of the diamond, as it forms in layer 4 3), these zones appear as intersecting bands perpendicular to each other and running towards opposite corners of the crystal.

Satsmontasjene i fig. 20 - 22 er arrangert for fremstilling av suksessive farver under uavbrudt vekst av én enkelt krystall. I hver av disse cellemontasjer er kimet 39 beskyttet i isolasjonsskive 51 og innstøpt i lag 38 med den ønskede orientering. Carbontilførselskilden (unntatt tilsetninger av dopemiddel, getter og/eller kompensator) er den samme som beskrevet for lag 44. Likeledes anvender hver av disse satsmonta-sjer diamantkimdannelseundertrykkende lag 42 (eller 42') . The batch assemblies in fig. 20 - 22 are arranged to produce successive colors during continuous growth of a single crystal. In each of these cell assemblies, the seed 39 is protected in insulating disc 51 and embedded in layer 38 with the desired orientation. The carbon supply source (excluding additions of dopant, getter and/or compensator) is the same as described for layer 44. Likewise, each of these batch assemblies uses diamond nucleation suppressing layer 42 (or 42').

Kimdannelseundertrykkende lag 42 er sammensatt av et materiale som er forskjellig fra både det anvendte katalysator/ oppløsningsmiddel og den anvendte isolasjonsskive i en hvilken som helst gitt satsmontasje og er valgt fra den gruppe av materialer som er beskrevet tidligere. Fordelen ved anvendelse av både barriereiaget og det kimdannelseundertrykkende lag er blitt beskrevet tidligere. Nucleation suppressing layer 42 is composed of a material different from both the catalyst/solvent used and the insulating disc used in any given batch assembly and is selected from the group of materials previously described. The advantage of using both the barrier layer and the nucleation-suppressing layer has been described previously.

I fig. 20 er foranstaltningen for produksjon av suksessive farvesoner de separate plugger 4 3, 56 av katalysator/ oppløsningsmiddel, doble carbontilførselslag 44, 57 og getter og/eller kompensatorskive 58. In fig. 20 is the arrangement for the production of successive color zones the separate plugs 4 3, 56 of catalyst/solvent, double carbon supply layers 44, 57 and getters and/or compensator disc 58.

For med dette arrangement å fremstille en diamantkry- In order to produce a diamond crystal with this arrangement

stall med en gul eller grønn kjerne dekket med farveløs vekst, stall with a yellow or green core covered with colorless growth,

skal den metalliske katalysator/oppløsningsmiddellagplugg 43 shall the metallic catalyst/solvent layer plug 43

være hovedsakelig fri for aluminium, titan, zirkonium og mangan, men kan ellers være av et hvilket som helst av de anvendbare katalysatormetaller og legeringer. For en gul kjerne skal carbontilførselslaget 44 ha diamant med ukorrigert nitrogeninnhold. På lignende måte vil katalysator/oppløsningsmiddel 43 inneholde en normal nitrogenforurensning. I fravær av spesielle bestrebelser på å fjerne det nitrogen som normalt er tilstede, be substantially free of aluminum, titanium, zirconium and manganese, but may otherwise be of any of the applicable catalyst metals and alloys. For a yellow core, the carbon supply layer 44 must have diamond with uncorrected nitrogen content. Similarly, catalyst/solvent 43 will contain a normal nitrogen contaminant. In the absence of special efforts to remove the nitrogen normally present,

vil dette nitrogeninnhold påvirke den umiddelbare diamantvekst som utvikles på kim 39 og gi denne opprinnelige vekst en dyp gul farve. Farveløs vekst kan deretter skapes ved anvendelse av ikke-aluminium-holdig katalysator/oppløsningsmiddelplugg 56 i kombinasjon med en skive 58 av aluminium, titan eller zirkonium. En høy konsentrasjon av aluminium (fra 1 til 10 vekt% av det metalliske katalysator/oppløsningsmiddel) vil sikre farveløs vekst så snart carbontilførselskilden i lag will this nitrogen content affect the immediate diamond growth that develops on seed 39 and give this original growth a deep yellow colour. Colorless growth can then be created using non-aluminum catalyst/solvent plug 56 in combination with a disc 58 of aluminum, titanium or zirconium. A high concentration of aluminum (from 1 to 10% by weight of the metallic catalyst/solvent) will ensure colorless growth as soon as the carbon supply source in layers

4 4 er brukt opp. 4 4 is used up.

Hvis gul farve skal utvikles først, må det tas for-siktighetsregler for å sikre en forsinket diffusjonsinntreden av enhver betydelig mengde av aluminium, titan eller zirkonium inn i smeiten før den gule vekst tilfredsstillende er blitt oppnådd. På det tidspunkt da skive 58 har legert inn i katalysator/ oppløsningsmiddel 56 og arbeidet seg gjennom diffusjonsbanen dannet av carbontilførselslag 44, vil en tilstrekkelig tidsfor-sinkelse være oppnådd for en gul kjernedannelse. If yellow color is to develop first, precautions must be taken to ensure a delayed diffusional entry of any significant amount of aluminium, titanium or zirconium into the melt before the yellow growth has been satisfactorily achieved. At the time when disc 58 has alloyed into catalyst/solvent 56 and worked its way through the diffusion path formed by carbon supply layer 44, a sufficient time delay will have been achieved for a yellow core to form.

For å utvikle en grønn kjerne er meget store konsentrasjoner av nitrogen nødvendig. Dette kan oppnåes ved innføring av nitrogenforbindelser, f.eks. jernnitrid, som vil spalte og frigi ytterligere nitrogen til katalysator/oppløsningsmiddel-systemet (lag 43). To develop a green kernel, very large concentrations of nitrogen are necessary. This can be achieved by introducing nitrogen compounds, e.g. iron nitride, which will decompose and release additional nitrogen to the catalyst/solvent system (layer 43).

Forskjellige arrangementer kan anvendes for å øke tidsforsinkelsen før inntreden av getterstoffet og/eller kompensatoren i det diamantdannende medium. Således kan getterstoffet og/eller kompensatoren være forsenket inn i trykk-over-førende plugg 38 eller plugg 46 i form av en tråd, stav eller barre eller være fraskilt fra katalysator/oppløsningsmidlet av et tynt lag av et høytsmeltende metall, f.eks. platina, iridium eller wolfram. Various arrangements can be used to increase the time delay before the entry of the getter substance and/or the compensator into the diamond-forming medium. Thus, the getter substance and/or the compensator can be recessed into the pressure-transmitting plug 38 or plug 46 in the form of a wire, rod or ingot or be separated from the catalyst/solvent by a thin layer of a high-melting metal, e.g. platinum, iridium or tungsten.

For å tilveiebringe en blå diamantkjerne dekket med farveløs vekst må det tas forholdsregler for at bor og aluminium er tilstede samtidig for den umiddelbare vekst og at alt av boret anvendes før katalysator/oppløsningsmiddelplugg 56 To provide a blue diamond core covered with colorless growth, precautions must be taken that boron and aluminum are present simultaneously for the immediate growth and that all of the boron is used before catalyst/solvent plug 56

kan forurenses. Katalysator/oppløsningsmidlet for begge lag 43 og 56 skal inneholde aluminium (f.eks. jern +1-8 vekt% aluminium). Alt av bordopemidlet skal være lokalisert i det nedre omr<s>de av carbo-tilførselslag 44. Ikke-metalliske kimdannelseundertrykkende materialer, f.eks. glimmer, bør anvendes for lag 42. Forholdsregler for den farveløse ettervekst vil værede samme som beskrevet for kombinasjonen gul/farveløs vekst. can be contaminated. The catalyst/solvent for both layers 43 and 56 must contain aluminum (e.g. iron +1-8% aluminum by weight). All of the table dopant must be located in the lower area of carbo supply layer 44. Non-metallic nucleation suppressing materials, e.g. mica, should be used for layer 42. Precautions for the colorless aftergrowth will be the same as described for the combination yellow/colorless growth.

