Šta je sintetički dijamant. Tehnologija uzgoja umjetnog kamena

Pozdrav dragi naši! Svi znaju poznatu frazu „Dijemantini najbolji prijatelji su dijamanti“. Ovo nisu samo jednodnevne drangulije, već najtrajnija investicija, koja u kombinaciji predstavlja i moderan ukras. Po cijenu njega ponekad i bogatstvo, za koje se dugo štedi, a čekati poklon od slučajnog bogatog obožavatelja potpuno je glupo. Ali postoji odlična alternativa - umjetni dijamant, koji se po izgledu ne razlikuje od pravog, ali košta nekoliko puta jeftinije.

Danas ćete naučiti ne samo o vrstama i metodama dobivanja ovog kamena u umjetno stvorenim uvjetima, već i pokušati sami napraviti ga kod kuće ... u mikrovalnoj pećnici!

Svi su zainteresirani za ime u svijetu nakita kamena stvorenog ne prirodom, već ljudskom rukom. „Očigledno je lažna“, kažete i niste u pravu. Činjenica je da morate razlikovati zanatske proizvodnje lažnjaka i visokotehnološkog procesa koji postupno ponavlja izgled dragocjenog dragulja. Za to se koristi skupa oprema i visokokvalitetne sirovine. Kao rezultat, savršen dijamant, koji čak ni iskusni stručnjak ne može razlikovati od prirodnog.

Zajedničke karakteristike prirodnog i sintetičkog dijamanta

Potočna proizvodnja ovog kamena imala je dvostruki učinak na kamenu industriju. S jedne strane, "brat blizanac" pravog dijamanta riješio je problem nestašice prirodnog kamenja. S druge strane, nepošteni prodavci imaju priliku da "veštački" proslede za pravi kamen i na tome zarade dosta novca.

Kako razlikovati umjetnost prirode od ovladavanja modernom industrijom dijamanata naučit ćemo nešto kasnije, ali za sada o općim karakteristikama umjetnih i prirodnih dijamanata.

Oni su skoro identični u:

• Fizička svojstva, atomska struktura, hemijski sastav;
• Transparentnost, stepen toplotne provodljivosti, čistoća kristalne rešetke;
• Početna sirovina za proizvodnju (kristalizirani čisti ugljik);
• Izgled.

Ako vam poklone prsten sa “brulikom” i uvjeriće vas da nije ništa drugo do “zlatni dijamanti”, nikada nećete posumnjati u prevaru. Čak ni iskusni zlatar pod lupom ponekad ne može uočiti tragove vještačkog porijekla kamenčića, pogotovo ako je bijeli, jer se prozirni umjetni dijamant bez primjesa drugih boja ne može razlikovati od prirodnog.

Višestruka paleta sintetičkih dijamanata

Potpuno prozirni dijamant smatra se najrjeđim i najskupljim. Iako je kamenje sa nijansama također traženo i privlači poglede svojom očaravajućom ljepotom.

Danas se u svijetu proizvodi nekoliko vrsta obojenih umjetnih dijamanata:

• Plava (od blijede do bogate nebeske nijanse, koja se dobija dodavanjem bora u kompoziciju; dostižu 1,25 karata);
• Žuta (od svijetlo limuna do bogate svijetlo žute, pa čak i narančaste; ovu paletu formira dušik; takvi dijamanti mogu doseći 2 karata i mnogo ih je lakše uzgajati od plavih);
• Ružičasta, crvena, lila, zelena (u zavisnosti od dodavanja raznih nečistoća tokom obrade, možete dobiti dijamante najnevjerovatnijih nijansi).

Malo istorije o veštačkim dijamantima

Prvi "fakes", zamjene za prirodne dijamante, zabilježeni su već 1920. godine.

