Pēc 1797. gada atklājuma, ka dimants ir veidojies no tīra oglekļa, tika veikti vairāki mēģinājumi pārvērst vairākas lētākas oglekļa formas par dimantu.

Pirmie par panākumiem šajā jomā ziņoja Džeimss Ballantains Hannajs (James Ballantyne Hannay) 1879. gadā un Ferdinands Frederiks Anrī Moissans (Ferdinand Frédéric Henri Moissan) 1893. gadā. Viņu metode iekļāva ogles karsēšanu temperatūrā līdz 3500 ° C ar dzelzi no iekšpuses pārklātā oglekļa tīģeļa krāsnī. Hannay izmantoja ar liesmu kurināmu kameru, bet Moissan pielietoja viņa paša izstrādātu elektriskā loka krāsni, kurā elektriskais loks atradās starp oglekļa stieņiem kaļķa blokos. Izkausēto dzelzi pēc tam strauji atdzesēja, iegremdējot ūdenī. Saraušanās, ko izraisa dzesēšana rada augstu spiedienu, kas nepieciešams, lai grafītu pārvērstu par dimantu.

Sers Čārlzs Algernons Parsons (Sir Charles Algernon Parsons), ievērojams zinātnieks un inženieris, kas kļuva plaši pazīstams ar savu izgudrojumu – tvaika turbīnu, teju 40 gadus (1882.-1922.) pavadīja veicot iepriekšminēto zinātnieku pētījumu reprodukcijas mēģinājumus.

GE dimanta projekts

1941. gadā tika panākta vienošanās starp General Electric (GE), Norton un Carborundum uzņēmumiem, lai attīstītu dimanta sintēzi. Pētījumi un eksperimenti turpinājās, tika atklāta iespēja uzkarsēt oglekli līdz aptuveni 3000 ° C temperatūrai zem 3,5 gigapaskālu (GPA) spiediena uz dažām sekundēm. Tomēr drīz pēc tam projektu pārtrauca Otrā Pasaules kara notikumi. Projekts tika atsākts atkal 1951. gadā GE Schenectady laboratorijā, tika izveidota „augsta spiediena dimanta grupa” (high-pressure diamond group) ar F.P. Bundy un H.M. Strong priekšgalā.

Schenectady grupa („augsta spiediena dimanta grupa”) uzlaboja Percija Birdgmana (Percy Bridgman), kurš 1946. gadā saņēma Nobela prēmiju par savu darbu, projektētās laktas. F.P. Bundy un H.M. Strong veica pirmos uzlabojumus, pēc tam darbu turpinaja H. Tracy Hall.

GE komanda izmantoja volframa karbīda laktas hidrauliskā presē, lai saspiestu oglekļa paraugu, kas novietots kaolinīta konteinerā.

Viena veiksmīga eksperimenta gadījumā GE komanda reģistrēja dimanta sintēzi, bet, dēļ neskaidriem sintēzes apstākļiem, eksperimentu neizdevās atkārtot.

1954. gada 16. decembrī H. Tracy Hall sasniedz pirmo komerciāli veiksmīgo dimanta sintēzi un 1955. gada 15. februārī par to tika paziņots oficiāli. Viņa atklājums bija „lentes preses” izmantošana, ar kuru bija iespējams sasniegt spiedienu virs 10 GPa un temperatūru virs 2000 ° C. „Lentes presē” izmantoja pirofilīta tvertni, kurā grafīts tika izšķīdināts kausētā niķelī, kobaltā vai dzelzī. Šie metāli darbojās kā „šķīdinātaju katalizatori”, kas šķīdina oglekli un paātrina tā pārvēršanos dimantā.

Lielākais dimants, ko viņš izveidoja bija 0,15 mm diametrā, bet tas bija pārāk mazs un vizuāli nepilnīgs, lai to izmantotu kā dārgakmeni rotaslietās, tomēr tas bija izmantojamas rūpniecības abrazīvu izstrādē. Halla kolēģiem izdevās atkārtot viņa veikto dimanta sintēzi, atklājums tika publicēts žurnālā Nature. Viņš bija pirmais cilvēks, kurš izveidoja sintētisko dimantu reproducējama, pārbaudāma un labi dokumentēta procesa gaitā. 1955. gadā H. Tracy Hall aizgāja no GE un trīs gadus vēlāk izstrādāja jaunu dimantu sintēzes aparātu - tetraedrisko presi ar četrām laktām. Vēlak viņš saņēma Amerikas Ķīmijas biedrības (American Chemical Society) balvu par radošu izgudrojumu dimantu sintēzes jomā.

