Diamenty wyróżniają się unikalną gęstością struktury, dzięki czemu kamień może wytrzymać duże obciążenia i wysokie temperatury. Ta właściwość jest wykorzystywana w eksperymentach i opracowaniach kosmicznych, w produkcji urządzeń medycznych i precyzyjnych zegarów w przemyśle jądrowym. Po cięciu piękny minerał zamienia się w diament, który jest bardzo ceniony przez jubilerów. Nowoczesna technologia pozwala na tworzenie go w sztucznych warunkach, obniżając cenę bez utraty jakości.
Funkcje
Do aktywnego użytku na skalę przemysłową sztuczne diamenty produkowane są od 1993 roku. Ich jakość była tak wysoka, że jubilerzy potrzebowali specjalnych testów w celu ustalenia autentyczności kamieni. Dla przeciętnego konsumenta różnica wcale nie była oczywista, dlatego wiele firm zaczęło używać kryształów do tworzenia luksusowej biżuterii.
W nowoczesnych laboratoriach uprawianych jest kilka rodzajów tego syntetycznego kamienia: cerussity, bajeczki, cyrkonie, ferroelektryki, moissanity. Najpiękniejszy i najczystszy jest uważany za sześcian dwutlenku cyrkonu, który nazywa się „cyrkonią sześcienną”. Stosowany w wielu branżach, uzupełnia kolekcje domów mody Thomas Sabo i Pandora.
Główne cechy sztucznie hodowanych diamentów:
- niski koszt w porównaniu do kamieni naturalnych (cena jest 10-15 razy niższa);
- łatwość cięcia;
- brak ukrytych wad, które wpływają na twardość (pęcherzyki powietrza, pęknięcia);
- pełna imitacja prawdziwego diamentu po cięciu.
Wśród miłośników pięknych kamieni podzielono także opinie na temat właściwości sztucznego kamienia. Niektórzy uważają, że tylko prawdziwy diament jest w stanie odeprzeć złe duchy, chronić właściciela przed uszkodzeniem i złym okiem, pomaga mu w sprawach handlowych.
Posiadacze sztucznych diamentów twierdzą, że ich biżuteria emituje pozytywną energię i przynosi szczęście nie mniej.
Sztucznie stworzone kamienie w ostatnich latach zostały opracowane przez znane marki Diamond Foundry, Helzberg's Diamond Shops i LifeGem. Ten biznes w Stanach Zjednoczonych jest uważany za najbardziej dochodowy i obiecujący, ponieważ szkody wyrządzone środowisku naturalnemu są minimalne. Ponadto wiele eksperymentów geologicznych dowodzi, że okres formowania się diamentów w naturze dobiegł końca. Dlatego rozwój nowych depozytów wkrótce będzie już przeszłością.
Historia paragonów
Prawdziwe diamenty są popularne od kilku stuleci. Kosztowne diamenty zdobiły królewskie ubrania i korony, zostały odziedziczone i włączone do rezerwy złota skarbu wielu krajów. Nawet dzisiaj minerały fasetowane są najlepszą inwestycją, która z każdym rokiem rośnie.
Dlatego pierwsze zmiany i próby stworzenia kamienia syntetycznego rozpoczęły się już pod koniec XIX wieku.
Pierwszy sztuczny diament został uzyskany w 1950 r. Przez szwedzkich naukowców w laboratorium ASEA. Po badaniu ich doświadczenie zostało powtórzone przez amerykańską firmę General Electric w 1956 r., Udoskonalając technologię. W ciągu kilku dziesięcioleci pojawiły się nowe metody i opracowania, które umożliwiły zmianę odcienia, kształtu i wielkości syntetycznego minerału. W 1967 r. Uzyskano patent na uprawę kamieni jubilerskich.
Historia ich produkcji w Związku Radzieckim rozpoczyna się od pierwszego kamienia, który został zsyntetyzowany w Instytucie Fizyki i Wysokiego Ciśnienia pod koniec lat 50. ubiegłego wieku. Ale aktywną pracę w tym kierunku prowadzi naukowiec O. I. Leipunsky, który opublikował wiele prac naukowych i obliczeń w 1946 r.
Jego prace w dziedzinie chemii posłużyły jako podstawa nowych metod, które praktycznie stały się podstawą nowoczesnej produkcji przemysłowej sztucznych diamentów.
Prawdziwy przełom nastąpił na początku lat 60. ubiegłego wieku, kiedy młodzi naukowcy z Moskiewskiego Laboratorium Wysokiego Ciśnienia stworzyli specjalną prasę. Z jego pomocą można było rozpocząć produkcję ciężkich kamieni na dużą skalę: ich objętość osiągnęła tysiąc karatów dziennie. Wszystkie wyprodukowane diamenty przemysłowe zostały wykorzystane na potrzeby rakiet i inżynierii mechanicznej, wywiezione, przynosząc miliardy dolarów zysku.
W ostatnich latach nowe technologie w Rosji zostały opracowane przez prywatne domy jubilerskie i laboratoria badawcze.
Przyciągają zagranicznych ekspertów z Afryki Południowej, USA i Europy, starając się obniżyć koszty tej techniki.
Jak zrobić syntetyczne diamenty?
Sztuczne diamenty hodowane w laboratoriach wiodących firm chemicznych trudno odróżnić od prawdziwego kamienia pod względem przejrzystości i jasności. Ale wszystkie znane metody wymagają dużych inwestycji, są czasochłonne.
