Розвиток досліджень по створенню апаратів високого тиску, необхідних для синтезу алмазів, пов'язане з ім'ям піонера досліджень в області високих тисків, лауреата Нобелівської премії, професора Гарвардського університету П. У. Бріджмена. Бриджмен розглядав синтез алмазу як виклик своїй винахідливості і технічною майстерністю і, як кажуть, в експериментах прагнув кожен раз використовувати нову техніку, яка збільшувала б максимальний тиск. Бриджмен був не тільки видатним вченим і винахідником, а й цікавим письменником. Він писав про синтез алмазів [111: «Спроби домогтися успіху в цій захоплюючій проблемі оголили весь спектр людства: люди, or блискучих-вчених до відвертих шарлатанів і шахраїв, дарували їй свій розум і пристрасті». Бриджмен відзначав, що на протязі 25 років в середньому 2-3 людини в рік заявляли про те, що знає таємницю синтезу алмаза, і пропонували увійти в частку при розподілі прибутків в обмін на фінансування будівництва апарату для практичної реалізації ідеї. Він також писав, з характерним для нього гумором, що «проблема так і проситься в детективний роман, і я часто приходжу до переконання, що той, хто успішно вирішить її, цим самим піддасть своє життя небезпеці з боку Алмазного синдикату».
Так само як і Парсонс, Бриджмен швидко зрозумів, що одне тільки високий тиск не здатна перетворити графіт в алмаз. Відповідно до теорії, алмаз являє собою стабільну кристалічну форму вуглецю вже при тисках приблизно 20 000 атм, проте в дослідах Бриджмена, при тисках в 425 000 атм при кімнатній температурі і 70 000 атм при температурі червоного розжарювання, перетворення графіту алмаз не відбувалося. У той же час алмаз при нормальному атмосферному тиску поводиться як цілком стабільна фаза. Моя дружина, поки не поміняла діамант в кільці, яке я подарував їй на заручинах, на гранат більшого розміру, не хотіла вірити в те, що в один прекрасний день алмаз може перетворитися на графіт, нехай навіть графіт більш стабільна фаза, ніж алмаз, при повсякденних температурах і тисках. При низькому тиску алмаз метастабільний, так само як графіт може залишатися метастабільною формою навіть в умовах, при яких стабільний алмаз.
Перетворення алмазу в графіт може бути здійснено при іагреве приблизно до 1500 ° С, і це дозволило припустити, що для зворотного перетворення при високому тиску необхідні температури того ж порядку. У 1941 р за фінансової підтримки компаній «Нортон» і «Дженерал електрик» Бриджмен приступив до здійснення проекту але синтезу алмазів при високих темпера турах. Попередньо прожарений при 3000 "З графіт поміщали в спеціальну посудину 1000-тонного преса. Усередині циліндра знаходився терміт, який використовується для реакції, що створює температуру до 3000 ° С протягом декількох секунд одночасно з тиском в 30 000 атм. Досліди тривали чотири роки, але алмази так і не були отримані. Апаратуру перевезли на завод компанії «Нортон», де її використовували для продовження експериментів та інших робіт.
Апарат для синтезу алмазу, запропонований Холом, називався «белт» (пояс), тому що центральна частина, де відбувається синтез алмазів, підтримувалася кільцем з карбіду вольфраму з бандажем яз високоміцної сталі \ 19]. Два конічних поршня наводилися в рух за допомогою великого гідравлічного преса з зміцненої сталі. Головні труднощі при створенні апаратів високого тиску і температур полягає в тому, що стали і інші конструкційні матеріали швидко втрачають свою міцність при нагріванні. Цю проблему можна вирішити шляхом нагрівання тільки внутрішнього робочого об'єму і відповідної термоізоляції для запобігання надмірного нагрівання поршнів і пояса. Група «Дженерал електрик» з успіхом використовувала зустрічається в природі мінерал пірофілліт, матеріал м'який, досить добре передає тиск і в той же час володіє високою температурою плавлення. У порожнину, утворену поршнями і поясом, поміщали осередок з пирофиллита з вмонтованою електропіччю у вигляді графітової трубки, за допомогою якої досягалася необхідна температура. Зазори між поршнями і поясом ущільнювалися металевими і пірофіллітовимі прокладками, які виконували також роль тепло- і електроізоляторів.
