Kunstmatige diamanten: hoe zien ze eruit, hoe krijgen ze ze en waar worden ze gebruikt?

Diamanten onderscheiden zich door een unieke dichtheid van de structuur, waardoor de steen bestand is tegen zware belastingen en hoge temperaturen. Deze eigenschap wordt gebruikt in ruimte-experimenten en ontwikkelingen, bij de productie van medische apparaten en precisieklokken, in de nucleaire industrie. Na het snijden verandert een prachtig mineraal in een diamant, die zeer gewaardeerd wordt door juweliers. Met moderne technologie kunt u het onder kunstmatige omstandigheden creëren, waardoor de prijs wordt verlaagd zonder kwaliteitsverlies.

Voor actief gebruik op industriële schaal worden sinds 1993 kunstmatige diamanten geproduceerd. Hun kwaliteit was zo hoog dat juweliers speciale tests nodig hadden om de authenticiteit van de stenen te bepalen. Voor de gemiddelde consument was het verschil helemaal niet duidelijk, dus veel bedrijven begonnen kristallen te gebruiken om luxe sieraden te maken.

In moderne laboratoria worden verschillende soorten van deze synthetische steen gekweekt: cerussieten, fabulieten, strass-steentjes, ferro-elektronica, moissanites. De mooiste en schoonste wordt beschouwd als een kubus van zirkoniumdioxide, die "kubieke zirkoniumoxide" wordt genoemd. Het wordt in veel industrieën gebruikt en vormt een aanvulling op de modehuizen van Thomas Sabo en Pandora.

De belangrijkste kenmerken van kunstmatig gekweekte diamanten:

• lage kosten vergeleken met natuurstenen (de prijs is 10-15 keer lager);
• gemak van snijden;
• de afwezigheid van verborgen gebreken die de hardheid beïnvloeden (luchtbellen, scheuren);
• volledige imitatie van een echte diamant na het slijpen.

Onder liefhebbers van mooie stenen waren de meningen over de eigenschappen van kunststeen ook verdeeld. Sommigen van hen geloven dat alleen een echte diamant boze geesten kan verdrijven, de eigenaar ervan kan beschermen tegen schade en het boze oog, hem helpt bij commerciële aangelegenheden.

Kunstmatig gemaakte stenen zijn de afgelopen jaren ontwikkeld door de bekende merken Diamond Foundry, Helzberg's Diamond Shops en LifeGem. Dit bedrijf in de Verenigde Staten wordt als het meest winstgevend en veelbelovend beschouwd, omdat de milieuschade minimaal is. Bovendien bewijzen veel geologische experimenten dat de periode van vorming van diamanten in de natuur voorbij is. Hierdoor behoort de ontwikkeling van nieuwe deposito's binnenkort tot het verleden.

Echte diamanten zijn al eeuwenlang populair. Kostbare diamanten versierden de koninklijke kleding en kronen, werden geërfd en opgenomen in de goudreserve van de schatkist van veel landen. Zelfs vandaag de dag zijn gefacetteerde mineralen de beste investering, die elk jaar alleen maar in waarde stijgt.

De eerste kunstmatige diamant werd in 1950 verkregen door Zweedse wetenschappers in het laboratorium van ASEA. Na de studie werd hun ervaring in 1956 herhaald door het Amerikaanse bedrijf General Electric, waarbij de technologie werd verbeterd. In de loop van enkele decennia zijn er nieuwe methoden en ontwikkelingen verschenen die het mogelijk maakten de tint, vorm en grootte van het synthetische mineraal te veranderen. In 1967 werd octrooi verkregen voor de teelt van sieradenstenen.

De geschiedenis van hun productie in de Sovjet-Unie begint met de eerste steen, die eind jaren 50 van de vorige eeuw werd gesynthetiseerd aan het Institute of Physics and High Pressure. Maar actief werk in deze richting wordt uitgevoerd door de wetenschapper O. I. Leipunsky, die in 1946 veel wetenschappelijke werken en berekeningen heeft gepubliceerd.

Een echte doorbraak vond plaats in de vroege jaren 60 van de vorige eeuw, toen jonge wetenschappers van het Moscow High Pressure Laboratory een speciale pers creëerden. Met zijn hulp was het mogelijk om een ​​grootschalige productie van zware stenen op te zetten: het volume bereikte duizend karaat per dag. Alle geproduceerde industriële diamanten werden gebruikt voor de behoeften van de raketwetenschap en de machinebouw, geëxporteerd, wat miljarden dollars aan winst opleverde.

In de afgelopen jaren zijn nieuwe technologieën in Rusland ontwikkeld door particuliere juweliershuizen en onderzoekslaboratoria.

