Umjetni dijamanti: kako izgledaju, kako ih dobivaju i gdje se koriste?

Dijamanti se odlikuju jedinstvenom gustoćom strukture, omogućujući kamenu da izdrži velika opterećenja i visoke temperature. Ovo se svojstvo koristi u svemirskim eksperimentima i razvoju, u proizvodnji medicinskih uređaja i preciznih satova, u nuklearnoj industriji. Nakon rezanja, prekrasan mineral pretvara se u dijamant, što draguljari vrlo cijene. Suvremena tehnologija omogućuje vam da je stvorite u umjetnim uvjetima, smanjujući cijenu bez gubitka kvalitete.

Za aktivnu uporabu u industrijskim razmjerima, umjetni dijamanti se proizvode od 1993. godine. Njihova kvaliteta bila je toliko visoka da su draguljarima bili potrebni posebni testovi kako bi utvrdili autentičnost kamenja. Za prosječnog potrošača ta razlika uopće nije bila očita pa su mnoge tvrtke počele koristiti kristale za izradu luksuznog nakita.

U modernim laboratorijima uzgaja se nekoliko vrsta ovog sintetičkog kamena: cerussiti, fabuliti, rhinestones, feroelektričari, moissanites. Najljepšom i najčišćom smatra se kocka cirkonijevim dioksidom, koja se naziva "kubični cirkonij". Koristi se u mnogim industrijama i dopunjuje kolekcije modnih kuća Thomas Sabo i Pandora.

Glavne značajke umjetno uzgajanih dijamanata:

• niska cijena u usporedbi s prirodnim kamenjem (cijena je 10-15 puta manja);
• jednostavnost rezanja;
• odsutnost skrivenih nedostataka koji utječu na tvrdoću (mjehurići zraka, pukotine);
• potpuna imitacija pravog dijamanta nakon rezanja.

Među ljubiteljima lijepog kamenja podijeljena su i mišljenja o svojstvima umjetnog kamena. Neki od njih vjeruju da je samo pravi dijamant sposoban otjerati zle duhove, zaštititi svog vlasnika od oštećenja i zlog oka, pomaže mu u komercijalnim poslovima.

Umjetno stvoreno kamenje posljednjih godina razvili su poznati brandovi Diamond Foundry, Helzberg s Diamond Shops i LifeGem. Ovaj posao u Sjedinjenim Državama smatra se najprofitabilnijim i najperspektivnijim, jer je šteta za okoliš minimalna. Uz to, mnogi geološki eksperimenti dokazuju da je razdoblje formiranja dijamanata u prirodi završeno. Stoga će razvoj novih ležišta uskoro biti prošlost.

Pravi dijamanti popularni su već nekoliko stoljeća. Skupi dijamanti ukrašavali su kraljevsku odjeću i krune, naslijeđeni su i uključeni u zlatnu rezervu riznice mnogih zemalja. I danas su fasetirani minerali najbolja investicija koja se svake godine samo povećava.

Prvi umjetni dijamant dobili su 1950. godine švedski znanstvenici u laboratoriju ASEA. Nakon studije, svoje iskustvo je 1956. godine ponovila američka tvrtka General Electric poboljšavajući tehnologiju. Tijekom nekoliko desetljeća pojavile su se nove metode i razvoj koji su omogućili promjenu sjene, oblika i veličine sintetskog minerala. Godine 1967. dobiven je patent za uzgoj nakitnog kamenja.

Povijest njihove proizvodnje u Sovjetskom Savezu započinje prvim kamenom, koji je sintetiziran na Institutu za fiziku i visoki tlak krajem 50-ih godina prošlog stoljeća. No, aktivni rad u tom smjeru provodi znanstvenik O. I. Leipunsky, koji je 1946. objavio mnoge znanstvene radove i proračune.

Pravi proboj dogodio se početkom 60-ih godina prošlog stoljeća, kada su mladi znanstvenici u moskovskom laboratoriju za visoki tlak stvorili posebnu prešu. Uz njegovu pomoć bilo je moguće uspostaviti veliku proizvodnju teškog kamenja: količina je dosezala tisuću karata dnevno. Svi proizvedeni industrijski dijamanti korišteni su za potrebe raketne znanosti i strojarstva, izvezeni su, donoseći milijarde dolara dobiti.

Posljednjih godina nove tehnologije u Rusiji razvile su privatne nakitnice i istraživačke laboratorije.