Charles Parsons je izumio prototip trenutnog sintetičkog kristala. Bio je tako vrhunski izveden da je završio u ogrlici čuvene Sibile Šepard. Dekoracija je kasnije postala jedna od relikvija Britanskog carstva. Zanimljivo je da do sada niko nije uspeo da ponovi taj prvi „lažni“ dijamant, iako sam autor nije bio previše zadovoljan njegovom kreacijom.

Prije Drugog svjetskog rata, dvije američke kompanije su se upustile u masovnu proizvodnju dijamanata. U laboratoriji su izveli prvi eksperiment koristeći ugljik. Početni materijal je podvrgnut pritisku i visokim temperaturama. Žar izumitelja je splasnuo tokom rata, iako su mnogi istraživači sigurni da su dijamanti bili potrebni upravo za vojne potrebe, a onda je potreba za njima nestala.

Poznat po dijamantima i QUINTUS-u, projektu švedskih biznismena. On je taj koji posjeduje ogromnu seriju kamenja. Koristili su se uglavnom u industriji, jer nisu bili baš lijepi za izradu nakita, čak i grubi, i nisu dopirali do estetike nakita.

Prvi dragocjeni dijamant stvoren je u Tokiju 1997. godine. Bio je zadimljen, sa preljevima i žućkastom nijansom karakterističnom za pravi kamen. Danas Japan kontrolira oko 8% svjetske proizvodnje dijamanata. Sjedinjene Američke Države i Kina smatraju se "čudovištima" u oblasti sinteze kamena.

Sada je to moderna proizvodnja koja omogućava ljubiteljima nakita da zablistaju šik nakitom. Šljunak uzgojen u uslovima "inkubatora" ubacuje se u privjeske, prstenje, njima ukrašava odjeću i obuću. Istovremeno, njihova cijena ne pogađa toliko budžet.

Vlasnici velikih lanaca nakita baš i ne dijele oduševljenje masovnim preplavljivanjem tržišta “lažnjacima”. Pretpostavlja se da će izgubiti više od 15% profita od prodaje prirodnog kamena.

Ako ste izbirljivi i želite imati prave dijamante i spremni ste da platite za njihovo prirodno porijeklo, savjetujemo vam da sve njihove sintetičke zamjene upoznate „na vid“.

Blizanci dijamanta i kako razlikovati "lažni" kamen od prirodnog

Jedan od najčešćih lažnih dijamanata u naše vrijeme je kubni cirkonij. Prvi put je dobijen 1976. godine i radi se o cirkonijum dioksidu. Kubični cirkonij svjetluca baš kao pravi dijamanti i koristi se svuda u modernoj industriji nakita. Prodavci obično navode naziv kamena na cjenici, ali beskrupulozni trgovci ga mogu proći kao dragocjen. Kako razlikovati kubni cirkonij od prirodnog dijamanta? Vrlo jednostavno: potrebno je izvagati dva identična kamena (prirodni i zamjenski). Pravi će težiti više zbog svoje veće gustine, dok će kubni cirkonij biti lakši.

Vjeruje se da se potonje može izračunati i korištenjem ultraljubičastog zračenja. Kada mu je izložen, kubni cirkonij poprima zeleno-žutu nijansu.

Moissanite je skuplji analog dijamanta. Gotovo ih je nemoguće razlikovati. Naučno ime moissanite je silicijum karbid, koji se modernom opremom pretvara u veličanstveni sjajni dragulj.

Pronalazač ovog kamena, Henry Moissan, dobio je Nobelovu nagradu. On je prvi pronašao fragmente meteorita u krateru vulkana, koji je kasnije postao sirovina za proizvodnju dijamanata.

Kako prepoznati ovog "dvojnika" i ne biti prevareni prilikom kupovine? Prirodni dijamant, začudo, nije savršen po izgledu. Njegova površina je blago hrapava, za razliku od glatke školjke moissanite. Ako pažljivo pogledate, možete pronaći crni odsjaj fragmenata dijamanata, dok u sintetičkom kamenu nema stranih inkluzija.

