Deimantai išsiskiria unikaliu struktūros tankiu, todėl akmuo gali atlaikyti dideles apkrovas ir aukštą temperatūrą. Ši savybė naudojama atliekant kosmoso eksperimentus ir plėtojant, gaminant medicinos prietaisus ir tikslius laikrodžius, branduolinėje pramonėje. Po pjovimo gražus mineralas virsta deimantu, kurį labai vertina juvelyrai. Šiuolaikinės technologijos leidžia ją sukurti dirbtinėmis sąlygomis, sumažinant kainą neprarandant kokybės.
Savybės
Aktyviam pramoniniam naudojimui dirbtiniai deimantai buvo gaminami nuo 1993 m. Jų kokybė buvo tokia aukšta, kad juvelyrams reikėjo specialių bandymų, siekiant nustatyti akmenų tikrumą. Paprastam vartotojui skirtumas nebuvo akivaizdus, todėl daugelis kompanijų pradėjo naudoti kristalus, kad sukurtų prabangius papuošalus.
Šiuolaikinėse laboratorijose auginamos kelios šio sintetinio akmens rūšys: cerussitai, fabulitai, cirkoniai, feroelektrikai, moissanitai. Gražiausiu ir švariausiu laikomas cirkonio dioksido kubas, kuris vadinamas „kubiniu cirkonio oksidu“. Naudojamas daugelyje pramonės sričių, jis papildo „Thomas Sabo“ ir „Pandora“ mados namų kolekcijas.
Pagrindinės dirbtinai išaugintų deimantų savybės:
- maža kaina, palyginti su natūraliais akmenimis (kaina yra 10–15 kartų mažesnė);
- pjaustymo lengvumas;
- paslėptų defektų, turinčių įtakos kietumui, nebuvimas (oro burbuliukai, įtrūkimai);
- visiškai pjaunant tikrą deimantą.
Tarp gražių akmenų mėgėjų nuomonės apie dirbtinio akmens savybes taip pat išsiskyrė. Kai kurie iš jų mano, kad tik tikras deimantas sugeba išvaryti piktąsias dvasias, apsaugoti jo savininką nuo žalos ir piktos akies, padeda jam komerciniuose reikaluose.
Dirbtinių deimantų savininkai teigia, kad jų papuošalai skleidžia teigiamą energiją ir ne mažiau atneša sėkmės.
Dirbtinai sukurtus akmenis pastaraisiais metais sukūrė gerai žinomi prekių ženklai „Diamond Foundry“, „Helzberg s Diamond Shops“ ir „LifeGem“. Šis verslas JAV laikomas pelningiausiu ir perspektyviausiu, nes žala aplinkai yra minimali. Be to, daugelis geologinių eksperimentų įrodo, kad gamtoje deimantų formavimosi laikotarpis baigėsi. Todėl naujų indėlių plėtra greitai taps praeitimi.
Gavimo istorija
Tikrieji deimantai buvo populiarūs kelis šimtmečius. Brangūs deimantai puošė karališkus drabužius ir vainikėlius, buvo paveldimi ir įtraukti į daugelio šalių iždo aukso atsargas. Net ir šiais laikais mineraliniai paviršiai su fasadais yra geriausia investicija, kurios vertė kasmet tik didėja.
Todėl pirmieji pokyčiai ir bandymai sukurti sintetinį akmenį prasidėjo jau XIX amžiaus pabaigoje.
Pirmąjį dirbtinį deimantą 1950 m. Gavo Švedijos mokslininkai ASEA laboratorijoje. Po tyrimo jų patirtį pakartojo amerikiečių bendrovė „General Electric“ 1956 m., Tobulindama technologijas. Per kelis dešimtmečius atsirado naujų metodų ir patobulinimų, leidusių pakeisti sintetinio mineralo atspalvį, formą ir dydį. 1967 m. Buvo gautas patentas papuošalų akmenims auginti.
Jų gamybos Sovietų Sąjungoje istorija prasideda nuo pirmojo akmens, kuris buvo susintetintas Fizikos ir aukšto slėgio institute praėjusio amžiaus 50-ųjų pabaigoje. Bet aktyvų darbą šia linkme vykdo mokslininkas O. I. Leipunskis, paskelbęs daugybę mokslinių darbų ir skaičiavimų 1946 m.
Jo darbas chemijos srityje buvo naudojamas kaip naujų metodų pagrindas, jie praktiškai tapo šiuolaikinės dirbtinių deimantų gamybos šiuolaikinės gamybos pagrindu.
Tikras lūžis įvyko praėjusio amžiaus 60-ųjų pradžioje, kai jauni mokslininkai Maskvos aukšto slėgio laboratorijoje sukūrė specialią spaudą. Su jo pagalba buvo įmanoma nustatyti didelio masto sunkiųjų akmenų gamybą: tūris siekė tūkstantį karatų per dieną. Visi pagaminti deimantai buvo naudojami raketų mokslo ir mechaninės inžinerijos reikmėms, buvo eksportuojami, atnešant milijardus dolerių pelno.
Pastaraisiais metais naujas technologijas Rusijoje sukūrė privatūs juvelyrikos namai ir tyrimų laboratorijos.
Jie pritraukia užsienio ekspertus iš Pietų Afrikos, JAV ir Europos, bandydami sumažinti technikos kainą.
Kaip gaminti sintetinius deimantus?
Dirbtinius deimantus, užaugintus pirmaujančių chemijos kompanijų laboratorijose, sunku atskirti nuo tikro akmens skaidrumo ir ryškumo prasme. Tačiau visi žinomi metodai reikalauja didelių investicijų, yra daug laiko reikalaujantys.
