Umelé diamanty: ako vyzerajú, ako ich získavajú a kde sa používajú

Diamanty sa vyznačujú jedinečnou hustotou štruktúry, ktorá umožňuje kameňu odolávať silnému zaťaženiu a vysokým teplotám. Táto vlastnosť sa používa v vesmírnych experimentoch a vývoji, pri výrobe zdravotníckych pomôcok a presných hodín v jadrovom priemysle. Po rozrezaní sa krásny minerál zmení na diamant, ktorý klenotníci vysoko oceňujú. Moderná technológia vám umožňuje vytvoriť ju v umelých podmienkach a znížiť cenu bez straty kvality.

Na aktívne použitie v priemyselnom meradle sa od roku 1993 vyrábajú umelé diamanty. Ich kvalita bola taká vysoká, že klenotníci potrebovali špeciálne testy na určenie pravosti kameňov. Pre priemerného spotrebiteľa nebol rozdiel vôbec zrejmý, takže mnoho spoločností začalo používať kryštály na výrobu luxusných šperkov.

V moderných laboratóriách sa pestuje niekoľko druhov tohto syntetického kameňa: cerussity, fabulity, kamienky, ferroelektriká, moissanity. Za najkrajšiu a najčistejšiu sa považuje kocka oxidu zirkoničitého, ktorá sa nazýva „kubický zirkónia“. Používa sa v mnohých priemyselných odvetviach a dopĺňa kolekcie módnych domov Thomas Sabo a Pandora.

Hlavné znaky umelo pestovaných diamantov:

• nízke náklady v porovnaní s prírodnými kameňmi (cena je 10-15 krát nižšia);
• ľahké rezanie;
• neprítomnosť skrytých chýb ovplyvňujúcich tvrdosť (vzduchové bubliny, praskliny);
• úplná imitácia pravého diamantu po rezaní.

Medzi milovníkmi krásnych kameňov boli tiež rozdelené názory na vlastnosti umelého kameňa. Niektorí z nich veria, že iba pravý diamant dokáže odviezť zlých duchov, chrániť svojho majiteľa pred poškodením a zlým okom, pomáha mu v obchodných záležitostiach.

Umelo vytvorené kamene v posledných rokoch vyvinuli známe značky Diamond Foundry, Helzberg's Diamond Shops a LifeGem. Toto podnikanie v Spojených štátoch sa považuje za najziskovejšie a najsľubnejšie, pretože environmentálne škody sú minimálne. Okrem toho mnohé geologické experimenty dokazujú, že obdobie tvorby diamantov v prírode je u konca. Preto bude vývoj nových vkladov čoskoro minulosťou.

Skutočné diamanty sú populárne už niekoľko storočí. Drahé diamanty zdobili kráľovské oblečenie a koruny, zdedili sa a boli zahrnuté do zlatej rezervy štátnej pokladnice mnohých krajín. Dokonca aj dnes sú minerály s fazetami najlepšou investíciou, ktorej hodnota sa zvyšuje každý rok.

Prvý umelý diamant získali švédski vedci v laboratóriu ASEA v roku 1950. Po štúdii ich skúsenosti zopakovala americká spoločnosť General Electric v roku 1956, vylepšujúc tak technológiu. V priebehu niekoľkých desaťročí sa objavili nové metódy a vývoj, ktoré umožnili zmeniť odtieň, tvar a veľkosť syntetického minerálu. V roku 1967 bol získaný patent na pestovanie šperkov.

História ich výroby v Sovietskom zväze sa začína prvým kameňom, ktorý bol syntetizovaný na Ústave fyziky a vysokého tlaku koncom 50. rokov minulého storočia. V tomto smere však aktívne pracuje vedec O. I. Leipunsky, ktorý v roku 1946 publikoval množstvo vedeckých prác a výpočtov.

Skutočný prielom nastal na začiatku 60. rokov minulého storočia, keď mladí vedci z moskovského vysokotlakového laboratória vytvorili špeciálnu tlač. S jeho pomocou bolo možné vytvoriť rozsiahlu výrobu ťažkých kameňov: objem dosiahol tisíc karátov za deň. Všetky vyrobené priemyselné diamanty sa použili na potreby raketovej vedy a strojárstva, vyviezli sa a priniesli zisk miliardy dolárov.

V posledných rokoch boli v súkromných klenotníckych domoch a výskumných laboratóriách vyvinuté nové technológie v Rusku.

