CVD vs. HPHT: Wie werden Lab-Grown Diamanten hergestellt?

Ein Diamant, der in der Natur eine Milliarde Jahre zum Entstehen brauchte, kann heute innerhalb weniger Wochen gezüchtet werden — und ist chemisch, strukturell und physikalisch identisch mit einem aus der Erde gewonnenen Diamanten. Das ist die Realität von Lab-Grown Diamanten heute.

Doch wie komprimiert man eine Milliarde Jahre Geologie in einen Laborprozess? Die Antwort liegt in zwei Verfahren: HPHT (High Pressure High Temperature) und CVD (Chemical Vapor Deposition). Beide erzeugen echte Diamanten – aber auf völlig unterschiedlichen Wegen. Und genau da wird es interessant.

Eine kurze Geschichte der Lab-Grown Diamanten

Wissenschaftler versuchten seit über einem Jahrhundert, Diamanten im Labor zu züchten. Der erste echte Durchbruch kam Mitte der 1950er Jahre, als Forscher den extremen Druck und die Hitze nachbildeten, unter denen Diamanten natürlich entstehen. Daraus wurde HPHT — die erste Methode, mit der sich Diamanten zuverlässig herstellen ließen, allerdings meist für industrielle Anwendungen wie Schneid- und Bohrwerkzeuge, nicht für Schmuck.

Die Forschung an CVD begann ungefähr zur gleichen Zeit, doch es dauerte länger, bis das Verfahren zuverlässig funktionierte. Erst in den 1980er Jahren konnte CVD zuverlässig Diamanten herstellen, die gut und groß genug für Schmuck waren. Ab den 1990er Jahren wurden beide Methoden immer weiter verbessert. Heute sind CVD und HPHT beides bewährte, etablierte Wege zur Herstellung von hochwertigen Lab-Grown Diamanten.

HPHT: Diamanten mit Druck und Hitze züchten

HPHT bildet die Bedingungen tief im Erdinneren nach, unter denen natürliche Diamanten tatsächlich entstehen. Ein kleiner Diamantkeim liegt zusammen mit einer Kohlenstoffquelle, meist Graphit, und einem metallischen Material, dem sogenannten Flux, in einer Wachstumszelle. Die gesamte Zelle wird unter etwa 5–6 Gigapascal Druck gesetzt und auf ungefähr 1.300–1.600 °C erhitzt.

Diese Hitze schmilzt den Flux, und Kohlenstoff löst sich darin auf. Sobald die kohlenstoffreiche Flüssigkeit den kühleren Keim erreicht, kristallisieren die Kohlenstoffatome darauf und bauen langsam einen Diamanten auf. Je nach gewünschter Größe kann das von etwa einer Stunde bis zu mehreren Wochen dauern.

Die entstehenden Kristalle haben ihre eigenen, charakteristischen Wachstumsmuster — anders als natürliche Diamanten und anders als CVD-Diamanten. Genau diese Merkmale ermöglichen es gemmologischen Laboren zu bestimmen, wie ein Diamant entstanden ist.

HPHT Produktion

HPHT und die Größe der Diamanten

HPHT war traditionell besonders gut darin, kleinere Diamanten herzustellen, einschließlich der winzigen „Melee"-Steine, die in Pavé-Fassungen verwendet werden. Das ist ein wichtiger Grund, warum HPHT eine so große Rolle in der Diamantenproduktion spielt.

Aber: Ein Diamant mit 1 Karat ist keineswegs eine Obergrenze für HPHT. Die Technologie hat sich stark weiterentwickelt. Das GIA hat HPHT-Kristalle mit einem Gewicht von über 100 Karat dokumentiert, darunter einen 150,42-karätigen Kristall, der 2021 gezüchtet wurde.

Der eigentliche Unterschied zwischen HPHT und CVD ist also keine feste Größengrenze. Es ist eher eine Größenverteilung: HPHT war historisch effizient für kleinere Steine, während CVD zur bevorzugten Methode für größere Diamanten in Schmuckqualität geworden ist.

CVD Produktion

CVD: Diamanten Schicht für Schicht züchten

CVD funktioniert auf eine völlig andere Weise. Statt mit enormem Druck findet der Prozess in einer Vakuumkammer bei deutlich niedrigerem Druck statt. Flache Diamantkeime liegen darin und werden einem kohlenstoffreichen Gas ausgesetzt — meist einer Mischung aus Methan und Wasserstoff.

Mikrowellen erzeugen in der Kammer ein Plasma. Das spaltet das Gas auf und setzt Kohlenstoffatome frei, die sich auf dem Keim absetzen und kristallisieren — so entsteht der Diamant Schicht für Schicht. Das geschieht bei niedrigeren Temperaturen als bei HPHT, etwa 900–1.200 °C, und dauert meist mehrere Wochen.

Der entstehende Rohkristall ist meist flach, wie eine Platte — nicht die kompakte dreidimensionale Kristallform, die bei HPHT entsteht.

