Els diamants es distingeixen per una densitat única de l'estructura, que permet a la pedra suportar grans càrregues i altes temperatures. Aquesta propietat s'utilitza en experiments i desenvolupaments espacials, en la producció de dispositius mèdics i rellotges de precisió a la indústria nuclear. Després del tall, un bell mineral es converteix en un diamant, molt apreciat pels joiers. La tecnologia moderna permet crear-la en condicions artificials, reduint el preu sense pèrdua de qualitat.
Característiques
Per a ús actiu a escala industrial, des del 1993 s’han produït diamants artificials. La seva qualitat era tan alta que els joiers van necessitar proves especials per determinar l’autenticitat de les pedres. Per al consumidor mitjà, la diferència no era gens evident, per la qual cosa moltes empreses van començar a utilitzar cristalls per crear joies de luxe.
Als laboratoris moderns es conreen diversos tipus d’aquesta pedra sintètica: cerussites, fabulites, strass, ferroelèctrics, moissanites. El més bonic i net és considerat un cub de diòxid de zirconi, que s'anomena "zirconi cúbic". Usat en moltes indústries, complementa les col·leccions de cases de moda Thomas Sabo i Pandora.
Les principals característiques dels diamants cultivats artificialment:
- baix cost en comparació amb les pedres naturals (el preu és de 10 a 15 vegades menys);
- facilitat de tall;
- l’absència de defectes ocults que afectin la duresa (bombolles d’aire, esquerdes);
- imitació completa d’un diamant real després del tall.
Entre els amants de les pedres boniques, també es van dividir opinions sobre les propietats de la pedra artificial. Alguns d’ells creuen que només un diamant real és capaç d’allunyar els mals esperits, protegir el seu propietari dels danys i dels ulls dolents, l’ajuda en assumptes comercials.
Els titulars artificials de diamants afirmen que les seves joies emeten energia positiva i aporten fortuna per a no menys.
En els darrers anys, les pedres creades artificialment han estat desenvolupades per les conegudes marques Diamond Foundry, Helzberg i Diamond Shops i LifeGem. Aquesta empresa als Estats Units es considera la més rendible i prometedora, ja que els danys ambientals són mínims. A més, molts experiments geològics demostren que s’ha acabat el període de formació de diamants a la natura. Per tant, el desenvolupament de nous dipòsits aviat serà cosa del passat.
Historial de rebuts
Els diamants reals han estat populars durant diversos segles. Els diamants costosos adornaven la roba i les corones reials, van ser heretats i inclosos a la reserva d'or del tresor de molts països. Encara avui, els minerals de faceta són la millor inversió, que només augmenta en valor cada any.
Per tant, els primers desenvolupaments i intents de crear pedra sintètica van començar ja a finals del segle XIX.
El primer diamant artificial va ser obtingut el 1950 per científics suecs al laboratori d'ASEA. Després de l'estudi, la companyia nord-americana General Electric va repetir la seva experiència el 1956, millorant la tecnologia. Al llarg de diverses dècades, van aparèixer nous mètodes i desenvolupaments que van permetre canviar l'ombra, la forma i la mida del mineral sintètic. El 1967 es va obtenir una patent per al cultiu de pedres de joieria.
La història de la seva producció a la Unió Soviètica comença amb la primera pedra, sintetitzada a l’Institut de Física i Alta Pressió a finals dels anys 50 del segle passat. Però el treball actiu en aquesta direcció el duu a terme el científic O. I. Leipunsky, que ha publicat molts treballs i càlculs científics el 1946.
El seu treball en el camp de la química va servir de base per a nous mètodes, que pràcticament es van convertir en la base per a la producció industrial moderna de diamants artificials.
Un avanç real es va produir a principis dels anys 60 del segle passat, quan joves científics del Laboratori d'Alta Pressió de Moscou van crear una premsa especial. Amb la seva ajuda, va ser possible establir una producció a gran escala de pedres resistents: el volum arribava a mil quilrats al dia. Tots els diamants industrials produïts s’utilitzaven per a les necessitats de la ciència dels coets i l’enginyeria mecànica, s’exportaven, aportant milers de milions de dòlars en benefici.
En els darrers anys, les noves tecnologies a Rússia han estat desenvolupades per cases de joieria privades i laboratoris de recerca.
Atreuen experts estrangers de Sud-àfrica, els Estats Units i Europa, tractant de reduir el cost de la tècnica.
Com fer diamants sintètics?
Els diamants artificials cultivats als laboratoris d’empreses químiques líders són difícils de distingir d’una pedra real en termes de transparència i lluentor. Però tots els mètodes coneguts requereixen grans inversions, que necessiten temps.
Per tant, la principal tasca dels científics és trobar l'equilibri perfecte entre qualitat i cost de producció.