Umelé diamanty pestované v laboratóriách popredných chemických spoločností je ťažké rozlíšiť od skutočného kameňa, pokiaľ ide o transparentnosť a jas. Ale všetky známe metódy vyžadujú veľké investície, sú časovo náročné.

NRHT alebo High Pressure, High Temperature je najbežnejšou technológiou. Založenie vedcov zo syntetického kubického zirkónu položilo skutočné kamene s veľkosťou 0,5 mm. V špeciálnej komore sa na princípe činnosti podobajúcom sa autoklávu vytvára kombinácia teploty najmenej 1400 ° C a tlaku 55 000 atmosfér. Rôzne chemické zlúčeniny, grafitové vrstvy, sú navrstvené na prírodnom základe.

Po 10 dňoch takejto expozície vzniknú silné sigma väzby, spoje okolo základnej formy do pevného a priehľadného kameňa.

Táto technológia je jednou z prvých v pestovaní umelých minerálov. Všeobecne sa používa, keď je potrebné vytvoriť obzvlášť silný a ostrý diamantový povlak, vytvoriť vysoko kvalitné diamanty. Všetky komponenty a diamantový substrát sú umiestnené v špeciálnych komorách, ktoré vytvárajú vákuum. Po naplnení metánom sa začína vystavenie mikrovlnnému žiareniu, ktoré je známe svojou mikrovlnnou prevádzkou. Pri vysokých teplotách sa chemické zlúčeniny uhlíka začínajú topiť a kombinujú sa so zásadou.

Technológia CVD vytvára vysoko kvalitné diamanty, ktoré nemajú horšie vlastnosti ako tie skutočné. Na ich základe sa vyvíja technológia na výmenu dosiek obvodov počítačov odolných proti opotrebeniu, dielektrik a ultratenkých skalplov v oftalmológii.

Jedným z posledných vývojov je metóda výbušnej syntézy. Je založená na kombinácii prudkého zahriatia chemickej zmesi s explóziou a následného zmrazenia výsledného minerálu. Výsledkom je syntetický diamant s prírodnými vlastnosťami vyrobený z kryštalického uhlíka. Vďaka vysokej cene však chemici hľadajú nové možnosti syntézy kamennej hmoty.

Spomedzi všetkých diamantov zaujímajú syntetické kamene iba 10% trhu. Lacné kryštály kubického zirkónia sa používajú na výrobu dámskych šperkov. Slávne módne domy zdobia večerné šaty, kabelky a topánky, ktoré sa používajú v exkluzívnych dekoroch.

Viac ako 90% umelých diamantov sa používa v priemysle. Hlavné smery:

• vysoko presné brúsky, nástroje na rezanie tvrdých materiálov;
• mikroelektronika a výroba počítačov;
• obranný priemysel;
• robotika;
• jedinečné lasery na chirurgiu očí;
• strojárstvo;
• nové stroje v metalurgii;
• raketová veda.

Medzi najnovšie pokroky patrí použitie syntetického diamantu na výrobu umelých šošoviek. Transplantačné operácie ukázali, že čistota a ľahkosť rezania robí z implantátu ideálneho pacienta.

Priemysel vyrába syntetický diamant tak podobný prírodnému kryštálu, že na jeho identifikáciu je potrebných množstvo laboratórnych testov. Zvážte najčastejšie rozdiely.

• Všetky umelo pestované diamanty majú špeciálnu značku. Uvádza názov spoločnosti alebo laboratória, ktoré výrobok vyrobili.

• Na kontrolu je lepšie použiť nie lupu, ale výkonný mikroskop. V dielňach sa defekty zisťujú pomocou spektrografu priesvitného pod ultrafialovým žiarením.

• Skutočné diamanty nereagujú na elektromagnetické polia. Túto vlastnosť možno použiť ako overovaciu metódu: syntetický kameň je priťahovaný silným magnetom.

• Ak je potrebné diamant identifikovať doma, umiestni sa na hrubý biely papier. Bližší pohľad odhaľuje rastové zóny, ktoré sa vyskytujú, keď sa uhlíková vrstva vytvára pod vysokým tlakom.

• Prírodné kamene sú tvorené z najmenších monokryštálov, preto majú homogénnu štruktúru. Prírodné produkty, ak sa skúmajú pod mikroskopom, sú ako keby boli vyrobené z mnohých mikroskopických kryštálov.

Len za 10 - 15 sekúnd vám umožňujú rozlíšiť syntetické látky od prírodného kameňa s presnosťou 95 - 98%, čo poskytuje maximálne informácie o kvalite a štruktúre kryštálu.

Výroba syntetických diamantov je opísaná v nasledujúcom videu.