Dimanti izceļas ar unikālu struktūras blīvumu, kas akmenim ļauj izturēt smagas slodzes un augstu temperatūru. Šis īpašums tiek izmantots eksperimentos kosmosā un izstrādē, medicīnas ierīču un precīzijas pulksteņu ražošanā kodolenerģijas nozarē. Pēc griešanas skaists minerāls pārvēršas par briljantu, ko juvelieri ļoti novērtē. Mūsdienu tehnoloģijas ļauj to izveidot mākslīgos apstākļos, samazinot cenu, nezaudējot kvalitāti.
Īpašības
Aktīvai izmantošanai rūpnieciskā mērogā mākslīgie dimanti tiek ražoti kopš 1993. gada. To kvalitāte bija tik augsta, ka juvelieriem bija nepieciešami īpaši testi, lai noteiktu akmeņu autentiskumu. Vidējam patērētājam atšķirība nepavisam nebija acīmredzama, tāpēc daudzi uzņēmumi sāka izmantot kristālus, lai izveidotu greznas rotas.
Mūsdienu laboratorijās tiek audzēti vairāki šī sintētiskā akmens veidi: cerussīti, fabulīti, rhinestones, ferroelektriķi, moissanites. Skaistākais un tīrākais tiek uzskatīts par cirkonija dioksīda kubu, ko sauc par “kubiskā cirkonija oksīdu”. Izmanto daudzās nozarēs, tas papildina Thomas Sabo un Pandora modes namu kolekcijas.
Mākslīgi audzētu dimantu galvenās iezīmes:
- zemas izmaksas, salīdzinot ar dabīgajiem akmeņiem (cena ir 10-15 reizes mazāka);
- griešanas vieglums;
- slēptu defektu neesamība, kas ietekmē cietību (gaisa burbuļi, plaisas);
- pilnīga īsta dimanta imitācija pēc griešanas.
Starp skaistu akmeņu cienītājiem tika dalīti arī viedokļi par mākslīgā akmens īpašībām. Daži no viņiem uzskata, ka tikai īsts dimants spēj padzīt ļaunos garus, pasargā tā īpašnieku no bojājumiem un ļaunas acs, palīdz viņam komerclietās.
Mākslīgo dimantu turētāji apgalvo, ka viņu rotaslietas izstaro pozitīvu enerģiju un ne mazāk dod veiksmi.
Mākslīgi radītus akmeņus pēdējos gados izstrādājuši labi pazīstami zīmoli Diamond Foundry, Helzberg s Diamond Shops un LifeGem. Šis bizness Amerikas Savienotajās Valstīs tiek uzskatīts par visrentablāko un daudzsološāko, jo kaitējums videi ir minimāls. Turklāt daudzi ģeoloģiski eksperimenti pierāda, ka dimantu veidošanās periods dabā ir beidzies. Tāpēc jaunu noguldījumu izstrāde drīz būs pagātne.
Saņemšanas vēsture
Īstie dimanti ir populāri vairākus gadsimtus. Dārgi dimanti rotāja karaliskās drēbes un vainagus, tika mantoti un iekļauti daudzu valstu kases zelta rezervē. Pat šodien minerālie minerāli ir vislabākais ieguldījums, kura vērtība katru gadu tikai palielinās.
Tāpēc pirmie jauninājumi un mēģinājumi radīt sintētisko akmeni sākās jau XIX gadsimta beigās.
Pirmo mākslīgo dimantu 1950. gadā ieguva zviedru zinātnieki ASEA laboratorijā. Pēc pētījuma viņu pieredzi atkārtoja amerikāņu uzņēmums General Electric 1956. gadā, uzlabojot tehnoloģiju. Vairāku gadu desmitu laikā parādījās jaunas metodes un attīstība, kas ļāva mainīt sintētiskā minerāla nokrāsu, formu un izmēru. 1967. gadā tika iegūts patents dārglietu akmeņu audzēšanai.