Kunstmatige diamanten die in de laboratoria van toonaangevende chemische bedrijven worden gekweekt, zijn moeilijk te onderscheiden van een echte steen in termen van transparantie en helderheid. Maar alle bekende methoden vergen grote investeringen, zijn tijdrovend.

NRHT of hoge druk, hoge temperatuur is de meest voorkomende technologie. De basis van wetenschappers van synthetische zirconia leggen echte stenen met een afmeting van 0,5 mm. In een speciale kamer, volgens het werkingsprincipe dat lijkt op een autoclaaf, wordt een combinatie van een temperatuur van minimaal 1400 ° C en een druk van 55.000 atmosfeer gecreëerd. Verschillende chemische verbindingen, grafietlagen liggen op een natuurlijke basis.

Na 10 dagen van dergelijke blootstelling ontstaan ​​sterke sigma-bindingen, voegen rond de basis vormen een solide en transparante steen.

Deze technologie is een van de eerste in de teelt van kunstmatige mineralen. Het wordt veel gebruikt wanneer het nodig is om een ​​bijzonder sterke en scherpe diamantcoating te creëren, om hoogwaardige diamanten te maken. Alle componenten en het diamantsubstraat worden in speciale kamers geplaatst die een vacuüm creëren. Na het vullen met methaan begint de blootstelling aan microgolfstraling, bekend om zijn microgolfwerking. Bij hoge temperaturen beginnen de chemische verbindingen van koolstof te smelten en te combineren met de basis.

CVD-technologie produceert diamanten van hoge kwaliteit die niet onderdoen voor de echte diamanten. Op basis hiervan wordt een technologie ontwikkeld om slijtvaste printplaten van computers, diëlektrica en ultradunne scalpels in de oogheelkunde te vervangen.

Een van de laatste ontwikkelingen is de explosieve synthesemethode. Het is gebaseerd op een combinatie van abrupt verwarmen van een chemisch mengsel met een explosie en vervolgens bevriezen van het resulterende mineraal. Het resultaat is een synthetische diamant met natuurlijke eigenschappen gemaakt van kristallijn koolstof. Maar door de hoge kosten zoeken chemici naar nieuwe opties voor de synthese van steenmassa.

Van alle diamanten bezetten synthetische stenen slechts 10% van de markt. Goedkope kristallen van zirconia worden gebruikt voor de vervaardiging van damesjuwelen. Beroemde modehuizen versieren met hen avondjurken, handtassen en schoenen, gebruik in een exclusief decor.

Meer dan 90% van de kunstmatige diamanten wordt in de industrie gebruikt. De belangrijkste richtingen:

• uiterst nauwkeurige slijpmachines, gereedschappen voor het snijden van harde materialen;
• micro-elektronica en computerproductie;
• defensie-industrie;
• robotica;
• unieke lasers voor oogchirurgie;
• werktuigbouwkunde;
• nieuwe machines in de metallurgie;
• raketwetenschap.

Een van de nieuwste ontwikkelingen is het gebruik van synthetische diamant voor de vervaardiging van een kunstlens. Transplantatieoperaties hebben aangetoond dat de reinheid en het snijgemak het implantaat ideaal maken voor de patiënt.

De industrie produceert een synthetische diamant, zo vergelijkbaar met een natuurlijk kristal, dat een aantal laboratoriumtests nodig is om deze te identificeren. Overweeg de meest voorkomende verschillen.

• Alle kunstmatig geteelde diamanten hebben een bijzonder merk. Het geeft de naam van het bedrijf of laboratorium dat het product heeft geproduceerd.

• Voor inspectie is het beter om geen vergrootglas te gebruiken, maar een krachtige microscoop. In de werkplaatsen worden defecten gedetecteerd met een spectrograaf, doorschijnend onder ultraviolette stralen.

• Echte diamanten reageren niet op elektromagnetische velden. Deze eigenschap kan worden gebruikt als verificatiemethode: een synthetische steen wordt aangetrokken door een sterke magneet.

• Als het nodig is om thuis een diamant te identificeren, wordt deze op dik wit papier geplaatst. Bij nadere beschouwing komen de groeizones aan het licht die ontstaan ​​wanneer onder hoge druk een koolstoflaag wordt gevormd.

• Natuurstenen worden gemaakt van de kleinste enkele kristallen en hebben daardoor een homogene structuur. Onnatuurlijke producten zijn, wanneer ze onder een microscoop worden onderzocht, alsof ze uit veel microscopisch kleine kristallen bestaan.

In slechts 10-15 seconden kunt u kunststoffen onderscheiden van natuursteen met een nauwkeurigheid van 95-98% en maximale informatie geven over de kwaliteit en structuur van het kristal.

De productie van synthetische diamanten wordt beschreven in de volgende video.