Arrangementet ifølge fig. 21 er utformet på mer eller mindre samme måte for fremstilling av en gul eller grønn kjerne som det arrangement som er vist på fig. 20. Ett enkelt kataly-satorlag 4 3 er anvendt i kombinasjon med separate carbontil-førselslag 44, 57 med getter og/eller kompensatorskive 58 anbragt mellom disse. Sammensetningen av katalysator/oppløsnings-middel 43 og næringslag 44 vil bestemme hvorvidt kjernen i den nye diamantvekst vil være gul eller grønn som beskrevet i forbindelse med fig. 20. The arrangement according to fig. 21 is designed in more or less the same way for producing a yellow or green core as the arrangement shown in fig. 20. A single catalyst layer 4 3 is used in combination with separate carbon supply layers 44, 57 with getters and/or compensator disc 58 placed between them. The composition of catalyst/solvent 43 and nutrient layer 44 will determine whether the core of the new diamond growth will be yellow or green as described in connection with fig. 20.

Arrangementet ifølge fig. 22 er spesifikt for fremstilling av en blå kjernediamant for anvendelse av en konsentrasjon av boratomer lokalisert i skive 59 som en legering eller en The arrangement according to fig. 22 is specific to the production of a blue core diamond for the use of a concentration of boron atoms located in disc 59 as an alloy or a

forbindelse av bor. connection of boron.

Etterfølgende vekst (etter at boratomene er brukt opp) kan være farveløs, lys gul eller grønn om ønsket. Katalysator/oppløsningsmiddelmetallag 43 inneholder fortrinnsvis aluminium for å tillate blåfarving av boret. Det kimdannelse-undertrykkende lag 42 skal være ikke-metallisk. Carbontil-førselslag 44 i kombinasjon med mengden av aluminium . i lag 43 vil bestemme hvorvidt den senere, vekst vil være farveløs, lys gul eller lys grønn. Hvis en tilstrekkelig stor konsentrasjon av aluminium er tilstede i katalysator/oppløsningsmiddellag 43, kan også den opprinnelige vekst være en "stjerne". Subsequent growth (after the boron atoms have been used up) can be colorless, light yellow or green if desired. Catalyst/solvent metal layer 43 preferably contains aluminum to allow blue staining of the drill. The nucleation suppressing layer 42 should be non-metallic. Carbon steel layer 44 in combination with the amount of aluminium. in layer 43 will determine whether the later growth will be colorless, light yellow or light green. If a sufficiently large concentration of aluminum is present in the catalyst/solvent layer 43, the initial growth may also be a "star".

Anordninger for oppnåelse av temperaturforskjellen mellom den varme del av cellen (ca. halve cellens høyde) og diamantlommen er tidligere beskrevet. Devices for achieving the temperature difference between the hot part of the cell (approximately half the cell's height) and the diamond pocket have previously been described.

Foretrukne katalysator/oppløsningsmidler for utøvelse Preferred catalyst/solvents for practice

av de farve-givende trekk er Fe, FeNi, FeNiCo, FeAl, Ni-Al, Fe-Ni-Al og Fe-Ni-Co-Al. Foretrukne kimdannelse-undertrykkende midler er naturlig glimmer og kobolt, og den foretrukne isolasjonsbarriere er av platina. Når naturlig glimmer anvendes, skal den først brennes som tidligere angitt. Når legeringer med høyere jerninnhold anvendes, har de fremstilte diamanter en lysere gul farve. Med større mengder av Ni og/eller Co har de resulterende diamanter en dypere gul farve. of the color-giving features are Fe, FeNi, FeNiCo, FeAl, Ni-Al, Fe-Ni-Al and Fe-Ni-Co-Al. Preferred nucleation suppressants are natural mica and cobalt, and the preferred insulating barrier is platinum. When natural mica is used, it must first be burned as previously stated. When alloys with a higher iron content are used, the diamonds produced have a lighter yellow color. With larger amounts of Ni and/or Co, the resulting diamonds have a deeper yellow color.

For den beskrevne reaksjonskarkonstruksjon er det foretrukket trykkområder fra 55 til 57 kilobar, og foretrukne temperaturer er i området 1330 - 1430°C. For the reaction vessel construction described, pressure ranges from 55 to 57 kilobars are preferred, and preferred temperatures are in the range 1330 - 1430°C.

I hvert av de etterfølgende eksempler 1 - 5 ga reaksjons-karkonfigurasjonen en temperaturforskjell i området 20 - 30°C, mens carbontilførselsmaterialet besto av 1 vektdel SP-1 grafitt og 3 vektdeler 325 mesh diamant fremstilt ved tynnfilmmetoden. De anvendte kim var 1/4 til 1/2 mm, katalysator/oppløsnings-midlet var 70Ni30Fe, og temperaturene ble målt under anvendelse av et Pt/Pt 10 Rh element. In each of the following examples 1 - 5, the reaction vessel configuration gave a temperature difference in the range 20 - 30°C, while the carbon feed material consisted of 1 part by weight SP-1 graphite and 3 parts by weight 325 mesh diamond produced by the thin film method. The seeds used were 1/4 to 1/2 mm, the catalyst/solvent was 70Ni30Fe, and the temperatures were measured using a Pt/Pt 10 Rh element.

Eksempel 1 (Sammenligningseksempel) Example 1 (Comparison example)

Minst 10 gule diamantkrystaller vokste sammen til en klump. Det 1/2 mm store kim var oppløst noe og hadde vokst tilbake. Krystallene var enten oktraedriske eller kubisk-oktaedriske. At least 10 yellow diamond crystals grew together into a clump. The 1/2 mm germ had dissolved somewhat and had grown back. The crystals were either octahedral or cubic-octahedral.

Eksempel 2 Example 2

Bare én gul diamantkrystallvekst ble utviklet fra diamantkimet. Det var ingen uekte kimdannelse på diamanten. Krystallen var et oktaeder med små terningsflater ved hjørnene. Only one yellow diamond crystal growth was developed from the diamond seed. There was no spurious seeding on the diamond. The crystal was an octahedron with small cube faces at the corners.

Eksempel 3 Example 3

Enkel kimvekst ble utviklet som var velformet, symmetrisk og relativt feilfri. Krystallen var et gult..oktaeder med små terningsflater ved hjørnene. En liten diamantkrystall ble utviklet hvor undersiden av plugg 43 ikke var dekket med jern-skive 42. Dette forsøk viste de kimdannelseundertrykkende evner til Fe. Det var imidlertid delvis oppløsning av kimet før ny vekst startet. Simple sprouts were developed that were well-shaped, symmetrical and relatively flawless. The crystal was a yellow..octahedron with small cube faces at the corners. A small diamond crystal was developed where the underside of plug 43 was not covered with iron disk 42. This experiment demonstrated the nucleation suppressing abilities of Fe. However, there was partial dissolution of the germ before new growth started.

