Konstgjorda diamanter: hur ser de ut, hur får de dem och var används de?

Diamanter kännetecknas av en unik täthet av strukturen, vilket gör att stenen tål tunga belastningar och höga temperaturer. Den här egenskapen används i rymdförsök och utveckling, inom tillverkning av medicintekniska apparater och precisionsklockor, inom kärnkraftsindustrin. Efter skärning förvandlas ett vackert mineral till en diamant, som uppskattas av juvelerare. Med modern teknik kan du skapa den under konstgjorda förhållanden, vilket reducerar priset utan att förlora kvaliteten.

För aktiv användning i industriell skala har konstgjorda diamanter producerats sedan 1993. Deras kvalitet var så hög att juvelerare behövde speciella tester för att bestämma stenens äkthet. För den genomsnittliga konsumenten var skillnaden inte uppenbar alls, så många företag började använda kristaller för att skapa lyxiga smycken.

I moderna laboratorier odlas flera typer av denna syntetiska sten: cerussites, fabulites, rhinestones, ferroelectrics, moissanites. Det vackraste och rena anses vara en kub av zirkoniumdioxid, som kallas "kubisk zirkon." Används i många branscher och kompletterar det med Thomas Sabo och Pandora-modeshuskollektionerna.

De viktigaste egenskaperna hos konstgjorda odlade diamanter:

• låg kostnad jämfört med naturliga stenar (priset är 10-15 gånger mindre);
• enkel skärning;
• frånvaron av dolda defekter som påverkar hårdheten (luftbubblor, sprickor);
• full efterlikning av en riktig diamant efter skärning.

Bland älskare av vackra stenar delades också åsikter om egenskaperna hos konstgjord sten. Några av dem tror att bara en riktig diamant kan driva bort onda andar, skydda sin ägare från skador och det onda ögat, hjälper honom i kommersiella frågor.

Konstgjorda stenar under senare år har utvecklats av de välkända varumärken Diamond Foundry, Helzbergs Diamond Shops och LifeGem. Denna verksamhet i USA anses vara den mest lönsamma och lovande, eftersom miljöskador är minimal. Dessutom bevisar många geologiska experiment att diamantbildningsperioden i naturen är över. Därför kommer utvecklingen av nya insättningar snart att vara en saga historia.

Riktiga diamanter har varit populära i flera århundraden. Kostsamma diamanter prydde de kungliga kläderna och kronorna, ärvdes och ingick i guldreserven i statskassan i många länder. Även i dag är fasetterade mineraler den bästa investeringen, som bara ökar i värde varje år.

Den första konstgjorda diamanten erhölls 1950 av svenska forskare på ASEA: s laboratorium. Efter studien upprepades deras erfarenhet av det amerikanska företaget General Electric 1956, vilket förbättrade tekniken. Under flera decennier dök nya metoder och utvecklingar som gjorde det möjligt att ändra det syntetiska mineralets skugga, form och storlek. 1967 erhölls ett patent för odling av smyckenstenar.

Historien för deras produktion i Sovjetunionen börjar med den första stenen, som syntetiserades vid Institute of Physics and High Pressure i slutet av 50-talet av förra seklet. Men aktivt arbete i denna riktning utförs av forskaren O. I. Leipunsky, som publicerat många vetenskapliga verk och beräkningar 1946.

Ett verkligt genombrott inträffade i början av 60-talet av förra seklet, då unga forskare vid Moskvas högtryckslaboratorium skapade en speciell press. Med sin hjälp var det möjligt att etablera en storskalig produktion av tunga stenar: volymen nådde tusen karat per dag. Alla producerade industridiamanter användes för raketvetenskapens och maskinteknikens behov och exporterades, vilket gav miljarder dollar i vinst.

På senare år har ny teknik i Ryssland utvecklats av privata smyckenhus och forskningslaboratorier.

Konstgjorda diamanter som odlas i laboratorierna hos ledande kemikalieföretag är svåra att skilja från en riktig sten när det gäller transparens och ljusstyrka. Men alla kända metoder kräver stora investeringar, är tidskrävande.