На відміну від дослідів Парсонса і Бріджмена в цих експериментах використовувався каталізатор, зокрема залізо, що і зумовило успішне вирішення поставленого завдання. В даний час відомо, що каталізатор грає роль розчинника, в якому графіт спочатку розчиняється, а потім кристалізується у вигляді алмазу. Без металевого розчинника швидкість перетворення графіту в алмаз дуже мала, навіть якщо температура і тиск відповідають області стабільності алмазу. Відповідно до патенту «Дженерал електрик» [20], типова шихта в реакційній камері є сумішшю 5 частин графіту, 1 частини заліза,] / з частини марганцю і 7з частини "ятнокісі ванадію. Цю суміш запечатувала і нагрівали до 1700 ° С п"> д тиском 95 000 атм протягом 2 хв, потім охолоджували до 1500 ° С За S хв. З тих пір проведені численні дослідження з Підбору розчинників, особливо Уенторфом [21J. Зараз в якості Розчинника найчастіше використовують суміш нікелю і заліза, що дозволяє здійснити синтез алмазу при менш жорстких умовах,
наприклад при 50 000 атм і 1400 ° С. Також доведено; що графіт як джерело вуглецю може бути замінений іншими органічними матеріалами: деревом, вугіллям, дьогтем, смолою і навіть арахісовим маслом!
В технології ASEA застосовувалися тиск від 80 000 до 90 000 атм н температура до 2760 "С. Для того щоб концентрувати високі тиску в малому обсязі, був створений апарат, в якому шість чотиригранних пірамід були змонтовані таким чином, що їх підстави утворювали куб, а усічені вершини оконтурювати внутрішню сферичну камеру об'ємом близько 400 см3. Для створення зусиль на кожній піраміді використовували три пари гідравлічних поршнів. Весь комплект поршнів поміщали в трубу діаметром 52 см і висотою 78 см, укріплену сталевими бандажами. на рев здійснювали спалюванням терміту, суміші металевого магнію я перекису барію. В результаті хімічної реакції в робочому обсязі досягалися дуже високі температури. Термоізоляція навколо терміту забезпечувалася шаром талькового каменю товщиною 5 мм, поміщеним в мідну оправлення. Реагенти, графіт і карбід заліза поміщали ннутря терміту н контейнері з танталу. Висока температура, вироблена горінням терміту, підтримувалася тільки кілька хвилин, а потім падала за рахунок тепловідведення через відносно масивні поршні. Характерно, що для отримання дрібних алмазів, які використовувалися в промисловості для виготовлення алмаз-них пив, шліфувальних кругів і полірувальних порошків, як за технологією ASEA, так і «Дженерал електрик» було потрібно всього дві-три хвилини. Розміри алмазів, одержуваних в обох випадках, були істотно менше I мм. Зазвичай в дослідах ASEA утворювалося 20-50 кристалів розміром 0,1-0,5 мм. Пізніше ASEA стала ис-а-осващенне робочого об'єму і апараті, що використовується ASEA; б-зміна температури по часу після підпалювання термитной суміші.
використовувати електричний нагрів струмом до 1500 А, що дозволило збільшити вихід алмазів.
Апарат високого тиску «белт» компанія «Дженерал електрик» згодом замінила конструкцією тетраедр і чеського типу, розробленої Холом приблизно в той же час [25]. Головна перевага її полягала в застосуванні відносно дешевих пресів. У першому варіанті цієї конструкції використовувалися чотири незалежно працювали преса, змонтовані в симетричній рамі і сходяться в центральній частині робочого об'єму. Для іншої, більш простий модифікації потрібно тільки один гідравлічний прес, а зусилля в трьох інших напрямках виникають за рахунок взаємодії поршнів з конічною поверхнею міцної сталевої підтримки. В останньої модифікації апарату робоча поверхня зроблена сферичної і застосовані вставки з карбіду вольфраму, що відрізняється більшою твердістю і міцністю в порівнянні зі сталлю, з якої виготовляються поршні. У тетраедричну простір, утворене внутрішніми поверхнями цих вставок, монтується спеціально виготовлена деталь з пирофиллита з електропіччю, що представляє собою графітодую трубку. Електричний струм підводиться через Два протилежних поршня або через спеціальні електровводи. У піч поміщаються графіт і метал-розчинник.
Зараз алмази виробляються в декількох країнах, і більше половини з використовуваних в промисловості - синтетичні алма-3hli конкурують за ціною з видобуваються з надр Землі. через
місяць після повідомлення «Дженерал електрик» в 1955 р керівництво південноафриканської гірничодобувної корпорації «Де Бірс» прийняло рішення про необхідність Проїзводстно синтетичних алмазів. Фабрика в Спрінгсі поблизу Йоганнесбурга, ПАР, що належить «Де Бірс», почала давати продукцію в 1958 р і зараз має 75 одиниць обладнання високого тиску. Дочірнє підприємство було відкрито в Шаннон. Ірландія, в 1963 р а в 1967 р «Де Бірс» і ASEA (яка не приступала до комерційного випуску алмазів до 1964 р) уклали угоду про спільне виробництво. Технічні алмази випускаються в Китаї, Чехословаччині, Нідерландах, Японії і в великому обсязі в Радянському Союзі.
Світове споживання технічних алмазів складає більше 100 млн. Карат (20 т) в рік, і для їх виробництва потрібно кілька сотень тонн графіту.