Između ostalih zamjena za dijamante, danas su u upotrebi cirkon, bijeli safir i topaz, te itrijum aluminijski granat.

Pa, ne može se ne reći za dobro poznato "staklo" ili kamenčiće. Ranije su se izrađivale od prirodnog gorskog kristala, a sada od jednostavnog stakla i polimera. Još u 18. stoljeću, Georg Friedrich Strass došao je na ideju da se na donju stranu kristala nanese metalni prah, čime se postiže zrcalni efekat dijamanta. Pravi kamenčići danas se nikako ne smatraju lošim. Koji su to poznati proizvodi iz Swarovskog, koji teže da u svoju kolekciju dobiju sve poznate ljepotice svijeta!

Ne potcjenjujte sve vrste zamjena, oni imaju svoju vrijednost u svijetu nakita. Osim toga, njihova proizvodnja je vrlo naporan proces, koji vam omogućava da dobijete veličanstvene primjerke koji estetskim kvalitetama nisu inferiorni od prirodnog šljunka.

Toplota, gas i pritisak

Zaronimo malo dublje u sam tehnički proces, a zatim saznamo kako dobiti dijamant kod kuće. Savladajmo, da tako kažem, profesiju tehnologa zlatara kako bismo shvatili koliko je to težak i mukotrpan posao.

Danas postoje dva načina za proizvodnju dijamanta u laboratoriji.

1. Dijamantni prah se stavlja u posebnu kapsulu, koja se rastvara pod pritiskom i visokim temperaturama. Zatim se odvija proces kristalizacije koji traje i do nekoliko mjeseci. Kao rezultat toga, dijamanti s kubičnim fasetama razlikuju se od pravih ne samo po obliku, već iu samom procesu rasta.
2. Druga metoda takođe uključuje prisustvo komore napunjene gasom. Kada su izloženi energetskim tokovima, molekule plina u vakuumu se uništavaju, a atomi ugljika se talože unutar kapsule u obliku ploča. U dovoljno velikoj komori, desetine dijamanata mogu se uzgajati za nekoliko sedmica. Oni će biti slojeviti, sa grubim crnim ivicama. Ponekad se kamenje ovom metodom dobije sa smeđom nijansom, ali se sve nečistoće dobro čiste tokom procesa termičke obrade. Zatim majstori počinju sa rezanjem.

Uzgajajte dijamant kod kuće

Kao što vidite, proces je vrlo zanimljiv, dobri majstori zarađuju basnoslovne svote u industriji dijamanata. Jeste li spremni da se okušate u ovoj profesiji? Onda krenimo sa našim eksperimentom.

trebat će nam:

• mikrovalna;
• 3 olovke (grafit), debljine oko 3 mm;
• 15 cm pamučni konac;
• 2 šolje;
• Maslinovo ulje.

A sada sama akcija:

• Nakapajte malo maslinovog ulja u mali tanjirić, stavite konac po obodu tako da upije višak.
• Sada malo podignite konac i zavežite ga u labav čvor. U njega ćemo provući grafitnu šipku. Može se staviti na 2 čačkalice tako da bude tik iznad površine putera. Možete lagano povući oba kraja konca, vezajući čvrst čvor. Ostavite cijelu strukturu pola sata.
• Dobro operite mikrotalasnu pećnicu i osušite je, ne bi trebalo da bude ostataka hrane ili prašine.
• Okrenite šolju i stavite je u mikrotalasnu. Stavite dvije preostale šipke na to, a preko njih pripremljene uljne šipke. Na vrh stavite drugu šolju. Uključite pećnicu za maksimalnu temperaturu i vrijeme.
• Na kraju će nenamazane šipke ostati netaknute, a impregnirana površina će se istopiti i na njenom mjestu će se formirati dijamant. Ne možete odmah dodirnuti strukturu rukama, inače rizikujete da dobijete opekotine.

