Diamante artificiale: cum arată, cum le obține și unde sunt folosite?

Diamantele se disting printr-o densitate unică a structurii, permițând pietrei să reziste la sarcini grele și temperaturi ridicate. Această proprietate este utilizată în experimente și dezvoltări spațiale, în producția de dispozitive medicale și ceasuri de precizie, în industria nucleară. După tăiere, un mineral frumos se transformă într-un diamant, care este foarte apreciat de bijutieri. Tehnologia modernă vă permite să o creați în condiții artificiale, reducând prețul fără pierderi de calitate.

Pentru utilizare activă la scară industrială, diamante artificiale sunt produse din 1993. Calitatea lor a fost atât de ridicată încât bijutierii au avut nevoie de teste speciale pentru a determina autenticitatea pietrelor. Pentru consumatorul mediu, diferența nu a fost deloc evidentă, așa că multe companii au început să folosească cristale pentru a crea bijuterii de lux.

În laboratoarele moderne se cultivă mai multe tipuri de piatră sintetică: cerussite, fabulite, strasuri, feroelectrice, moissanite. Cel mai frumos și curat este considerat un cub de dioxid de zirconiu, care se numește „zirconiu cubic”. Folosit în multe industrii, completează colecțiile casei de modă Thomas Sabo și Pandora.

Principalele caracteristici ale diamantelor cultivate artificial:

• cost redus comparativ cu pietrele naturale (prețul este de 10-15 ori mai mic);
• ușurință de tăiere;
• absența defectelor ascunse care afectează duritatea (bule de aer, fisuri);
• imitarea deplină a unui diamant real după tăiere.

Printre iubitorii de pietre frumoase, s-au împărțit și părerile despre proprietățile pietrei artificiale. Unii dintre ei cred că doar un diamant adevărat este capabil să alunge spiritele rele, să-și protejeze proprietarul împotriva pagubelor și a ochiului rău, îl ajută în afacerile comerciale.

Pietrele create artificial în ultimii ani au fost dezvoltate de cunoscutele mărci Diamond Foundry, Helzberg s Diamond Shops și LifeGem. Această afacere din Statele Unite este considerată cea mai profitabilă și promițătoare, deoarece daunele aduse mediului sunt minime. În plus, multe experimente geologice dovedesc că perioada de formare a diamantelor în natură s-a încheiat. Prin urmare, dezvoltarea de noi depozite va fi în curând un lucru din trecut.

Diamantele reale sunt populare de câteva secole. Diamante costisitoare împodobeau hainele și coroanele regale, erau moștenite și incluse în rezerva de aur a tezaurului din multe țări. Chiar și astăzi, mineralele fațetate sunt cele mai bune investiții, care crește doar ca valoare în fiecare an.

Primul diamant artificial a fost obținut în 1950 de oamenii de știință suedezi în laboratorul ASEA. După studiu, experiența lor a fost repetată de compania americană General Electric în 1956, îmbunătățind tehnologia. Pe parcursul a câteva decenii, au apărut noi metode și dezvoltări care au făcut posibilă schimbarea nuanței, a formei și a mărimii mineralului sintetic. În 1967, a fost obținut un brevet pentru cultivarea pietrelor de bijuterii.

Istoria producției lor în Uniunea Sovietică începe cu prima piatră, care a fost sintetizată la Institutul de Fizică și de înaltă presiune la sfârșitul anilor 50 ai secolului trecut. Dar activitatea activă în această direcție este realizată de omul de știință O. I. Leipunsky, care a publicat multe lucrări științifice și calcule în 1946.

O adevărată descoperire a avut loc la începutul anilor 60 ai secolului trecut, când tineri oameni de știință de la Laboratorul de înaltă presiune din Moscova au creat o presă specială. Cu ajutorul său, a fost posibil să se stabilească o producție pe scară largă de pietre grele: volumul a ajuns la o mie de carate pe zi. Toate diamantele industriale produse au fost utilizate pentru nevoile științei rachetelor și ingineriei mecanice, exportate, aducând miliarde de dolari în profit.

În ultimii ani, noile tehnologii din Rusia au fost dezvoltate de case de bijuterii private și laboratoare de cercetare.

Diamantele artificiale cultivate în laboratoarele companiilor chimice de top sunt greu de diferențiat de o piatră reală din punct de vedere al transparenței și luminozității. Dar toate metodele cunoscute necesită investiții mari, necesită mult timp.