E ksempel 4 (Sammenligningseksempel) Example 4 (Comparison example)

Trykket, temperaturen av vekten av carbontilførsels-materialet var de samme som i eksempel 1, og intet kimdannelse-undertrykkende lag ble anvendt. Tiden var 2 4,5 timer. Som i eksempel 1 ble det utviklet en klump av gule krystaller på grunn av spontan kimdannelse. The pressure, temperature of the weight of the carbon feed material were the same as in Example 1, and no nucleation suppressing layer was used. The time was 2 4.5 hours. As in Example 1, a clump of yellow crystals developed due to spontaneous nucleation.

Kimet vokste til ca. 2x2 mm med en diamantutvekst festet,dertil. Også fem andre individuelle små krystaller ble utviklet på grunn av kimdannelse. The germ grew to approx. 2x2 mm with a diamond outgrowth attached to it. Also five other individual small crystals were developed due to nucleation.

Eksempel 5 Example 5

En enkel lys gul krystall ble dannet fra kimet. Det var ingen spontan kimdannelse på diamanten. Feilinnholdet var minimalt. Krystallen hadde et meget lavt nitrogeninnhold. A single light yellow crystal was formed from the seed. There was no spontaneous nucleation on the diamond. The error content was minimal. The crystal had a very low nitrogen content.

Forsøk med forskjellige reaksjonskarkonstruksjoner har vist den glimrende kimdannelse-undertrykkende evne til cobolt og naturlig1 glimmer og den brukbare kimannnelse-undertrykkende evne til wolfram. På samme måte er det blitt demonstrert at syntetisk glimmer, platina, nikkel og molybden er uegnede som kimdannelse undertrykkende materialer. Experiments with various reaction vessel designs have shown the excellent nucleation-suppressing ability of cobalt and natural mica and the useful nucleation-suppressing ability of tungsten. Similarly, it has been demonstrated that synthetic mica, platinum, nickel and molybdenum are unsuitable as nucleation suppressing materials.

I hvert av de følgende eksempler 6 og 7 ga reaksjons-karkonfigurasjonen en temperaturforskjell i området 20 - 30°C. Carbontilførselsmaterialet besto av 1 vektdel SP-1 grafitt (National Carbon Company) og 3 vektdeler 325 mesh diamant fremstilt ved tynnfilmmetoden. Det anvendte kim var 1/4 til 1/2 mm, katalysator/oppløsningsmidlet var 70Ni30Fe, og temperaturene ble målt under anvendelse av et Pt/Pt 10 RH termoelement. In each of the following examples 6 and 7, the reaction vessel configuration gave a temperature difference in the range of 20-30°C. The carbon feed material consisted of 1 part by weight SP-1 graphite (National Carbon Company) and 3 parts by weight 325 mesh diamond produced by the thin film method. The seed used was 1/4 to 1/2 mm, the catalyst/solvent was 70Ni30Fe, and the temperatures were measured using a Pt/Pt 10 RH thermocouple.

Eksempel 6 Example 6

Til tross for molybdenskivens manglende evne som kimdannelseundertrykkende materiale ble en vakker, gul, klar vekst utviklet fra kimet. Fire andre diamantkrystaller vokste spon-tant, kolliderte og innvirket ødeleggende på den optimale kimvekst. Taggen fungerte bra til å forhindre feildannelse i veksten som foregikk inn i bad 43. Kimveksten var i form av et avskåret oktaeder med modifiserende terningflater. Despite the molybdenum disc's inability as a nucleation suppressing material, a beautiful, yellow, clear growth developed from the nucleation. Four other diamond crystals grew spontaneously, collided and had a devastating effect on the optimal seed growth. The tag worked well to prevent failure in the growth that took place into bath 43. The seed growth was in the form of a truncated octahedron with modifying cube faces.

Eksempel 7 Example 7

En vakker klar lys gul krystall vokste fra diamantkimet. A beautiful clear bright yellow crystal grew from the diamond seed.

Ingen spontan diamantkimdannelse fant sted. Krystallen var No spontaneous diamond nucleation took place. The crystal was

i form av et avskåret oktaeder med modifiserende terningsflater. Taggen 43' forhindret på vellykket måte at der oppsto noen feildannelse av betydning i den første vekst av krystallen. in the form of a truncated octahedron with modifying cube faces. The tag 43' successfully prevented any significant defect formation in the initial growth of the crystal.

Ved således å utnytte muligheten til å undertrykke diamantkimdannelse og eliminere sprekkforplantning fra hovedlegemet av den nye vekst ble en meget betydelig forbedring i den regulerte vekst av større diamanter fra diamantkimmaterialet oppnådd. By thus utilizing the ability to suppress diamond nucleation and eliminate crack propagation from the main body of the new growth, a very significant improvement in the regulated growth of larger diamonds from the diamond seed material was achieved.

Hvert av de følgende eksempler er representativt for Each of the following examples is representative of

for smykkekvalitetsvekst. I hvert av eksemplene 8-12 var drifts-trykket 57 kilobar, mens driftstemperaturen var 1500°C og for jewelry quality growth. In each of examples 8-12, the operating pressure was 57 kilobars, while the operating temperature was 1500°C and

carbontilførselsmateriallaget 44 var en blanding av grafitt og diamant i et forhold på 1:3 (bortsett fra at det ble tilsatt mindre mengder av andre materialer i eksemplene 8, 10 og 11). the carbon feed material layer 44 was a mixture of graphite and diamond in a ratio of 1:3 (except that smaller amounts of other materials were added in Examples 8, 10 and 11).

Eksempel 8 Example 8

En enkel klar diamant (nesten vannklar) med få indre feil ble fremstilt fra den tråd-induserte kimvekst. Krystallen var :et avskåret oktaeder med modifiserende terningsflater. A simple clear diamond (almost water clear) with few internal defects was produced from the wire-induced nucleation. The crystal was a truncated octahedron with modifying cube faces.

Eksempel 9 Example 9

Den enkle diamant fremstilt fra den tråd-induserte kimvekst var meget lys gul med bare noen få mindre feil. Denne krystall fosforescerte og ga en blå glød under lys med bølge-lengde 2537 Å. Denne diamant var ikke halv-ledende, hadde et lavt nitrogeninnhold og var et avskåret oktaeder med modifiserende terningsflater. The single diamond produced from the thread-induced nucleation was very bright yellow with only a few minor defects. This crystal phosphoresced and gave a blue glow under light of wavelength 2537 Å. This diamond was not semi-conducting, had a low nitrogen content and was a truncated octahedron with modifying cube faces.