Umjetne dijamante uzgajane u laboratorijima vodećih kemijskih tvrtki teško je razlikovati od pravog kamena u pogledu prozirnosti i svjetline. Ali sve poznate metode zahtijevaju velika ulaganja, dugotrajne su.

NRHT ili visoki tlak, visoka temperatura je najčešća tehnologija. Temelj sintetičkog kubičnog cirkonija znanstvenici polažu pravo kamenje veličine 0,5 mm. U posebnoj komori, na principu rada nalik autoklavu, stvara se kombinacija temperature od najmanje 1400 ° C i tlaka od 55 000 atmosfera. Različiti kemijski spojevi, grafitni slojevi nanose se na prirodnu bazu.

Nakon 10 dana takvog izlaganja nastaju snažne sigma veze, zglobovi oko baze oblikuju se u čvrsti i prozirni kamen.

Ova je tehnologija jedna od prvih u uzgoju umjetnih minerala. Široko se koristi kada je potrebno stvoriti posebno jak i oštar dijamantski premaz, stvoriti visokokvalitetne dijamante. Sve komponente i dijamantna podloga smješteni su u posebne komore koje stvaraju vakuum. Nakon punjenja metanom započinje izlaganje mikrovalnom zračenju, koje je dobro poznato po svom djelovanju mikrovalne. Pri visokim temperaturama kemijski spojevi ugljika počinju se rastopiti i kombinirati s bazom.

CVD tehnologija proizvodi dijamante visoke kvalitete koji nisu lošiji u svojstvima od stvarnih. Na njihovoj se osnovi razvija tehnologija za zamjenu sklopova računala, dielektrika i ultra tankih skalpela u oftalmologiji otpornih na habanje.

Jedno od najnovijih razvoja je metoda sinteze eksploziva. Temelji se na kombinaciji naglog zagrijavanja kemijske smjese s eksplozijom i naknadnim smrzavanjem dobivenog minerala. Rezultat je sintetički dijamant s prirodnim svojstvima izrađenim od kristalnog ugljika. Ali visoki trošak tjera kemičare da traže nove mogućnosti za sintezu kamene mase.

Među svim dijamantima sintetičko kamenje zauzima tek 10% tržišta. Za proizvodnju ženskog nakita koriste se jeftini kristali kubičnog cirkonija. Poznate modne kuće ukrašavaju uz njih večernje haljine, torbe i cipele, koriste se u ekskluzivnom dekoru.

Više od 90% umjetnih dijamanata koristi se u industriji. Glavni smjerovi:

• visoko precizni brusni strojevi, alati za rezanje tvrdih materijala;
• mikroelektronika i proizvodnja računala;
• obrambena industrija;
• robotike;
• jedinstveni laseri za operaciju oka;
• strojarstvo;
• novi strojevi u metalurgiji;
• raketna znanost.

Među najnovijim dostignućima je uporaba sintetičkog dijamanta za proizvodnju umjetnih leća. Operacije transplantacije pokazale su da čistoća i lakoća rezanja čine implantat idealnim za pacijenta.

Industrija proizvodi sintetički dijamant, toliko sličan prirodnom kristalu da su potrebni brojni laboratorijski testovi da se identificiraju. Razmotrimo najčešće razlike.

• Svi umjetno uzgojeni dijamanti imaju posebnu marku. Omogućuje naziv tvrtke ili laboratorija koji je proizvodio proizvod.

• Za pregled je bolje koristiti ne povećalo, već moćan mikroskop. U radionicama se defekti otkrivaju pomoću spektrografa, prozirnog pod ultraljubičastim zracima.

• Stvarni dijamanti ne reagiraju na elektromagnetska polja. Ovo svojstvo može se koristiti kao metoda provjere: sintetički kamen privlači jak magnet.

• Ako je kod kuće potrebno identificirati dijamant, stavlja se na debeli bijeli papir. Pažljivijim pregledom otkrivaju se zone rasta koje nastaju kada se formira ugljeni sloj pod visokim pritiskom.

• Prirodno kamenje stvara se od najmanjih monokristala, stoga imaju homogenu strukturu. Neprirodni proizvodi, kada se pregledaju pod mikroskopom, kao da su sastavljeni od mnogih mikroskopskih kristala.

U samo 10-15 sekundi oni vam omogućuju razlikovanje sintetike od prirodnog kamena s točnošću od 95-98%, daju maksimalne podatke o kvaliteti i strukturi kristala.

Proizvodnja sintetičkih dijamanata opisana je u sljedećem videu.