Velākie pilnveidojumi

1953. gada 16. februārī Stokholmā, ASEA (Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget), vienā no Zviedrijas lielākajiem elektrības ražošanas uzņēmumiem, tika veikta dimanta sintēze. Sākot ar 1949. gadu ASEA, kā daļu no slepena dimantu izstrādes projekta ar kodētu nosaukumu QUINTUS, izveidoja komandu, kas sastāvēja no pieciem zinātniekiem un inženieriem. Komanda izmantoja Baltzar von Platen un Anders Kämpe projektētu lielgabarīta dalītās sfēras aparatūru, kurā uzturētais spiediens sasniedza aptuveni 8,4 Gpa stundā. Ar šo metodi tika saražoti daži maza izmēra dimanti, bet tie neatbilda dārgakmens kvalitātei un izmēram. Līdz pat 1980. gadam par šīs komandas veikto darbu nekas netika ziņots publiski. 1980. gada laikā šai komandai parādījās jauns konkurents Korejā, uzņēmums ar nosaukumu „Iljin Diamond”, kam vēlāk sekoja simtiem citu Ķīnas uzņēmumu. 1988. gadā Iljin Diamond, kā tika lēsts, nelikumīgi piesavinoties komercnoslēpumu no GE, veiksmīgi pabeidza dimanta sintēzes mēģinājumu.

1970. gadā GE izgatavoja pirmo dārgakmens kvalitātes dimanta kristālu, par ko publiski tika paziņots 1971. gadā. Pirmajos veiksmīgajos izmēģinājumos izmantoja pirofilīta cauruli ar plāniem dimanta slānīšiem katrā tās galā. Grafīta padeves materiāls (kodols) tika novietots centrā un metāla šķīdinātājs (niķelis) starp grafītu un dimanta slānīšiem. Konteineru uzkarsēja un spiedienu palielināja līdz aptuveni 5,5 GPa. Kristāli auga virzienā no centra uz caurules galiem, un, pagarinot procesa ilgumu varēja iegūt lielāku kristālu. Sākotnēji nedēļu ilgas dimantu audzēšanas procesa rezultātā varēja saražot dārgakmens kvalitātes dimantus aptuveni 5 mm apmērā (t.i.1 karāts vai 0,2 g). Grafīta padevi drīz pēc tam aizstāja ar dimanta graudu (ko novietoja caurules centrā), jo tas ļāva daudz precīzāk kontrolēt vēlamā kristāla formu.

Pirmie izveidotie dārgakmens kvalitātes dimanti vienmēr bija no dzeltenas līdz pat brūnai krāsai dēļ slāpekļa piejaukuma. Likvidējot slāpekli dimantu izstrādes procesā un, pievienojot alumīniju vai titānu, tika ražoti arī bezkrāsas "baltie" dimanti, un pievienojot boru - zilas krāsas dimanti. Tomēr tika atklāts, ka slāpekļa likvidēšana dimantu izstrādes procesā palēnina dimantu „augšanas” procesu un samazina kristāla kvalitāti, tāpēc procesam bija jānotiek ar slāpekļa klātbūtni.

Kaut arī GE radītie sintētiskie dimanti un dabīgie dimanti bija identiski pēc to ķīmiskajām īpašībām, to fizikālās īpašības nebija vienādas. Bezkrāsaini („balti”) dimanti uzrādīja spēcīgu fluorescenci un fosforescenci īsviļņu ultravioletā gaismā, bet bija inerti garviļņu ultravioletā gaismā. Tikai retiem zilas krāsas dabīgajiem dimantiem novērojamas tādas pat īpašības. Atšķirībā no dabīgajiem dimantiem, visiem GE radītajiem sintētiskajiem dimantiem tika novērota spēcīga dzeltenas krāsas fluorescence zem X-stariem.

„De Beers Diamond Research Laboratory” pētniecības nolūkos, uzturot stabilus HPHT (augsta spiediena, augstas temperatūras) apstākļus sešu nedēļu garumā, ir izveidojuši samērā augstas kvalitātes dimantus izmērā līdz pat 25 karātiem (5,0 g). Ekonomisku iemeslu dēļ lielākā daļa sintētisko dimantu tiek ražoti ne lielāki kā 1 karāts (200 mg), atsevišķos gadījumos - līdz 1,5 karātiem (300 mg).