Eksempel 10 Example 10

Den enkle diamantkrystall ble erholdt fra kimdannelse tilveiebragt av nikkeltråden. Undersøkelser viste at nikkelstål-tråd ikke hadde kontaktet innholdet i diamantlommen 39'. Krystallen var dyp blå, halv-ledende, fosforescerte svakt og var et avskåret oktaeder med modifiserende terningsflater. The single diamond crystal was obtained from nucleation provided by the nickel wire. Investigations showed that the nickel steel wire had not contacted the contents of the diamond pocket 39'. The crystal was deep blue, semi-conducting, phosphorescent weakly, and was a truncated octahedron with modifying cube faces.

i Eksempel 11 in Example 11

Den enkle krystall utviklet fra den tråd-induserte kimdannelse var lys blå i farve, halv-ledende og -fosforescerte klart under 2537 Å ultrafiolett lys. Denne krystall varet avskåret oktaeder • med modifiserende terningsflater. The single crystal developed from the wire-induced nucleation was light blue in color, semi-conductive and phosphoresced clearly under 2537 Å ultraviolet light. This crystal was truncated octahedron • with modifying cube faces.

Eksempel 12 Example 12

Seks farveløse diamantkrystaller ble dannet (én Six colorless diamond crystals were formed (one

fra hver tråd-indusert kimdannelse). De seks diamanter vokste i parallell krystallografisk orientering med en oktaedrisk flate opp. from each thread-induced nucleation). The six diamonds grew in parallel crystallographic orientation with an octahedral face up.

I hvert av de følgende eksempler 13 - 17 var drifts-trykket 55 kilobar, mens driftstemperaturen var i området 1450 - 1500°C bg lengden av forsøket var 5 timer. Carbontilførsels-laget 44 var en blanding av grafitt og diamant i et forhold på 1:3, og katalysatormassen var av nikkel-jernlegering (51 Ni 49 Fe). I alle eksempler hvori tråd tjente som vekstbane, ble nikkeltråd anvendt, og en skive av Fernico (FeNiCo) legering (0,05 mm tykk, 4,75 mm i diameter) var anbragt i kontakt med og mellom vekstbanene og diamanten i kimlomme 39'. I enkelte tilfeller ble den nødvendige kontakt ikke oppnådd ved oppfyl-lingen av cellen og ingen vekst fant sted. Kimlommen 39' besto av 0,025 g av en blanding av diamant og grafitt i et vekt;-forhold på 3:1. I alle eksempler varierte de dannede krystaller fra de begrensede diamantvekstbaner fra 3/4 til 1 mm i størrelse og hadde en klar gul farve. In each of the following examples 13 - 17, the operating pressure was 55 kilobars, while the operating temperature was in the range 1450 - 1500°C and the length of the experiment was 5 hours. The carbon supply layer 44 was a mixture of graphite and diamond in a ratio of 1:3, and the catalyst mass was of nickel-iron alloy (51 Ni 49 Fe). In all examples in which wire served as the growth path, nickel wire was used, and a disc of Fernico (FeNiCo) alloy (0.05 mm thick, 4.75 mm in diameter) was placed in contact with and between the growth paths and the diamond in seed pocket 39' . In some cases, the necessary contact was not achieved when the cell was filled and no growth took place. The seed pocket 39' consisted of 0.025 g of a mixture of diamond and graphite in a weight ratio of 3:1. In all examples, the crystals formed from the limited diamond growth paths ranged from 3/4 to 1 mm in size and had a clear yellow color.

Eksempel 13 Example 13

Eksempel 14 Eksempel 15 Example 14 Example 15

Eksempel 16 Example 16

Lengden av den begrensede diamantvekstbane fra kimlommen til katalysator/oppløsningsmiddelbanen er ikke kritisk så The length of the limited diamond growth path from the seed pocket to the catalyst/solvent path is not so critical

lenge avstanden til diamantiommen 39' fra det varme område i reaksjonskaret tillater en temperatur som er høy nok til å smelte katalysator/oppløsningsmiddelbanen (f.eks. tråder 47, 48) hvor det kontakter diamantkimmaterialet. Den foretrukne lengde er i området 0,5-1 mm. as long as the distance of the diamond ion 39' from the hot region of the reaction vessel allows a temperature high enough to melt the catalyst/solvent web (eg wires 47, 48) where it contacts the diamond seed material. The preferred length is in the range of 0.5-1 mm.

I hvert av de følgende eksempler 17 - 24 ga reaksjonskar-konfigurasjohen en temperaturforskjell i området på 20 - 30°C. Carbontilførselsmaterialet besto av 1 vektdel Sp-1 (National Carbon Company) grafitt og 3 vektdeler 325 mesh diamant fremstilt ved tynnfilmmetoden. De anvendte kim var 1/4 In each of the following examples 17 - 24, the reaction vessel configuration gave a temperature difference in the range of 20 - 30°C. The carbon feed material consisted of 1 part by weight of Sp-1 (National Carbon Company) graphite and 3 parts by weight of 325 mesh diamond produced by the thin film method. The seeds used were 1/4

til 1/2 mm, og temperaturene ble målt ved anvendelse av et Pt/Pt 10 Rh termoelement. to 1/2 mm, and the temperatures were measured using a Pt/Pt 10 Rh thermocouple.

Eksempel 17 Example 17

Fire gule krystaller ble fremstilt, idet én vokste fra hvert av de fire kim. Ett kim dannet en klump. Den nye diamantvekst varierte i størrelse fra 10 - 20 mg (1/20 - 1/10 karat). Krystallene hadde små innleiringer nær én flate men var klare. I hvert tilfelle var krystallformen kubisk-oktaedrisk med modifiserende terningsflater. Eksempel 18 Four yellow crystals were produced, one growing from each of the four nuclei. One germ formed a lump. The new diamond growth ranged in size from 10 - 20 mg (1/20 - 1/10 carat). The crystals had small inclusions near one face but were clear. In each case the crystal form was cubic-octahedral with modifying cube faces. Example 18

Fem lysegule krystaller ble erholdt, én utviklet fra hvert kim. Den nye vekst hadde en midlere størrelse på 1,52 mg og hver målte ca. 1 mm langs en terningsflate. Krystallene var velformede,klare og relativt friefor innleiringer. I hvert tilfelle var krystallen kubisi-oktaedrisk med modifiserende terningflater. Five pale yellow crystals were obtained, one developed from each seed. The new growth had an average size of 1.52 mg and each measured approx. 1 mm along a cube face. The crystals were well-shaped, clear and relatively free of inclusions. In each case the crystal was cubisi-octahedral with modifying cube faces.

Med multippelkimdannelse reduseres kravet til kimdannelseundertrykkende midler, og med sikre driftsbetingelser og en kimtetthet pa 1 kim pr. 8 - 10 mm 2 kan den kimdannelse-undertrykkende skive utelates. With multiple nucleation, the requirement for nucleation suppressants is reduced, and with safe operating conditions and a nucleation density of 1 nucleation per 8 - 10 mm 2 the nucleation-suppressing disk can be omitted.

Eksempel 19 Example 19

Diamantkimveksten var gul og av smykkekvalitet. Tre andre meget små krystaller vokste ut av det område som var opp-tatt av kimveksten. Krystallformen var et avskåret oktaeder med modifiserende terningflater. The diamond seed growth was yellow and of jewelry quality. Three other very small crystals grew out of the area occupied by the seed growth. The crystal form was a truncated octahedron with modifying cube faces.

Eksempel 2 0 Example 2 0

En enkel vakker gul krystall av smykkekvalitet ble utviklet. Krystallformen var kubisk-oktaedrisk. A simple beautiful jewelry grade yellow crystal was developed. The crystal form was cubic-octahedral.