Možete se diviti vlastitoj kreaciji, a čak i ako ova kreacija ne liči na dragulj, već na zanat iz kompleta “mladi hemičar”, naučili ste osnove “obrade kamena” i “vađenja dijamanata”.

Kako odabrati

U poslu kupovine nakita, teško da se svako od nas može nazvati stručnjakom, pa je bolje da nakit kupujete u provjerenim zlatarnicama poznatih trgovačkih lanaca.

Slažem se, kupovina dijamanta i njegovog lažnog stakla nije baš ugodna. Vjeruje se da svi pravi dijamanti imaju posebnu oznaku. Osim toga, teže su više od sintetičkih i imaju drugačiju kristalnu rešetku. Falsifikati su ponekad besprijekornijeg izgleda, bez nečistoća i sa savršeno glatkom površinom, mogu reagirati na jake magnete, pa za svaki slučaj prije kupovine napravite eksperiment odmah u trgovini. Ako želite da budete 100% sigurni, odnesite kamen na pregled kod gemologa, specijaliste za dijamante. On će sigurno moći utvrditi da li je vještačko pred vama ili ne.

Međutim, nošenje ne-prirodnog kamenja sada nije nimalo sramotno, pogotovo ako vam budžet ne dozvoljava da kupite šik prave dijamante. Ogrlica ili naušnice s kubnim cirkonijumom ili kamenčićima zasjat će još jače od svojih prirodnih kolega, a koštat će nekoliko puta jeftinije od proizvoda s dijamantom.

Dakle, danas smo se upoznali šta su zamjene za dijamante i „sa čime se jedu“, odnosno kako su nastale, kako se proizvode. Naučili smo kako sami izvući dijamant iz jednostavne olovke i s pravom se možemo smatrati stručnjacima za ovu temu.

Tim LyubiKamni

Tehnologija proizvodnje sintetičkih dijamanata

Razvoj istraživanja kombinacije aparata visokog pritiska neophodnih za sintezu dijamanata vezuje se za ime pionira istraživanja u oblasti visokih pritisaka, profesora P.U. Bridgman. Bridgman je brzo shvatio da sam visok pritisak ne može pretvoriti grafit u dijamant. Prema teoriji, dijamant je stabilan kristalni oblik ugljika već pri pritiscima od oko 20.000 atm, ali pri pritiscima od 425.000 atm na sobnoj temperaturi i 70.000 atm na temperaturi crvene toplote nije došlo do transformacije grafita u dijamant. Istovremeno, dijamant se pri normalnom atmosferskom pritisku ponaša kao potpuno stabilna faza.

Transformacija dijamanta u grafit može se izvršiti zagrijavanjem do oko 1500 o C, a to sugerira da su temperature istog reda veličine potrebne za obrnutu transformaciju pri visokim pritiscima. Čovek koji je imao sreću da prvi sintetiše dijamant bio je Trejsi Hol.

Hall se pridružio General Electric Laboratories 1948. godine, a od 1951. postao je član male istraživačke grupe koja se bavila "Projektom nadpritiska" kako je bio kodiran rad na sintezi dijamanata. Iako je Hall bio hemičar, shvatio je da je glavna prepreka uspješnom rješavanju problema sinteze dijamanata nedostatak opreme visokog pritiska, te je razvio idejni projekat sistema, kasnije nazvan "polupojas". Bio je to tek prvi korak ka uspehu, ali je zacrtao put ka novom, poznatom "pojasnih" dizajna.

Prvi uspjeh je došao 16. decembra 1954. godine. Hol je kasnije napisao: "Ruke su mi se tresle, srce mi je ubrzano kucalo, osećao sam slabost u kolenima i morao sam da sednem. Oči su mi uhvatile blistavu svetlost sa desetina malih trouglastih lica oktaedarskih kristala... i shvatio sam da konačno je dijamante napravio čovjek." Ovaj eksperiment je izveden pri pritisku od 70.000 atm i temperaturi od 1600 o C upotrebom grafita i troilita (FeS). Dijamanti su zalijepljeni na tantalni disk, koji se koristi za napajanje električnom strujom dok se uzorak zagrijava.