Tècnica NRNT
La NRHT o alta pressió, la temperatura alta és la tecnologia més comuna. Els fonaments dels científics de zirconia cúbica sintètica posen pedres reals amb una mida de 0,5 mm. En una cambra especial, sobre el principi de funcionament semblant a un autoclau, es crea una combinació d'una temperatura d'almenys 1400 ºC i una pressió de 55.000 atmosferes. Diferents compostos químics, les capes de grafit estan superposades sobre una base natural.
Després de 10 dies d'aquesta exposició, es produeixen enllaços sigma forts, les juntes al voltant de la base es formen en una pedra sòlida i transparent.
Aquesta tecnologia recrea al màxim les condicions naturals per a l'aparició del mineral, de manera que la qualitat sempre està a la part superior, els defectes són pràcticament eliminats.
Producció de CVD o síntesi de pel·lícules
Aquesta tecnologia és una de les primeres en el cultiu de minerals artificials. S'utilitza àmpliament quan és necessari crear un recobriment de diamants especialment fort i fort, per crear diamants d'alta qualitat. Tots els components i el substrat de diamants es col·loquen en cambres especials que creen un buit. Després d’omplir-se amb metà, comença l’exposició a la radiació de microones, molt coneguda pel seu funcionament al microones. A temperatures altes, els compostos químics del carboni comencen a fondre’s i combinar-se amb la base.
La tecnologia CVD produeix diamants d'alta qualitat que no són inferiors en propietats que els reals. Sobre la seva base, s'està desenvolupant una tecnologia per substituir les plaques de circuit resistents al desgast d'ordinadors, dielèctrics i bisturins ultratin en oftalmologia.
Els científics esperen que, en un futur pròxim, per a 1 quilat de pedres sintètiques obtingudes mitjançant aquesta tecnologia, es pugui reduir el preu fins a 5-8 dòlars.
Tècnica de síntesi explosiva
Un dels darrers desenvolupaments és el mètode de síntesi d’explosius. Es basa en una combinació d’un escalfament brusc d’una barreja química amb una explosió i posterior congelació del mineral resultant. El resultat és un diamant sintètic amb propietats naturals fabricades amb carboni cristal·lí. Però l’elevat cost fa que els químics busquin noves opcions per a la síntesi de la massa de pedra.
Àmbit d’aplicació
Entre tots els diamants, les pedres sintètiques ocupen només el 10% del mercat. S'utilitzen cristalls barats de zirconi cúbic per a la fabricació de joies per a dones. Les famoses cases de moda decoren amb ells vestits de nit, bosses i sabates, s'utilitzen en una decoració exclusiva.
Els joves progressistes els escullen cada cop més per la seguretat i l’amabilitat ambiental.
Més del 90% dels diamants artificials s’utilitzen a la indústria. Les principals indicacions:
- rectificadores d'alta precisió, eines per tallar materials durs;
- microelectrònica i fabricació d’ordinadors;
- indústria de la defensa;
- robòtica;
- làsers únics per a cirurgia ocular;
- enginyeria mecànica;
- noves màquines en metal·lúrgia;
- ciència dels coets
Entre els darrers avenços destaca l’ús del diamant sintètic per a la fabricació d’una lent artificial. Les operacions de trasplantament han demostrat que la neteja i la facilitat de tall fan que l’implant sigui ideal per al pacient.
Difereix en l'angle de refracció i durabilitat correctes.
Comparació amb pedres naturals
La indústria produeix un diamant sintètic, tan similar a un cristall natural, que calen diverses proves de laboratori per identificar-lo. Considereu les diferències més habituals.
- Tots els diamants cultivats artificialment tenen una marca especial. Dóna el nom de l'empresa o laboratori que va produir el producte.
- Per a la inspecció, és millor utilitzar no una lupa, sinó un poderós microscopi. Als tallers, es detecten defectes mitjançant un espectrògraf, translúcid sota els rajos ultraviolats.
- Els diamants reals no responen als camps electromagnètics. Aquesta propietat es pot utilitzar com a mètode de verificació: una pedra sintètica és atreta per un imant fort.
- Si cal identificar un diamant a casa, es col·loca sobre paper blanc gruixut. Una mirada més propera revela les zones de creixement que es produeixen quan es forma una capa de carboni a alta pressió.
- Les pedres naturals es creen a partir dels cristalls simples més petits, per tant, tenen una estructura homogènia. Els productes no naturals, quan s'examinen a un microscopi, són com si estiguessin formats per molts cristalls microscòpics.
Els intercanvis de diamants a tot el món utilitzen instruments especials de Diamond Check i M-Screen per a l’anàlisi.
En només 10-15 segons, permeten distingir la sintètica de la pedra natural amb una precisió del 95-98%, donant informació màxima sobre la qualitat i l’estructura del cristall.
La producció de diamants sintètics es descriu al següent vídeo.