Eksempel 21 Example 21

En enkel vakker gyldangu.l smykkediamant ble fremstilt med en kubisk-oktaedrisk form med modifiserte oktaedriske kanter. A simple beautiful gyldangu.l jewelry diamond was produced with a cubic-octahedral shape with modified octahedral edges.

Eksempel 22 Example 22

En enkel vakker, nærmest farveløs krystall ble utviklet. Krystallformen var avskåret kubisk-oktaedrisk med modifiserende terningsflater, og som fosforescerte i 1 time etter å ha vært utsatt for lys med bølgelengde på 2537 Å, som ga høy, hovedsakelig flat transmisjon av ultrafiolett lys fra 2250 Å - 3,30 pm og fra 6,00 um til 50 um, som var halv-ledende og termo-luminiserende. Den termiske ledningsevne til krystallen ved 80°K var minst 180 watt/cm°K. A simple beautiful, almost colorless crystal was developed. The crystal form was truncated cubic-octahedral with modifying cube faces, and which phosphoresced for 1 hour after being exposed to light of wavelength 2537 Å, which gave high, mainly flat transmission of ultraviolet light from 2250 Å - 3.30 pm and from 6 .00 µm to 50 µm, which were semi-conductive and thermo-luminescent. The thermal conductivity of the crystal at 80°K was at least 180 watts/cm°K.

Eksempel 23 Example 23

I tillegg til kimvekst vokste det opp en liten (22 mg ) diamantkrystall som i noen grad hemmet kimveksten, som var farve-løs og av smykkekvalitet. Sprekkene ble polert ut og ga en krystall på 19 4 mg. Krystallen oppviste fosforescerende egenskaper, ultrafiolett transmisjon, elektrisk ledningsevne, termisk ledningsevne og termolumniscens som i eksempel 22. Slitefastheten var meget høy. Da meget små mengder diamant ble fjernet ved utførelse av slipehjultesten, var målingene vanskelige å utføre nøyaktig da store mengder av corundum ble fjernet. Testresul-tatene ga slipeforhold varierende fra 120 000 til 168 000 i 3 g diamantkim. In addition to seed growth, a small (22 mg) diamond crystal grew up which to some extent inhibited seed growth, which was colorless and of jewelry quality. The cracks were polished out and gave a crystal of 19 4 mg. The crystal exhibited phosphorescent properties, ultraviolet transmission, electrical conductivity, thermal conductivity and thermoluminescence as in example 22. The abrasion resistance was very high. When very small amounts of diamond were removed when performing the grinding wheel test, the measurements were difficult to perform accurately when large amounts of corundum were removed. The test results gave grinding ratios varying from 120,000 to 168,000 in 3 g of diamond seed.

Eksempel 2 4 Example 2 4

En enkelt nærmest feilfri krystall ble dannet. Krystallen hadde form av et avskåret oktaeder. I tillegg til (111)-flatene hadde krystallen kubusflater (100), dodekaederflater A single almost flawless crystal was formed. The crystal had the shape of a truncated octahedron. In addition to the (111) faces, the crystal had cube faces (100), dodecahedron faces

(110) og (113) flater. (110) and (113) surfaces.

Forsøk har fastslått at syntetisk glimmer, platina, nikkel og molybden er uegnede som kimdannelse-undertrykkende materialer. Tests have determined that synthetic mica, platinum, nickel and molybdenum are unsuitable as nucleation-suppressing materials.

Etter avslutning av hvert forsøk og reduksjon av temperatur og trykk for å muliggjøre fjerning av reaksjonskar 30, After completion of each experiment and reduction of temperature and pressure to enable removal of reaction vessel 30,

løsner den nye diamantvekst innstøpt i det stivnede metalliske katalysator/oppløsningsmiddel 43 lett fra kimflaten. De således fremstilte diamanter fjernes lett ved oppbrekking av massen 43. Angivelsen av diamantkimet er skjematisk,og intet for-søk har vært gjort for å v se den foretrukne plassering. the new diamond growth embedded in the solidified metallic catalyst/solvent 43 easily detaches from the seed surface. The diamonds produced in this way are easily removed by breaking up the mass 43. The indication of the diamond seed is schematic, and no attempt has been made to determine the preferred location.

De krystaller som erholdes ved utførelse av foreliggende oppfinnelse utvikles i symmetrier som bestemmes av den flate av Rimkrystallen som velges som mønster. Således vil en diamantkrystall vokset fra en terningflate (100) av kimkrystal-let være symmetrisk rundt terningaksen, og når det gjelder nærmest farveløse diamanter, vil en slik krystall føre til et unikt mønster med fosforescens som tidligere beskrevet. Selv om krystaller som er symmetriske rundt andre akser,kan dannes under anvendelse av andre flater av kimkrystall [f.eks. (110), (111), The crystals obtained by carrying out the present invention are developed in symmetries which are determined by the face of the Rim crystal which is chosen as a pattern. Thus, a diamond crystal grown from a cube face (100) of the seed crystal will be symmetrical around the cube axis, and in the case of almost colorless diamonds, such a crystal will lead to a unique pattern of phosphorescence as previously described. Although crystals symmetrical about other axes can be formed using other faces of the seed crystal [eg. (110), (111),

(113)] for å angi vekstmønsteret, gir diamanter som er symmetriske rundt terningaksen mest krystall og best kvalitet for et gitt reaksjonscellevolum under en gitt veksttid. Det er et viktig trekk ved foreliggende oppfinnelse at kimkrystallen angir vekstmønsteret for, men ikke utgjør noen del av den nye diamantvekst og derved sikrer symmetrisk vekst uten at det indre formørkes som følge av tilstedeværelsen av et kim. (113)] to indicate the growth pattern, diamonds that are symmetric about the cube axis yield the most crystal and best quality for a given reaction cell volume during a given growth time. It is an important feature of the present invention that the seed crystal indicates the growth pattern for, but does not form any part of, the new diamond growth and thereby ensures symmetrical growth without the interior being darkened as a result of the presence of a seed.

I hvert av de følgende eksempler 25 - 29 ga reaksjons- In each of the following examples 25 - 29 gave reaction

o karkonfigurasjonen en temperaturforskjell i området 20 - 30 C, mens carbontilførselsmaterialet besto av 1 vektdel SP-1 grafitt og 3 vektdeler 325 mesh diamant fremstilt ved tynnfilmmetoden. De anvendte kim var 1/4 til 1/3 mm, og temperaturene ble målt under anvendelse av et Pt/Pt 10 Rh termoelement: o the vessel configuration a temperature difference in the range 20 - 30 C, while the carbon supply material consisted of 1 part by weight SP-1 graphite and 3 parts by weight 325 mesh diamond produced by the thin film method. The seeds used were 1/4 to 1/3 mm, and the temperatures were measured using a Pt/Pt 10 Rh thermocouple:

Eksempel 2 5 Example 2 5

Diamantkimveksten var mørk blå med de karakteristiske kontrastdannende kryssende bånd, eller soner, som tidligere er beskrevet. Denne høykvalitetskrystal1 hadde få indre feil, fosforescerte i en viss grad etter eksponering overfor 2537 Å lys og var sterkt halv-ledende. En annen liten krystall vokste ut fra vekstfeltet av den store kimkrystall. Den store diamant var et avskåret oktaeder med modifiserende terningsflater og var symmetrisk om den terningakse som var parallell med vertikalaksen av kar 30. The diamond nucleation was dark blue with the characteristic contrasting intersecting bands, or zones, previously described. This high-quality crystal1 had few internal defects, phosphoresced to some extent after exposure to 2537 Å light, and was strongly semi-conducting. Another small crystal grew out of the growth field of the large seed crystal. The large diamond was a truncated octahedron with modifying cube faces and was symmetrical about the cube axis which was parallel to the vertical axis of vessel 30.

