Sztuczne diamenty: jak wyglądają, jak je zdobyć i gdzie są używane?

Diamenty wyróżniają się wyjątkową gęstością struktury, dzięki czemu kamień jest odporny na duże obciążenia i wysokie temperatury. Ta właściwość jest wykorzystywana w eksperymentach kosmicznych i opracowaniach, w produkcji urządzeń medycznych i zegarów precyzyjnych w przemyśle jądrowym. Po wycięciu pięknego minerału zamienia się w diament, który doceniają jubilerzy. Nowoczesna technologia pozwala tworzyć ją w sztucznych warunkach, obniżając cenę bez utraty jakości.

Do aktywnego stosowania na skalę przemysłową od 1993 r. Produkowano sztuczne diamenty. Ich jakość była tak wysoka, że ​​jubilerzy musieli przeprowadzić specjalne testy, aby określić autentyczność kamieni. Dla przeciętnego konsumenta różnica nie była oczywista, więc wiele firm zaczęło używać kryształów do tworzenia luksusowej biżuterii.

W nowoczesnych laboratoriach uprawia się kilka rodzajów tego syntetycznego kamienia: cerusyty, fabulity, cyrkonie, ferroelektryki, moissanity. Najpiękniejszy i najczystszy uważany jest za sześcienny dwutlenek cyrkonu, zwany „cyrkonią”. Jest stosowany w wielu dziedzinach przemysłu, uzupełnia kolekcje domów mody Thomasa Sabo i Pandory.

Główne cechy sztucznie wyhodowanych diamentów:

• niski koszt w porównaniu z kamieniami naturalnymi (cena jest 10-15 razy mniejsza);
• łatwość cięcia;
• brak ukrytych wad wpływających na twardość (pęcherzyki powietrza, pęknięcia);
• pełna imitacja prawdziwego diamentu po cięciu.

Wśród miłośników pięknych kamieni podzielono także opinie na temat właściwości kamienia naturalnego. Niektórzy uważają, że tylko prawdziwy diament jest w stanie odpędzić złe duchy, chronić swojego właściciela przed uszkodzeniem i złym okiem, i pomaga mu w sprawach handlowych.

W ostatnich latach sztuczne kamienie zostały opracowane przez znane marki Diamond Foundry, Helzberg s Diamond Shops i LifeGem. Ta działalność w Stanach Zjednoczonych jest uważana za najbardziej dochodową i obiecującą, ponieważ szkoda dla środowiska jest minimalna. Ponadto wiele eksperymentów geologicznych dowodzi, że okres tworzenia diamentów w naturze dobiegł końca. Dlatego rozwój nowych depozytów wkrótce stanie się przeszłością.

Prawdziwe diamenty są popularne od kilku stuleci. Kosztowne diamenty zdobiły królewskie ubrania i korony, zostały odziedziczone i zostały włączone do rezerw złota w skarbcu wielu krajów. Nawet dziś cięte minerały są najlepszą inwestycją, która co roku rośnie tylko w cenie.

Pierwszy sztuczny diament został uzyskany w 1950 r. Przez szwedzkich naukowców w laboratorium ASEA. Po zbadaniu ich doświadczeń amerykańska firma General Electric powtórzyła w 1956 r. Ulepszoną technologię. W ciągu kilku dziesięcioleci pojawiły się nowe metody i zmiany, które pozwoliły zmienić odcień, kształt i wielkość minerału syntetycznego. W 1967 r. Otrzymano patent na uprawę kamieni jubilerskich.

Historia ich produkcji w Związku Radzieckim rozpoczyna się od pierwszego kamienia, który został zsyntetyzowany w Instytucie Fizyki i Wysokiego Ciśnienia pod koniec lat 50. ubiegłego wieku. Ale aktywną pracę w tym kierunku prowadzi naukowiec O. I. Leipunsky, który opublikował wiele prac naukowych i obliczeń w 1946 roku.

Prawdziwy przełom nastąpił na początku lat 60. ubiegłego wieku, kiedy młodzi naukowcy z Moskiewskiego Laboratorium Wysokiego Ciśnienia stworzyli specjalną prasę. Z jego pomocą udało się stworzyć na dużą skalę produkcję ciężkich kamieni: objętość osiągnęła tysiąc karatów dziennie. Wszystkie produkowane diamenty techniczne były wykorzystywane na potrzeby produkcji rakiet i budowy maszyn, były eksportowane, przynosząc miliardy zysków.

W ostatnich latach nowe technologie w Rosji zostały opracowane przez prywatne domy jubilerskie i laboratoria naukowe.