Warum CVD mit größeren Diamanten verbunden wird

Frühe CVD-Diamanten waren klein und für Schmuck kaum geeignet — selbst bis in die frühen 2000er Jahre waren CVD-Steine in Schmuckqualität noch ziemlich begrenzt. Das hat sich seitdem stark verändert. Laut GIA wogen die meisten CVD-Diamanten, die vor 2010 zur Begutachtung eingereicht wurden, weniger als einen halben Karat. Heute liegen die meisten über 3 Karat, und Steine mit 10 Karat oder mehr werden immer häufiger.

Das bedeutet nicht, dass CVD nur für große Steine verwendet wird — auch kleinere Diamanten werden produziert. Es bedeutet nur, dass CVD besonders gut darin geworden ist, größere Diamanten in Schmuckqualität zu produzieren, weshalb Hersteller diese oft für größere Solitärsteine wählen.

CVD vs. HPHT auf einen Blick

Keine Methode ist „besser". Es sind einfach zwei unterschiedliche Wege, dasselbe Material zu züchten.

Wo werden Lab-Grown Diamanten hergestellt

China ist seit Langem der größte Produzent von Lab-Grown Diamanten nach Menge und eng mit HPHT verbunden. Chinesische Hersteller produzieren große Mengen kleinerer Steine, einschließlich Melee-Ware, zusammen mit einem beachtlichen Anteil an CVD-Produktion.

Indien, besonders die Stadt Surat in Gujarat, ist zu einem wichtigen Zentrum für CVD geworden. Surat war bereits eines der weltweit größten Zentren für das Diamantschleifen und -polieren und hat enorme CVD-Fertigungskapazitäten aufgebaut.

Die USA haben ebenfalls eine lange Geschichte in der CVD-Forschung und -Produktion, und beide Methoden werden auch in anderen Ländern eingesetzt.

HPHT: Wachstumsmethode oder Behandlung?

HPHT kann zwei unterschiedliche Bedeutungen haben: Zum einen bezeichnet der Begriff die hier beschriebene Wachstumsmethode, zum anderen aber auch ein Verfahren, das erst nach dem Wachstum eines Diamanten zur Nachbehandlung eingesetzt wird. So ist es durchaus möglich, dass ein Diamant im CVD-Verfahren gezüchtet und anschließend mittels HPHT nachbehandelt wird.

Warum passiert das? Manche CVD-Diamanten kommen leicht bräunlich aus dem Wachstumsprozess. Eine kontrollierte Hochtemperaturbehandlung kann die Struktur des Diamanten verändern und seine Farbe verbessern, manchmal bis hin zu vollständiger Farblosigkeit. Deshalb findet man in Beschreibungen manchmal die Angabe „CVD-gezüchtet, HPHT-behandelt" – ein Hinweis auf zwei getrennte Schritte: wie der Diamant gezüchtet wurde, und wie seine Farbe anschließend verbessert wurde.

Beeinflusst die Wachstumsmethode die Qualität?

Nicht wirklich. Sowohl CVD als auch HPHT können hervorragende Diamanten in Schmuckqualität hervorbringen. Die Wachstumsmethode allein entscheidet nicht darüber, ob ein Diamant am Ende schön oder schmucktauglich ist.

Wie bei jedem Diamanten wird der fertige Stein anhand der 4 Cs bewertet: Farbe, Reinheit, Schliff und Karatgewicht. Am wichtigsten ist Transparenz. Ein Lab-Grown Diamant sollte klar als solcher gekennzeichnet sein.

Das Wichtigste in Kürze

CVD und HPHT gehen sehr unterschiedliche Wege, um zum gleichen Ergebnis zu kommen. Beim CVD-Verfahren wächst ein Diamant Schicht für Schicht aus einem kohlenstoffhaltigen Gas. HPHT nutzt dagegen extremen Druck und hohe Temperaturen, um Bedingungen nachzubilden, wie sie tief im Inneren der Erde herrschen.

Egal mit welcher Methode ein Diamant entstanden ist — seine Kohlenstoffatome bilden am Ende dieselbe Kristallstruktur, die dem Diamanten seine Härte, seine Brillanz und alles andere verleiht, was ihn zum Diamanten macht.

Lab-Grown Diamanten bei amadia - young diamonds

Bei amadia verwenden wir sowohl CVD- als auch HPHT-Diamanten. Wie du jetzt weißt, ist keine der beiden Methoden „besser" — es sind einfach zwei unterschiedliche Wege, denselben echten Diamanten zu züchten. Entscheidend ist für uns die Qualität.

Deshalb hat jeder Diamant in unserem Schmuck die Farbe D-F, also vollständig farblos, und mindestens die Reinheit VS1, also augenreine Brillanz ohne sichtbare Einschlüsse. Egal ob ein Stein mit CVD oder HPHT gezüchtet wurde — das ist der Standard, den wir anlegen, bevor er in eines unserer Schmuckstücke gelangt.

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Häufig gestellte Fragen