NRHT sau presiune ridicată, temperatura ridicată este cea mai comună tehnologie. Fundația oamenilor de știință cubici din zirconia sintetică pune pietre reale cu o dimensiune de 0,5 mm. Într-o cameră specială, pe principiul funcționării, asemănător cu o autoclavă, se creează o combinație a unei temperaturi de cel puțin 1400 ° C și a unei presiuni de 55.000 atmosfere. Compuși chimici diferiți, straturile de grafit sunt suprapuse pe o bază naturală.

După 10 zile de la această expunere, apar legături sigma puternice, îmbinările din jurul bazei se formează într-o piatră solidă și transparentă.

Această tehnologie este una dintre primele în cultivarea mineralelor artificiale. Este utilizat pe scară largă atunci când este necesar pentru a crea un strat de diamant deosebit de puternic și ascuțit, pentru a crea diamante de înaltă calitate. Toate componentele și substratul de diamant sunt plasate în camere speciale care creează vid. După umplerea cu metan, începe expunerea la radiații cu microunde, bine cunoscută pentru funcționarea sa la microunde. La temperaturi ridicate, compușii chimici ai carbonului încep să se topească și să se combine cu baza.

Tehnologia CVD produce diamante de înaltă calitate, care nu sunt inferioare în ceea ce privește proprietățile reale. Pe baza lor, se dezvoltă o tehnologie care să înlocuiască plăcile de circuit rezistente la uzură ale computerelor, dielectricelor și scalpelor ultra-subțiri în oftalmologie.

Una dintre cele mai recente evoluții este metoda de sinteză explozivă. Se bazează pe o combinație de încălzire bruscă a unui amestec chimic cu o explozie și înghețarea ulterioară a mineralului rezultat. Rezultatul este un diamant sintetic cu proprietăți naturale obținute din carbon cristalin. Însă costul ridicat îi determină pe chimiști să caute noi opțiuni pentru sinteza masei de piatră.

Dintre toate diamantele, pietrele sintetice ocupă doar 10% din piață. Cristalele ieftine de zirconiu cubic sunt utilizate pentru fabricarea bijuteriilor pentru femei. Case de modă celebre decorează cu ele rochii de seară, genți și încălțăminte, folosite în decorul exclusiv.

Peste 90% din diamantele artificiale sunt utilizate în industrie. Principalele direcții:

• mașini de rectificat de înaltă precizie, scule pentru tăierea materialelor dure;
• microelectronică și fabricarea de calculatoare;
• industria apărării;
• robotica;
• Lasere unice pentru chirurgia ochilor;
• inginerie mecanica;
• mașini noi în metalurgie;
• știința rachetelor.

Printre cele mai recente progrese se numără utilizarea diamantului sintetic pentru fabricarea unui obiectiv artificial. Operațiunile de transplant au arătat că curățenia și ușurința tăierii fac ca implantul să fie ideal pentru pacient.

Industria produce un diamant sintetic, atât de similar cu un cristal natural, încât este necesară o serie de teste de laborator pentru identificarea acestuia. Luați în considerare cele mai frecvente diferențe.

• Toate diamantele cultivate artificial au o marcă specială. Dă numele companiei sau laboratorului care a produs produsul.

• Pentru inspecție, este mai bine să folosiți nu o lupa, ci un microscop puternic. În ateliere, sunt detectate defecte folosind un spectrograf, translucid sub razele ultraviolete.

• Diamantele reale nu răspund la câmpurile electromagnetice. Această proprietate poate fi folosită ca metodă de verificare: o piatră sintetică este atrasă de un magnet puternic.

• Dacă este necesar să identificați un diamant acasă, acesta este așezat pe hârtie albă groasă. O privire mai atentă dezvăluie zonele de creștere care apar atunci când se formează un strat de carbon sub presiune ridicată.

• Pietrele naturale sunt create din cele mai mici cristale unice, de aceea au o structură omogenă. Produsele naturale, atunci când sunt examinate la microscop, sunt ca și cum ar fi formate din mai multe cristale microscopice.

În doar 10-15 secunde, acestea vă permit să distingeți sinteticii de piatra naturală cu o precizie de 95-98%, oferind informații maxime despre calitatea și structura cristalului.

Producția de diamante sintetice este descrisă în următorul videoclip.