NRHT eller högt tryck, hög temperatur är den vanligaste tekniken. Grunden för syntetiska kubiska zirkoniumforskare lägger riktiga stenar med en storlek på 0,5 mm. I en speciell kammare skapas en kombination av en temperatur av minst 1400 ° C och ett tryck på 55 000 atmosfärer på principen om driften som liknar en autoklav. Olika kemiska föreningar, grafitlager överlagras på en naturlig bas.

Efter tio dagar av sådan exponering uppstår starka sigmabindningar, fogarna runt basen bildas till en solid och transparent sten.

Denna teknik är en av de första i odlingen av konstgjorda mineraler. Det används ofta när det är nödvändigt att skapa en särskilt stark och skarp diamantbeläggning för att skapa högkvalitativa diamanter. Alla komponenter och diamantsubstratet placeras i speciella kammare som skapar ett vakuum. Efter fyllning med metan börjar exponeringen för mikrovågsstrålning, väl känd för sin mikrovågsdrift. Vid höga temperaturer börjar de kemiska föreningarna av kol smälta och kombineras med basen.

CVD-teknik producerar diamanter av hög kvalitet som inte är underlägsen i egenskaperna till de riktiga. På grundval av detta utvecklas en teknik för att ersätta slitstarka kretskort för datorer, dielektrik och ultratinskalpeller i oftalmologi.

En av de senaste utvecklingen är den explosiva syntesmetoden. Det är baserat på en kombination av plötslig uppvärmning av en kemisk blandning med en explosion och efterföljande frysning av det resulterande mineralet. Resultatet är en syntetisk diamant med naturliga egenskaper gjorda av kristallint kol. Men de höga kostnaderna gör att kemister letar efter nya alternativ för syntes av stenmassa.

Bland alla diamanter upptar syntetiska stenar bara 10% av marknaden. Billiga kristaller av kubisk zirkoniumoxid används för tillverkning av kvinnors smycken. Kända modehus dekorerar med dem kvällsklänningar, handväskor och skor, som används i exklusiv dekor.

Mer än 90% av konstgjorda diamanter används i industrin. De viktigaste riktningarna:

• Slipmaskiner med hög precision, verktyg för skärning av hårda material;
• mikroelektronik och datortillverkning;
• försvarsindustri;
• robotteknik;
• unika lasrar för ögonkirurgi;
• maskinteknik;
• nya maskiner inom metallurgi;
• raketvetenskap.

Bland de senaste framstegen är användningen av syntetisk diamant för tillverkning av en konstgjord lins. Transplantationsoperationer har visat att renheten och den enkla skärningen gör implantatet idealiskt för patienten.

Industrin producerar en syntetisk diamant, så lik en naturlig kristall, att ett antal laboratorietester krävs för att identifiera den. Tänk på de vanligaste skillnaderna.

• Alla konstgjorda odlade diamanter har ett speciellt varumärke. Det ger namnet på företaget eller laboratoriet som producerade produkten.

• För inspektion är det bättre att inte använda ett förstoringsglas utan ett kraftfullt mikroskop. I verkstäderna upptäcks defekter med hjälp av en spektrograf, genomskinlig under ultravioletta strålar.

• Riktiga diamanter svarar inte på elektromagnetiska fält. Den här egenskapen kan användas som en verifieringsmetod: en syntetisk sten lockas till en stark magnet.

• Om det är nödvändigt att identifiera en diamant hemma placeras den på tjockt vitt papper. En närmare titt visar de tillväxtzoner som uppstår när ett kolskikt bildas under högt tryck.

• Naturliga stenar skapas av de minsta enskilda kristallerna, därför har de en homogen struktur. Naturliga produkter, när de undersöks under ett mikroskop, är som om de består av många mikroskopiska kristaller.

På bara 10-15 sekunder tillåter de dig att skilja syntetiskt material från natursten med en noggrannhet av 95-98%, ge maximal information om kristallens kvalitet och struktur.

Produktionen av syntetiska diamanter beskrivs i nästa video.