Sztuczne diamenty uprawiane w laboratoriach wiodących firm chemicznych trudno odróżnić od prawdziwego kamienia pod względem przejrzystości i blasku. Ale wszystkie znane metody wymagają dużych inwestycji kapitałowych, są pracochłonne.

HPHT lub High Pressure, High Temperature to najbardziej powszechna technologia. Podstawą syntetycznych naukowców z cyrkonu sześciennego są prawdziwe kamienie o wielkości 0,5 mm. W specjalnej komorze, na zasadzie działania przypominającego autoklaw, powstaje połączenie temperatury co najmniej 1400 ° C i ciśnienia 55 000 atmosfer. Różne związki chemiczne, warstwy grafitu, nakładają się na naturalną bazę.

Po 10 dniach takiej ekspozycji pojawiają się silne wiązania sigma, połączenia wokół podstawy są uformowane w solidny i przezroczysty kamień.

Ta technologia jest jedną z pierwszych w uprawie sztucznych minerałów. Jest szeroko stosowany, gdy trzeba stworzyć bardzo mocną i ostrą powłokę diamentową, tworząc diamenty o wysokiej jakości. Wszystkie składniki i podłoże diamentowe są umieszczone w specjalnych komorach, które tworzą próżnię. Po napełnieniu metanem rozpoczyna się ekspozycja na promienie mikrofalowe, dobrze znana z działania kuchenki mikrofalowej. W wysokich temperaturach związki chemiczne węgla zaczynają się topić i łączyć z bazą.

Technologia CVD daje diamenty wysokiej jakości, które nie są gorsze pod względem właściwości niż obecne. Na ich podstawie opracowywana jest technologia wymiany odpornych na zużycie płyt komputerów, dielektryków i ultracienkich skalpeli w okulistyce.

Jednym z najnowszych osiągnięć jest metoda syntezy materiałów wybuchowych. Opiera się na połączeniu ostrego ogrzewania mieszaniny chemicznej poprzez wybuch i późniejsze zamrożenie otrzymanego minerału. Rezultatem jest syntetyczny diament o naturalnych właściwościach, wytwarzany z krystalicznego węgla. Jednak wysokie koszty zmuszają chemików do poszukiwania nowych wariantów syntezy masy kamiennej.

Wśród wszystkich diamentów kamienie syntetyczne stanowią tylko 10% rynku. Tanie kryształy cyrkonu są używane do produkcji biżuterii damskiej. Słynne domy mody zdobią nimi suknie wieczorowe, torebki i buty, używane w ekskluzywnym stylu.

Ponad 90% sztucznych diamentów jest wykorzystywanych w przemyśle. Główne obszary:

• precyzyjne szlifierki, narzędzia do cięcia twardych materiałów;
• mikroelektronika i produkcja komputerów;
• przemysł obronny;
• robotyka;
• unikalne lasery do chirurgii oka;
• inżynieria mechaniczna;
• nowe obrabiarki w hutnictwie;
• nauka o rakietach.

Do najnowszych osiągnięć należy wykorzystanie syntetycznego diamentu do produkcji sztucznej soczewki. Operacje przeszczepu wykazały, że czystość i łatwość cięcia sprawiają, że implant jest idealny dla pacjenta.

Przemysł produkuje syntetyczny diament, tak podobny do naturalnego kryształu, że jego identyfikacja wymaga serii testów laboratoryjnych. Rozważ najczęstsze różnice.

• Wszystkie sztucznie wyhodowane diamenty mają specjalną pieczęć. Wskazuje nazwę firmy lub laboratorium, które wyprodukowało produkt.

• Do kontroli lepiej jest nie używać szkła powiększającego, ale potężny mikroskop. W warsztatach defekty są wykrywane za pomocą spektrografu, świecą przez promienie ultrafioletu.

• Prawdziwe diamenty nie reagują na pole elektromagnetyczne. Jako metodę weryfikacji można wykorzystać tę właściwość: syntetyczny kamień przyciąga silny magnes.

• Jeśli chcesz zidentyfikować diament w domu, jest on nakładany na biały gruby papier. Przy bliższym zbadaniu zauważalne są strefy wzrostu, które pojawiają się podczas tworzenia warstwy węgla pod wysokim ciśnieniem.

• Kamienie naturalne są tworzone z najmniejszych pojedynczych kryształów, dlatego mają jednolitą strukturę. Nienaturalne produkty, po szczegółowym zbadaniu pod mikroskopem, wydają się składać z wielu mikroskopijnych kryształów.

W ciągu zaledwie 10-15 sekund pozwalają z dokładnością 95-98% odróżnić tworzywa sztuczne od kamienia naturalnego, dając maksymalną informację o jakości i strukturze kryształu.

Produkcja syntetycznych diamentów jest opisana w następnym filmie.