Eksempel 2 6 Example 2 6

En enkelt krystall ble erholdt<,> som viste seg å være relativt feilfri under 30 gangers forstørrelse. Farven var •mørk blå med et hvitt kryss enda mer distinkt enn i den diamant som ble fremstilt i eksempel 25. Også denne krystall fosforescerte i en viss grad, unntatt fra båndet, som var mørkt, og stenen var sterkt halv-ledende. Diamanten var et avskåret oktaeder med modifiserende terningflater. A single crystal was obtained<,> which was found to be relatively flawless under 30x magnification. The color was •dark blue with a white cross even more distinct than in the diamond produced in Example 25. This crystal also phosphoresced to some extent, except from the band, which was dark, and the stone was strongly semi-conducting. The diamond was a truncated octahedron with modifying cube faces.

Når lignende forsøK ble utført under anvendelse av et hovedsakelig aluminium-fritt system,var kimkrystallveksten gul-grønn. When similar experiments were carried out using a substantially aluminum-free system, the seed crystal growth was yellow-green.

Eksempel 2 7 Example 2 7

En gulgrønn diamantkrystall vokste fra diamantkimet A yellow-green diamond crystal grew from the diamond seed

og besto av et oktaeder med små terningflater ved hjørnene. Borinnholdet ble funnet å være høyt og uensartet, og krystallen var sterkt halv-ledende. Krystallen oppviste ingen absorpsjon i det infrarøde område ved en bølgelengde på 2800 cm , hvilket indikerte at det ikke var noe ikke-ionisert (ukompensert) aluminium tilstede. and consisted of an octahedron with small cube faces at the corners. The boron content was found to be high and non-uniform, and the crystal was strongly semi-conducting. The crystal showed no absorption in the infrared region at a wavelength of 2800 cm, indicating that no un-ionized (uncompensated) aluminum was present.

Eksempel 28 Example 28

En gulgrønn diamantkrystall ble fremstilt som hadde mørke blågrønne stripedannelser. Borinnholdet (av størrelses-ordenen 500 ppm) var høyt men ikke jevnt. Krystallformen, den elektriske ledningsevne og IR-absorpsjonen var som for pro-duktet i eksempel 27. A yellow-green diamond crystal was produced which had dark blue-green striations. The boron content (of the order of 500 ppm) was high but not uniform. The crystal form, electrical conductivity and IR absorption were as for the product in Example 27.

Gulgrønne diamanter som finnes i naturen, er ikke halv-ledende. Slike krystaller har den unike kombinasjon av størrelse, halv-ledningsevne, styrke og manglende absorpsjon i strålings-området 3,30 pm - 3,75 pm. Som sådanne kan disse krystaller anvendes som innstøpte vinduer i høytrykksreaksjonskar og anvendes for å overvåke absorpsjonsbånd for materialer under trykk og regulert spenning. Yellow-green diamonds found in nature are not semi-conducting. Such crystals have the unique combination of size, semi-conductivity, strength and lack of absorption in the radiation range 3.30 pm - 3.75 pm. As such, these crystals can be used as embedded windows in high pressure reaction vessels and used to monitor absorption bands for materials under pressure and regulated stress.

Eksempel 2 9 Example 2 9

Anvendelse av for lav temperatur førte til en sammenklumpet vekst. Enkelte krystaller var farveløse, enkelte gule og én enkelt krystall hadde en farveløs del nær en gul del. Startveksten var den gule farve. Alle diamanter var små, ca. Application of too low a temperature led to clumped growth. Some crystals were colourless, some yellow and one single crystal had a colorless part close to a yellow part. The initial growth was the yellow colour. All diamonds were small, approx.

1 mm i størrelse. 1 mm in size.

Diamanter av smykkekvalitet er blitt fremstilt ved ut-førelse av foreliggende oppfinnelse som praktisk talt farve-løse diamanter og som diamanter med klar lysegul og klar mørke-gul farve. "Farveløs" anvendes vekslende med "hvit" og "vannklar". De nærmest farveløse krystaller er typisk avskåret oktaedriske med modifiserende terningfla ter, mens de gule stener er velutviklede oktaedere med mindre avskjæringer og med et hjørne forminsket. Den sistnevnte form er glimrende for å oppnå en høy vekt når diamanten kuttes som en rund briljant. Diamonds of jewelry quality have been produced by carrying out the present invention as practically colorless diamonds and as diamonds with clear light yellow and clear dark yellow color. "Colorless" is used interchangeably with "white" and "water-clear". The almost colorless crystals are typically truncated octahedral with modifying cube faces, while the yellow stones are well-developed octahedra with smaller truncations and with a reduced corner. The latter shape is excellent for achieving a high weight when the diamond is cut as a round brilliant.

De nærmest farveløse stener ble gradert fra H til J på GIA graderingsskalaen, som har verdier varierende fra D (farveløs) til N (gul). Tilfeldige innleiringer av katalysator/ oppløsnings.middel fant sted i krystallene når de ble fjernet fra apparaturen, men mange av disse kan kuttes vekk ved fremstilling av en formet diamant. The almost colorless stones were graded from H to J on the GIA grading scale, which has values varying from D (colorless) to N (yellow). Random embeddings of catalyst/solvent occurred in the crystals when they were removed from the apparatus, but many of these can be cut away when making a shaped diamond.

Under 45 % forstørrelse kan dis^e krystaller oppvise ørsmå hvite innleiringer som ikke er synxige under en 10 gangers standard forstørrelse som anvendes ved gradering av diamanter. Disse ørsmå innleiringer påvirker ikke krysta].lens brillians og betraktes ikke som feil. Under 45% magnification, these crystals may show tiny white inclusions that are not symmetrical under a standard 10x magnification used in grading diamonds. These tiny inclusions do not affect the crystal's brilliance and are not considered defects.

Den nærmest farveløse diamantvekst fra en terningflate fosforescerer etter bestråling med ultrafiolett lys (2537 Å) med et karakteristisk mønster hvori et par av ikke-fosforescerende lineære bånd som krysser hverandre, danner kontrast til resten av krystallen, som fosforescerer. I motsetning til de naturlige diamanter som fosforescerer, fosforescerer disse nærmest farveløse diamanter i meget lang tid, f.eks. i et tidsrom av størrelsesordenen 1 time. De fosforescerende diamanter har alle lavt nitrogeninnhold. The almost colorless diamond growth from a cube face phosphoresces after irradiation with ultraviolet light (2537 Å) with a characteristic pattern in which a pair of non-phosphorescent linear bands crossing each other contrasts with the rest of the crystal, which phosphoresces. In contrast to the natural diamonds that phosphoresce, these almost colorless diamonds phosphoresce for a very long time, e.g. in a time period of the order of 1 hour. The phosphorescent diamonds all have a low nitrogen content.