Tantal je, osim toga, reducirao FeS u metalno željezo, budući da samo prisustvo sumpora ne može uzrokovati transformaciju grafita u dijamant. Katalizator ima ulogu rastvarača u kojem se grafit prvo otapa, a zatim kristalizira u obliku dijamanta. Bez metalnog rastvarača, brzina transformacije grafita u dijamant je vrlo spora, čak i ako su temperatura i pritisak dovoljni.

Aparat za sintezu dijamanata koji je predložio Hall nazvan je "pojas" (pojas) jer je središnji dio, gdje se odvija sinteza dijamanata, bio podržan prstenom od volframovog karbida sa čeličnom trakom visoke čvrstoće. Dva konusna klipa pokretana su velikom hidrauličnom presom od kaljenog čelika. Dobijeni sintetički dijamanti bili su tehnički.

Glavna poteškoća u stvaranju aparata za visoki tlak i temperaturu je u tome što čelici i drugi konstrukcijski materijali brzo gube snagu kada se zagrijavaju. Ovaj problem se može riješiti zagrijavanjem samo unutrašnjeg pomaka i odgovarajućom toplinskom izolacijom kako bi se spriječilo pretjerano zagrijavanje klipova i remena.

Prema GE patentu, tipična šarža u reakcionoj komori je mješavina od 5 dijelova grafita, 1 dijela željeza, 1/3 mangana i 1/3 vanadij pentoksida. Ova mešavina je zatvorena i zagrevana na 1700°C na 95,000 atm tokom 2 minuta, zatim ohlađena na 1500°C za 8 minuta. Sada se kao rastvarač najčešće koristi mešavina nikla i gvožđa, što omogućava sintetizaciju dijamanta u manje teškim uslovima, na primer, na 50.000 atm i 1400 o C. Takođe je dokazano da je grafit kao izvor ugljenika. mogu se zamijeniti drugim organskim materijalima: drvo, ugalj, katran, smola.

Aparat visokog pritiska "pojas" je kasnije zamenila kompanija General Electric sa dizajnom tetraedarskog tipa koji je razvio Hall otprilike u isto vreme. Njegova glavna prednost bila je upotreba relativno jeftinih presa. U prvoj verziji korištene su četiri neovisno djelujuće prese, postavljene u simetričan okvir i konvergirane u središnjem dijelu radnog volumena. Za drugu, jednostavniju modifikaciju potrebna je samo jedna hidraulička preša, a sile u ostala tri smjera nastaju interakcijom klipova sa konusnom površinom čvrstog čeličnog nosača. U tetraedarski prostor koji formiraju unutrašnje površine ovih umetaka, montiran je posebno izrađeni dio od pirofilita sa električnom peći, a to je grafitna cijev. Električna struja se dovodi preko dva suprotna klipa ili preko posebnih električnih ulaza. U peć se stavlja grafit i rastvarač metala.

Paralelno sa radom General Electric-a, istraživanje umjetnih dijamanata provodilo je Generalno švedsko električno dioničko društvo, poznato kao ASEA. Vjerovatno je da ASEA grupa nije objavila detalje svoje uspješne sinteze dijamanata 1953. jer su pokušavali dobiti materijal dragog kamenja i nisu pridavali veliki značaj vrlo malim tehničkim dijamantima. Tehnologija ASEA koristila je pritiske od 80.000 do 90.000 atm i temperature do 2760 o C. Veličine dijamanata koje su proizvele obje kompanije bile su znatno manje od 1 mm. U ASEA eksperimentima formirano je 20-50 kristala veličine 0,1-0,5 mm.