Viņu ražošanas vēsture Padomju Savienībā sākas ar pirmo akmeni, kas tika sintezēts Fizikas un augsta spiediena institūtā pagājušā gadsimta 50. gadu beigās. Bet aktīvu darbu šajā virzienā veic zinātnieks O. I. Leipunskis, kurš 1946. gadā ir publicējis daudzus zinātniskus darbus un aprēķinus.
Viņa darbs ķīmijas jomā tika izmantots kā pamats jaunām metodēm; tās praktiski kļuva par pamatu mūsdienu mākslīgo dimantu rūpnieciskai ražošanai.
Īsts izrāviens notika pagājušā gadsimta 60. gadu sākumā, kad Maskavas Augstspiediena laboratorijas jaunie zinātnieki izveidoja īpašu presi. Ar tās palīdzību bija iespējams izveidot liela apjoma smago akmeņu ražošanu: apjoms sasniedza tūkstoš karātu dienā. Visi saražotie rūpniecības dimanti tika izmantoti raķešu zinātnes un mašīnbūves vajadzībām, tika eksportēti, nesot miljardiem dolāru lielu peļņu.
Pēdējos gados jaunas tehnoloģijas Krievijā ir izstrādājušas privātas juvelierizstrādājumu mājas un pētījumu laboratorijas.
Viņi piesaista ārvalstu ekspertus no Dienvidāfrikas, ASV un Eiropas, cenšoties samazināt tehnikas izmaksas.
Kā izgatavot sintētiskos dimantus?
Mākslīgos dimantus, kas audzēti vadošo ķīmijas uzņēmumu laboratorijās, ir grūti atšķirt no īsta akmens caurspīdīguma un spilgtuma ziņā. Bet visām zināmajām metodēm nepieciešami lieli ieguldījumi, un tās prasa daudz laika.
Tāpēc zinātnieku galvenais uzdevums ir atrast perfektu līdzsvaru starp kvalitāti un ražošanas izmaksām.
NRNT tehnika
NRHT jeb augstspiediena, augsta temperatūra ir visizplatītākā tehnoloģija. Sintētiskā kubiskā cirkonija oksīda pamats zinātniekiem liek īstus akmeņus ar izmēru 0,5 mm. Īpašā kamerā pēc darbības principa, kas atgādina autoklāvu, tiek izveidota vismaz 1400 ° C temperatūras un 55 000 atmosfēras spiediena kombinācija. Uz dabiskas pamatnes tiek uzklāti dažādi ķīmiskie savienojumi, grafīta slāņi.
Pēc 10 dienu ilgas šādas iedarbības rodas spēcīgas sigma saites, savienojumi ap pamatni veidojas ciets un caurspīdīgs akmens.
Šāda tehnoloģija maksimāli atjauno dabiskos apstākļus minerāla izskatam, tāpēc kvalitāte vienmēr ir augstāka, trūkumi tiek praktiski novērsti.
CVD producēšana vai filmu sintēze
Šī tehnoloģija ir viena no pirmajām mākslīgo minerālu audzēšanā. To plaši izmanto gadījumos, kad nepieciešams izveidot īpaši spēcīgu un asu dimanta pārklājumu, radīt augstas kvalitātes dimantus. Visas sastāvdaļas un dimanta substrāts tiek ievietots īpašās kamerās, kas rada vakuumu. Pēc piepildīšanas ar metānu sākas iedarbība uz mikroviļņu starojumu, kas ir labi pazīstams ar mikroviļņu darbību. Augstās temperatūrās oglekļa ķīmiskie savienojumi sāk izkausēt un apvienoties ar pamatni.
CVD tehnoloģija ražo augstas kvalitātes dimantus, kuru īpašības nav zemākas par reālajiem. Uz to pamata tiek izstrādāta tehnoloģija, lai oftalmoloģijā aizstātu nodilumizturīgus datoru, dielektriķu un īpaši plānos skalpeļus.