Selv om alle naturlige stener som har en gradering på G eller lavere (mot N) i GIA farve-graderingssysternet har et stort ultrafiolett absorpsjonsbånd ved 4155 Å, oppviser ingen av de nærmest farveløse H-J- diamanter fremstilt ifølge oppfinnelsen noe slikt ultrafiolett absorpsjonsbånd, dvs. disse krystaller gir en hovedsakelig flat respons fra 2250 Å til mer enn 4500 Å. Dette fenomen gjør slike stener spesielt egnede som spektrometerkrystaller for overvåking av stråling i det synlige til det ultrafiolette, område. Although all natural stones graded G or lower (versus N) in the GIA color grading system have a large ultraviolet absorption band at 4155 Å, none of the nearly colorless H-J diamonds produced according to the invention exhibit any such ultraviolet absorption band, i.e. these crystals give an essentially flat response from 2250 Å to more than 4500 Å. This phenomenon makes such stones particularly suitable as spectrometer crystals for monitoring radiation in the visible to ultraviolet range.

Videre er de farveløse diamanter i H-J-området (GIA-skala) fremstilt ifølge oppfinnelsen gode halv-ledere når spor av bor er tilstede. Mer bor (ca. 1/4 ppm eller mer) begynner å farve krystallen blå. Kombinasjonen av krystall-størrelsen (større enn 1/20 karat ,særlig de som er større enn 1/5 karat), halv-ledningsevnen og den nærmest farveløse klarhet som disse diamanter gir, og som ikke observeres i naturlige diamanter, representerer glimrende muligheter for konstruksjon av høytrykkceller for overvåking av absorpsjonsbånd til materialer som samtidig underkastes høyt trykk og elektrisk spenning. Således kan slike store, nærmest farve-løse enkelt-krystalldiamanter anvendes som innstøpte vinduer i høytrykksceller for å kunne foreta observasjoner under ut-førelse av høytrykksprosesser. Furthermore, the colorless diamonds in the H-J range (GIA scale) produced according to the invention are good semiconductors when traces of boron are present. More boron (about 1/4 ppm or more) begins to color the crystal blue. The combination of the crystal size (larger than 1/20 carat, especially those larger than 1/5 carat), the semi-conductivity and the almost colorless clarity that these diamonds provide, which is not observed in natural diamonds, represent excellent opportunities for construction of high-pressure cells for monitoring absorption bands of materials that are simultaneously subjected to high pressure and electrical voltage. Thus, such large, almost colorless single-crystal diamonds can be used as embedded windows in high-pressure cells to be able to make observations during high-pressure processes.

Åpenbart på grunn av (a) forskjellen i nitrogeninnhold og (b) måten hvorpå nitrogenet er tilstede, oppviser de nærmest farveløse diamanter fremstilt ifølge oppfinnelsen en meget bedre termisk ledningsevne ved temperaturer i området fra 10 - 100°K og en slipefasthet som er bedre enn hva som finnes for naturlige enkeltkrystalldiamanter som underkastes slipetesten. Nitrogeninnhold på mindre enn 10<16>Obviously, due to (a) the difference in nitrogen content and (b) the manner in which the nitrogen is present, the almost colorless diamonds produced according to the invention exhibit a much better thermal conductivity at temperatures in the range of 10 - 100°K and an abrasion resistance better than what exists for natural single crystal diamonds that are subjected to the cut test. Nitrogen content of less than 10<16>

atomer nitrogen pr. cm 3 ( mindre enn 20 ppm N) i diamantene fremstilt ifølge oppfinnelsen er særlig effektive til å øke både den termiske ledningsevne og slitefastheten. atoms of nitrogen per cm 3 (less than 20 ppm N) in the diamonds produced according to the invention are particularly effective in increasing both the thermal conductivity and wear resistance.

Således vil den termiske ledningsevne til naturlig diamant ikke overskride 120 watt/cm°K (ved 80°K), mens nærmest farveløse diamanter fremstilt ifølge oppfinnelsen har en verdi på 180 watt/cm°K ved samme temperatur. Thus, the thermal conductivity of natural diamond will not exceed 120 watts/cm°K (at 80°K), while almost colorless diamonds produced according to the invention have a value of 180 watts/cm°K at the same temperature.

I slipehjul testen beregnes slipefastheten (slipefor-holdet) som volumet av corundum (fjernet fra et 60 korns corundumhjul) i kubikkcentimeter fjernet pr. gram forbrukt diamant. Under testen er diamanten orientert med den mest resistente sliperetning [(110)-retningen av terningflaten] In the grinding wheel test, the grinding strength (grinding ratio) is calculated as the volume of corundum (removed from a 60 grain corundum wheel) in cubic centimeters removed per grams of diamond consumed. During the test, the diamond is oriented with the most resistant grinding direction [(110) direction of the cube face]

mot hjulet. Under testen var innskyvningen mot corundum- against the wheel. During the test, the insertion was against corundum-

hjulet 0,0254 mm for hver passering. En nærmest farveløs diamant fremstilt ifølge oppfinnelsen (mindre enn 20 ppm N-innhold) oppviste slipeforhold varierende fra ever 52,4 • lo <4>til 4 3 the wheel 0.0254 mm for each pass. An almost colorless diamond produced according to the invention (less than 20 ppm N content) showed grinding conditions varying from ever 52.4 • lo <4> to 4 3

32 7 . 10 cm /g diamant, mens farveløse naturdiamanter ga 32 7 . 10 cm /g diamond, while colorless natural diamonds gave

4 4 3 slipeforhold varierende fra 19,7.10 til 104,9.10 cm /g diamant . 4 4 3 grinding conditions varying from 19.7.10 to 104.9.10 cm /g diamond.

De nærmest farveløse diamanter fremstilt ifølge oppfinnelsen fluorescerer ikke under langbølget ultrafiolett lys (3660 A). Under kortbølget ultrafiolett lys (2537 Å) fluorescerer imidlertid disse diamanter sterkt i toner av gult og grønt. The almost colorless diamonds produced according to the invention do not fluoresce under long-wave ultraviolet light (3660 A). Under short-wave ultraviolet light (2537 Å), however, these diamonds fluoresce strongly in tones of yellow and green.

Det kan derfor konkluderes med at de nærmest farveløse It can therefore be concluded that they are almost colourless