U SSSR-u je Institut za fiziku visokog pritiska Akademije nauka SSSR-a razvio metodu za dobijanje sintetičkih dijamanata 1960. godine. Nadzirao rad akad. L.F. Vereshchagin. Godine 1961. u Institutu za supertvrde materijale Akademije nauka Ukrajinske SSR razvijena je industrijska tehnologija za sintezu dijamanata. Proces se izvodi na temperaturi od 1800-2500 o C i pritisku većem od 50-102 MPa u prisustvu katalizatora - hroma, nikla, gvožđa, mangana, platine, kobalta ili drugih metala. Nakon toga je otkriveno da dijamanti nastaju tokom kristalizacije ugljika iz njegovog rastvora u talini metala katalizatora.

Sinteza dijamanta se vrši u komori tipa "leće" zapremine nekoliko kubnih centimetara. Grijanje se vrši indukcijom ili direktnim prijenosom električne struje. Kako se udarci približavaju jedan drugome, reakcijska smjesa grafita s niklom (kao i sa slojevitim pirofilitom) se skuplja. Kao rezultat, heksagonalna kristalna rešetka grafita se rekristalizira u kubičnu strukturu dijamanta. Veličina kristala dijamanata zavisi od vremena sinteze: u vremenu reakcije od 3 min. formiraju se kristali težine oko 10 mg, a za 30 minuta - 70 mg. Najizdržljiviji kristali su dobijeni veličine do 0,5-0,8 mm.

Proizvodnja nakita od sintetičkih dijamanata

Predstavljamo dijagram aparata koji se koristi za uzgoj velikih dijamantskih kristala korištenjem prijenosa ugljika u otopini metala.

Ne treba misliti da proizvodnja sintetičkih industrijskih dijamanata u ogromnim količinama pojednostavljuje zadatak dobivanja dijamanata takve veličine i kvalitete da se mogu klasificirati kao drago kamenje. Glavna prepreka pokušajima da se dobiju veliki kristali je mala zapremina u kojoj se mogu održavati uslovi ekstremnog pritiska i temperature. Osim toga, potrebno je mnogo vremena za uzgoj velikih kristala.

Metode za proizvodnju dragulja dijamanata nisu patentirane sve do 1967. godine, kada je Robert Wentorf konačno uspio u uzgoju dijamanata. Začetni kristal je neophodan kako bi se spriječila kristalizacija grafita čak i kada uvjeti eksperimenta odgovaraju području kristalizacije dijamanta. Najteži problem u uzgoju velikih visokokvalitetnih kristala dijamanata je potreba za održavanjem potrebnih uvjeta u području njegove stabilnosti.

U metodi koju je koristio Wentorf, sjemenski kristal je stavljen u hladni dio otopine na temperaturu od oko 1420 o C, a mali kristali su postavljeni u donji dio na temperaturi od 1450 o C. Raspon pritiska je bio od 55.000 do 60.000 atm. Bolje je da se sjemenski kristal postavi na dno, jer neki od malih kristala koji se formiraju izvan sjemena plutaju u vruću zonu i tamo se otapaju, umjesto da rastu oko sjemena.

U nekim od Wentorffovih eksperimenata, dijamantski materijal je prekristaliziran u grafit. Međutim, istraživači su se suočili i sa većim problemom: maksimalna brzina kojom kristali mogu stalno rasti mora se smanjivati ​​kako kristal postaje sve veći. Utvrđeno je da je za kristal prečnika 1 mm najveća stopa stabilnog rasta 0,2 mm/sat. Kada veličina kristala dostigne 5 mm, može doći do stabilnog rasta brzinom od 0,04 mm/sat, a potrebno je nekoliko dana da izraste kristal ove veličine.