Dlatego głównym zadaniem naukowców jest znalezienie idealnej równowagi między jakością a kosztami produkcji.
Technika NRNT
NRHT lub High Pressure, High Temperature to najpopularniejsza technologia. Podstawa syntetycznych naukowców zajmujących się cyrkoniami kładzie prawdziwe kamienie o wielkości 0,5 mm. W specjalnej komorze, na zasadzie działania przypominającej autoklaw, powstaje połączenie temperatury co najmniej 1400 ° C i ciśnienia 55 000 atmosfer. Różne związki chemiczne, warstwy grafitowe nakładają się na naturalną bazę.
Po 10 dniach takiej ekspozycji powstają silne wiązania sigma, połączenia wokół podstawy tworzą solidny i przezroczysty kamień.
Taka technologia maksymalnie odtwarza naturalne warunki dla wyglądu minerału, więc jakość jest zawsze na wierzchu, wady są praktycznie eliminowane.
Produkcja CVD lub synteza filmów
Ta technologia jest jedną z pierwszych w uprawie sztucznych minerałów. Jest szeroko stosowany, gdy konieczne jest stworzenie szczególnie mocnej i ostrej powłoki diamentowej, aby stworzyć diamenty wysokiej jakości. Wszystkie elementy i diamentowe podłoże są umieszczone w specjalnych komorach, które wytwarzają próżnię. Po napełnieniu metanem rozpoczyna się ekspozycja na promieniowanie mikrofalowe, znane z działania mikrofal. W wysokich temperaturach związki chemiczne węgla zaczynają się topić i łączyć z zasadą.
Technologia CVD wytwarza diamenty wysokiej jakości, które nie są gorsze pod względem właściwości od prawdziwych. Na ich podstawie opracowywana jest technologia zastępowania odpornych na zużycie płytek drukowanych komputerów, dielektryków i ultracienkich skalpeli w okulistyce.
Naukowcy mają nadzieję, że w niedalekiej przyszłości za 1 karat kamieni syntetycznych uzyskanych przy użyciu tej technologii możliwe będzie obniżenie ceny do 5-8 dolarów.
Technika syntezy wybuchowej
Jednym z najnowszych osiągnięć jest metoda syntezy wybuchowej. Opiera się on na połączeniu nagłego podgrzania mieszaniny chemicznej z eksplozją, a następnie zamrożeniem powstałego minerału. Rezultatem jest syntetyczny diament o naturalnych właściwościach wykonany z krystalicznego węgla. Ale wysoki koszt sprawia, że chemicy szukają nowych opcji syntezy masy kamiennej.
Zakres zastosowania
Spośród wszystkich diamentów kamienie syntetyczne zajmują tylko 10% rynku. Niedrogie kryształy cyrkonu wykorzystywane są do produkcji biżuterii damskiej. Słynne domy mody zdobią nimi suknie wieczorowe, torebki i buty, do użytku w ekskluzywnym stylu.
Postępowi młodzi ludzie coraz częściej wybierają ich ze względu na bezpieczeństwo i przyjazność dla środowiska.
Ponad 90% sztucznych diamentów wykorzystuje się w przemyśle. Główne kierunki:
- precyzyjne szlifierki, narzędzia do cięcia twardych materiałów;
- mikroelektronika i produkcja komputerów;
- przemysł obronny;
- robotyka;
- unikalne lasery do chirurgii oka;
- inżynieria mechaniczna;
- nowe maszyny w metalurgii;
- rakieta.
Jednym z najnowszych osiągnięć jest zastosowanie syntetycznego diamentu do produkcji sztucznej soczewki. Operacje przeszczepu wykazały, że czystość i łatwość cięcia sprawiają, że implant jest idealny dla pacjenta.
Różni się właściwym kątem załamania światła i trwałością.
Porównanie z kamieniami naturalnymi
Przemysł produkuje syntetyczny diament, tak podobny do naturalnego kryształu, że do jego zidentyfikowania potrzeba wielu badań laboratoryjnych. Rozważ najczęstsze różnice.
- Wszystkie sztucznie hodowane diamenty mają specjalną markę. Podaje nazwę firmy lub laboratorium, które wyprodukowało produkt.
- Do kontroli lepiej jest nie używać szkła powiększającego, ale potężnego mikroskopu. W warsztatach defekty są wykrywane za pomocą spektrografu, półprzezroczystego pod promieniami ultrafioletowymi.
- Prawdziwe diamenty nie reagują na pola elektromagnetyczne. Tę właściwość można wykorzystać jako metodę weryfikacji: kamień syntetyczny przyciąga silny magnes.
- Jeśli konieczne jest zidentyfikowanie diamentu w domu, umieszcza się go na grubym białym papierze. Bliższe spojrzenie ujawnia strefy wzrostu, które powstają, gdy warstwa węgla powstaje pod wysokim ciśnieniem.
- Kamienie naturalne powstają z najmniejszych pojedynczych kryształów, dlatego mają jednorodną strukturę. Nienaturalne produkty badane pod mikroskopem składają się z wielu mikroskopijnych kryształów.
Wymiana diamentów na całym świecie wykorzystuje do analizy specjalne przyrządy Diamond Check i M-Screen.
W zaledwie 10-15 sekund pozwalają odróżnić syntetyk od kamienia naturalnego z dokładnością 95-98%, dają maksymalną informację o jakości i strukturze kryształu.
Produkcja syntetycznych diamentów została opisana w następnym filmie.