Zinātnieki cer, ka tuvākajā laikā par 1 sintētisko akmeņu karātu, kas iegūts, izmantojot šo tehnoloģiju, būs iespējams samazināt cenu līdz 5-8 dolāriem.
Eksplozīvu sintēzes paņēmiens
Viens no jaunākajiem sasniegumiem ir sprādzienbīstamās sintēzes metode. Tā pamatā ir ķīmiska maisījuma pēkšņa sildīšana ar eksploziju un sekojoša iegūtā minerāla sasalšana. Rezultāts ir sintētisks dimants ar dabīgām īpašībām, kas izgatavots no kristāliska oglekļa. Bet augstās izmaksas liek ķīmiķiem meklēt jaunas iespējas akmens masas sintēzē.
Piemērošanas joma
Starp visiem dimantiem sintētiskie akmeņi aizņem tikai 10% no tirgus. Sieviešu rotaslietu ražošanā tiek izmantoti lēti kubiskā cirkonija kristāli. Slaveni modes nami rotā ar viņiem vakarkleitas, rokassomas un apavus, izmanto ekskluzīvos rotājumos.
Progresīvi jaunieši arvien vairāk izvēlas viņus drošības un videi draudzīguma dēļ.
Vairāk nekā 90% mākslīgo dimantu tiek izmantoti rūpniecībā. Galvenie virzieni:
- augstas precizitātes slīpēšanas mašīnas, instrumenti cietu materiālu griešanai;
- mikroelektronika un datoru ražošana;
- aizsardzības nozare;
- robotika;
- unikāli acu ķirurģijas lāzeri;
- mašīnbūve;
- jaunas mašīnas metalurģijā;
- raķešu zinātne.
Starp pēdējiem sasniegumiem ir sintētiskā dimanta izmantošana mākslīgā objektīva ražošanā. Transplantācijas operācijas parādīja, ka tīrība un griešanas vieglums padara implantu par ideālu pacientam.
Tam ir pareizais refrakcijas leņķis un izturība.
Salīdzinājums ar dabīgajiem akmeņiem
Nozare ražo sintētisku dimantu, kas ir tik līdzīgs dabiskajam kristālam, ka tā identificēšanai nepieciešami vairāki laboratorijas testi. Apsveriet visbiežāk sastopamās atšķirības.
- Visiem mākslīgi audzētiem dimantiem ir īpašs zīmols. Tas norāda uzņēmuma vai laboratorijas nosaukumu, kas ražo produktu.
- Pārbaudei labāk ir izmantot nevis palielināmo stiklu, bet jaudīgu mikroskopu. Darbnīcās defekti tiek atklāti, izmantojot spektrogrāfu, caurspīdīgu ultravioleto staru ietekmē.
- Īstie dimanti nereaģē uz elektromagnētiskajiem laukiem. Šo īpašību var izmantot kā verifikācijas metodi: sintētisko akmeni piesaista spēcīgs magnēts.
- Ja mājās ir nepieciešams identificēt dimantu, tas tiek novietots uz bieza balta papīra. Tuvāk apskatot augšanas zonas, kas rodas, kad zem augsta spiediena veidojas oglekļa slānis.
- Dabīgie akmeņi tiek veidoti no mazākajiem kristāliem, tāpēc tiem ir viendabīga struktūra. Nedabiski produkti, tos pārbaudot mikroskopā, it kā sastāv no daudziem mikroskopiskiem kristāliem.
Dimantu biržas visā pasaulē analīzei izmanto īpašus Diamond Check un M-Screen instrumentus.
Tikai 10–15 sekundēs tie ļauj atšķirt sintētiku no dabīgā akmens ar precizitāti 95–98%, sniedz maksimālu informāciju par kristāla kvalitāti un struktūru.
Sintētisko dimantu ražošana ir aprakstīta nākamajā video.