(H til J på GIA graderingsskalaen) diamanter med lavt nitrogeninnhold fremstilt ifølge oppfinnelsen er bedre enn naturdiamanter for anvendelse som varmeopptagere ved kryogene temperaturer og vil gi mer slitefaste (og derved mer varige) smykkes tener. (H to J on the GIA grading scale) diamonds with a low nitrogen content produced according to the invention are better than natural diamonds for use as heat absorbers at cryogenic temperatures and will provide more wear-resistant (and thus more durable) jewelry teeth.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av et diamantmateriale, ved hvilken et reaksjonskar inneholdende et diamantkimmateriale og en carbontilførselskilde adskilt av en masse bestående hovedsakelig av et katalysator/oppløsningsmiddel underkastes et trykk i det diamantstabile område av fasediagrammet for carbon, samtidig med at reaksjonskaret oppvarmes på en slik måte at diamantkimmaterialet holdes ved en temperatur nær minimumstemperaturen for det diamantstabile område, mens carbontilførselskilden holdes ved en temperatur nær maksimumstemperaturen for dette område, hvorved det fremskaffes en temperaturgradient mellom diamantkimmaterialet og carbon-tilf ør sel skliden , karakterisert ved at der mellom diamantkimmaterialet og massen av katalysator/oppløsningsmidlet anbringes minst ett av de følgende lag: (a) et kimdannelseundertrykkende barrierelag som er oppløselig i katalysator/oppløsningsmidlet ved driftsbetingelsene, og som er forsynt med minst én åpning mellom diamantkimmaterialet og massen av katalysator/oppløs-ningsmidlet, (b) et kimdannelseundertrykkende barrierelag som er uoppløselig i katalysator/oppløsningsmidlet ved driftsbetingelsene, og som er forsynt med minst én åpning mellom diamantkimmaterialet og massen av katalysator/oppløsningsmidlet, og (c) et isolasjonslag som, når det er i kontakt med diamant, har et smeltepunkt som er høyere enn smeltepunktet for massen av katalysator/oppløsningsmiddel når massen er mettet med opp-løst carbon.1. Method for the production of a diamond material, in which a reaction vessel containing a diamond seed material and a carbon supply source separated by a mass consisting mainly of a catalyst/solvent is subjected to a pressure in the diamond-stable region of the phase diagram for carbon, at the same time that the reaction vessel is heated at such way that the diamond seed material is kept at a temperature close to the minimum temperature for the diamond stable area, while the carbon supply source is kept at a temperature close to the maximum temperature for this area, whereby a temperature gradient is produced between the diamond seed material and the carbon supply slide, characterized in that at least one of the following layers is placed between the diamond seed material and the mass of catalyst/solvent: (a) a nucleation-suppressing barrier layer which is soluble in the catalyst/solvent under the operating conditions, and which is provided with at least one opening between the diamond seed material and the mass of catalyst /solvent, (b) a nucleation-suppressing barrier layer which is insoluble in the catalyst/solvent under the operating conditions, and which is provided with at least one opening between the diamond seed material and the bulk of the catalyst/solvent, and (c) an insulating layer which, when in contact with diamond, has a melting point that is higher than the melting point of the mass of catalyst/solvent when the mass is saturated with dissolved carbon. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, alternativ (a), karakterisert ved at katalysator/oppløsnings-midlet anordnes slik at det strekker seg gjennom åpningen eller åpningene i det kimdannelseundertrykkende barrierelag og ned i en fordypning under hver åpning for derved å sammenkoble massen av katalysator/oppløsningsmiddel og diamantkimmaterialet.2. Method according to claim 1, alternative (a), characterized in that the catalyst/solvent is arranged so that it extends through the opening or openings in the nucleation-suppressing barrier layer and down into a depression under each opening to thereby connect the mass of catalyst/ solvent and the diamond seed material. 3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, alternativ (b), karakterisert ved at der anvendes minst én åpning gjennom barriereiaget, hvilken åpning danner en begrenset diamantvekstbane som strekker seg gjennom barriereiaget og forbinder massen av katalysator/oppløsningsmiddel og en lomme inneholdende diamantkimmaterialet.3. Method according to claim 1, alternative (b), characterized in that at least one is used opening through the barrier layer, which opening forms a limited diamond growth path extending through the barrier layer and connecting the mass of catalyst/solvent and a pocket containing the diamond seed material. 4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at en fast tråd av et katalysator/oppløsningsmiddel for diamantdannelsesreaksjonen anbringes i åpningen eller i hver åpning.4. Method according to claim 3, characterized in that a solid thread of a catalyst/solvent for the diamond formation reaction is placed in the opening or in each opening. 5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at der anvendes både et lag (a) og et lag (c), og at disse anbringes slik at det kimdannelseundertrykkende barrierelag skiller isolasjonslaget fra massen av katalysator/oppløsningsmiddel.5. Method according to claim 1, characterized in that both a layer (a) and a layer (c) are used, and that these are placed so that the nucleation-suppressing barrier layer separates the insulation layer from the mass of catalyst/solvent. 6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at der anvendes både et lag (b) og et lag (c), og at disse anbringes slik at det kimdannelseundertrykkende barrierelag skiller isolasjonslaget fra massen av katalysator/oppløsningsmiddel.6. Method according to claim 1, characterized in that both a layer (b) and a layer (c) are used, and that these are placed so that the nucleation-suppressing barrier layer separates the insulation layer from the mass of catalyst/solvent.
NO760081A 1976-01-12 1976-01-12 PROCEDURE FOR MANUFACTURING A DIAMOND MATERIAL NO147637C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO760081A NO147637C (en) 1976-01-12 1976-01-12 PROCEDURE FOR MANUFACTURING A DIAMOND MATERIAL

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO760081A NO147637C (en) 1976-01-12 1976-01-12 PROCEDURE FOR MANUFACTURING A DIAMOND MATERIAL

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO760081L NO760081L (en) 1977-07-13
NO147637B true NO147637B (en) 1983-02-07
NO147637C NO147637C (en) 1983-06-01

Family

ID=19882655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO760081A NO147637C (en) 1976-01-12 1976-01-12 PROCEDURE FOR MANUFACTURING A DIAMOND MATERIAL

Country Status (1)

Country Link
NO (1) NO147637C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
NO147637C (en) 1983-06-01
NO760081L (en) 1977-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4034066A (en) Method and high pressure reaction vessel for quality control of diamond growth on diamond seed
US4042673A (en) Novel diamond products and the manufacture thereof
US4301134A (en) Novel diamond products and the manufacture thereof
US4082185A (en) Manufacture of diamond products
US4287168A (en) Apparatus and method for isolation of diamond seeds for growing diamonds
US6129900A (en) Process for the synthesis of diamond
US3850591A (en) Process for preparation of high pressure apparatus reaction vessel construction
TWI262971B (en) High pressure crystal growth apparatuses and associated methods
Marxer et al. Crystallisation and zircon saturation of calc-alkaline tonalite from the Adamello Batholith at upper crustal conditions: an experimental study
US8057597B2 (en) Capsule and elements for synthesised diamond production
Chepurov et al. How do diamonds grow in metal melt together with silicate minerals? An experimental study of diamond morphology
US4322396A (en) High pressure reaction vessel for growing diamond on diamond seed and method therefor
US4340576A (en) High pressure reaction vessel for growing diamond on diamond seed and method therefor
Mezger et al. Polymetamorphism and ductile deformation of staurolite–cordierite schist of the Bossòst dome: indication for Variscan extension in the Axial Zone of the central Pyrenees
US20060029513A1 (en) Doped gold alloy
EP2468392A2 (en) Diamond tool, synthetic single crystal diamond and method for synthesizing single crystal diamond, and diamond jewelry
NO147637B (en) PROCEDURE FOR MANUFACTURING A DIAMOND MATERIAL
JPS596808B2 (en) diamond manufacturing method
US4148964A (en) Polycrystalline superhard material and method of producing thereof
Peytcheva et al. Gondwana-derived units in Ograzhden and Belasitsa Mountains, Serbo-Macedonian Massif (SW Bulgaria): combined geochemical, petrological and U-Pb zircon-xenotime age constraints
DE2606503A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING DIAMONDS
DK154133B (en) PROCEDURE FOR MANUFACTURING A DIAMOND MATERIAL
IE43344B1 (en) Improvements in process for the manufacture of diamond proucts and apparatus therefor
Uhrin et al. The hydrothermal growth of zircon
TWI254698B (en) Jadeite and its production