Todėl pagrindinis mokslininkų uždavinys yra rasti geriausią kokybės ir gamybos sąnaudų balansą.
NRNT technika
NRHT arba aukštas slėgis, aukšta temperatūra yra labiausiai paplitusi technologija. Sintetinio kubinio cirkonio oksido pagrindas mokslininkai kloja tikrus akmenis, kurių dydis yra 0,5 mm. Specialioje kameroje, veikiant panašiai kaip autoklavas, sukuriamas ne žemesnės kaip 1400 ° C temperatūros ir 55 000 atmosferų slėgio derinys. Natūralus pagrindas yra padengti skirtingais cheminiais junginiais, grafito sluoksniais.
Po 10 dienų tokio veikimo atsiranda stiprūs sigma jungtys, jungtys aplink pagrindą suformuoja į tvirtą ir skaidrų akmenį.
Tokia technologija maksimaliai atkuria natūralias mineralo atsiradimo sąlygas, todėl kokybė visada yra aukščiausia, trūkumai praktiškai pašalinami.
CVD gamyba arba kino sintezė
Ši technologija yra viena iš pirmųjų auginant dirbtinius mineralus. Jis plačiai naudojamas, kai reikia sukurti ypač stiprią ir aštrų deimantinę dangą, sukurti aukštos kokybės deimantus. Visi komponentai ir deimanto pagrindas yra dedami į specialias kameras, kurios sukuria vakuumą. Užpildžius metanu, prasideda mikrobangų spinduliuotės, gerai žinomos dėl jos veikimo mikrobangų krosnelėje, poveikis. Aukštoje temperatūroje cheminiai anglies junginiai pradeda tirpti ir susijungti su pagrindu.
CVD technologija gamina aukštos kokybės deimantus, kurių savybės nėra prastesnės nei tikrų. Jų pagrindu kuriama technologija, skirta oftalmologijoje pakeisti dėvėjimui atsparias kompiuterių, dielektrikų ir ypač plonų skalpelių plokštes.
Mokslininkai tikisi, kad artimiausiu metu už 1 karatą sintetinių akmenų, gautų naudojant šią technologiją, bus įmanoma sumažinti kainą iki 5–8 dolerių.
Sprogstamosios sintezės technika
Vienas iš naujausių pokyčių yra sprogstamosios sintezės metodas. Jis pagrįstas staigaus cheminio mišinio pašildymo su sprogimu ir vėlesnio gauto mineralo užšalimo deriniu. Rezultatas - natūralių savybių turintis sintetinis deimantas, pagamintas iš kristalinės anglies. Bet dėl didelių išlaidų chemikai verčia ieškoti naujų akmens masės sintezės variantų.
Taikymo sritis
Tarp visų deimantų sintetiniai akmenys užima tik 10% rinkos. Moterų papuošalams gaminti naudojami nebrangūs kubinio cirkonio kristalai. Garsūs mados namai puošia vakarines sukneles, rankines ir batus, naudojasi išskirtiniais dekoro elementais.
Pažangus jaunimas vis dažniau juos renkasi dėl saugumo ir ekologiškumo.
Pramonėje naudojama daugiau kaip 90% dirbtinių deimantų. Pagrindinės kryptys:
- didelio tikslumo šlifavimo staklės, kietų medžiagų pjaustymo įrankiai;
- mikroelektronika ir kompiuterių gamyba;
- gynybos pramonė;
- robotika;
- unikalūs akių chirurgijos lazeriai;
- mechaninė inžinerija;
- naujos metalurgijos mašinos;
- raketų mokslas.
Tarp naujausių pasiekimų yra sintetinio deimanto naudojimas dirbtinio lęšio gamyboje. Transplantacijos operacijos parodė, kad dėl švarumo ir pjaustymo lengvumo implantas yra idealus pacientui.
Jis turi teisingą lūžio ir patvarumo kampą.
Palyginimas su natūraliais akmenimis
Pramonėje gaminamas sintetinis deimantas, panašus į natūralų kristalą, kad jį identifikuoti reikia daugybės laboratorinių tyrimų. Apsvarstykite dažniausiai pasitaikančius skirtumus.
- Visi dirbtinai užauginti deimantai turi specialų prekės ženklą. Tai nurodo gaminį gaminančios įmonės ar laboratorijos pavadinimą.
- Apžiūrai geriau naudoti ne padidinamąjį stiklą, o galingą mikroskopą. Dirbtuvėse defektai aptinkami naudojant spektrografą, permatomą ultravioletiniuose spinduliuose.
- Tikri deimantai nereaguoja į elektromagnetinius laukus. Ši savybė gali būti naudojama kaip patikrinimo metodas: sintetinis akmuo traukia stiprus magnetas.
- Jei namuose reikia nustatyti deimantą, jis dedamas ant storo balto popieriaus. Atidžiau pažvelgus į augimo zonas, susidarančias susidarius anglies sluoksniui esant aukštam slėgiui.
- Natūralūs akmenys yra sukurti iš mažiausių kristalų, todėl jie turi vienalytę struktūrą. Nenatūralūs produktai, tiriant mikroskopu, yra sudaryti iš daugelio mikroskopinių kristalų.
Deimantų biržos visame pasaulyje naudoja specialius „Diamond Check“ ir „M-Screen“ instrumentus.
Vos per 10–15 sekundžių jie leidžia atskirti sintetiką nuo natūralaus akmens 95–98% tikslumu, suteikia maksimalią informaciją apie kristalo kokybę ir struktūrą.
Sintetinių deimantų gamyba aprašyta kitame vaizdo įraše.