Problem postaje još ozbiljniji ako pokušate uzgajati veće sintetičke dijamante. Trenutno, veliki sintetički dijamant ima prečnik 6 mm i teži 1 karat (0,2 g). Budući da su niske stope rasta povoljnije za uzgoj velikih kristala, a održavanje visokih temperatura i pritisaka dugo je skupo, veliki sintetički dijamanti su skuplji ili uporedivi sa cijenom prirodnih kristala sličnih veličina. Fotografija iznad prikazuje sintetičke dijamante od 1 karata koje uzgaja Robert Wentorff i grafit koji se koristi kao početni materijal.

Bojenje dijamanata se vrši unošenjem raznih nečistoća u kristale. Dušik daje zelenu boju i vjerovatno je odgovoran za žutu boju kamenja ako je prisutan u niskim koncentracijama. Uvođenje bora daje dijamantu plavu boju. Rijetko plavo prirodno kamenje, posebno poznati dijamant Hope, također duguje svoju boju prisutnosti ovog elementa. Proučavanje svojstava obojenih dijamanata korisno je za razumijevanje nekih dijamanata i načina na koji nastaju u prirodi.

Direktna transformacija grafita u dijamant

Direktna konverzija grafita u dijamant zahtijeva još ekstremnije uvjete u odnosu na tehniku ​​rastvarača metala. To je zbog velike stabilnosti grafita, zbog vrlo jakih veza njegovih atoma. Rezultati prvih eksperimenata o direktnoj transformaciji grafit-dijamanta, koje su izveli P. De Carly i J. Jameson iz Allied Chemical Corporation, objavljeni su 1961. godine.

Za stvaranje pritiska korišten je visoki eksploziv uz pomoć kojeg se, oko milionitog dijela sekunde (jednu mikrosekundu), održavala temperatura od oko 1200 o C i pritisak od oko 300.000 atm. U ovim uslovima u uzorku grafita nakon eksperimenta pronađena je određena količina dijamanta u obliku vrlo malih čestica. Rezultirajući kristaliti veličine (100 A = 10 nm, ili sto-hiljaditi dio milimetra). Oni su uporedivi sa takozvanim "karbonadom" koji se nalazi u meteoritima, čije se formiranje objašnjava visokom temperaturom koja nastaje kada meteorit prođe kroz guste slojeve atmosfere, i snažnom energijom udara koja se javlja kada meteorit udari. zemljine površine.

Godine 1963. Francis Bundy iz General Electrica uspio je u direktnoj transformaciji grafita u dijamant pri statičkom pritisku koji prelazi 130.000 atm. Takvi pritisci su dobijeni na modificiranom postrojenju "kaiš" sa većom vanjskom površinom klipova i manjom radnom zapreminom. Za stvaranje takvih pritisaka bilo je potrebno povećati snagu energetskih dijelova instalacije. Eksperimenti su uključivali zagrevanje grafitne šipke varnicom do temperature iznad 2000 o C. Zagrevanje je vršeno impulsima električne struje, a temperatura neophodna za formiranje dijamanta održavana je nekoliko milisekundi (hiljaditinke sekunde), što je znatno duže nego u eksperimente De Carlyja i Jamisona. Veličine novoformiranih čestica bile su 2-5 puta veće od onih dobivenih udarnom kompresijom.

U SSSR-u, u Institutu za supertvrde materijale Akademije nauka Ukrajinske SSR, razvijena je slična tehnologija za dobijanje umjetnih dijamanata. Kod usmjerene eksplozije dolazi do trenutnog porasta tlaka do 200-102 MPa i temperature do 2000 o C i u grafitu se formiraju mali (do 10-30 mikrona) sintetički dijamanti.

Godine 1963. V. J. Eversol (SAD) patentirao je metodu za uzgoj dijamanata iz gasne faze prezasićene ugljikom (metanom, acetilenom ili drugim ugljovodonicima) pri pritisku ispod 10-102 MPa. Višak površinske energije formiran na grafit-vazduh pospešuje formiranje dijamantskih jezgara. Sličnu metodu su nezavisno razvili u SSSR-u B. V. Deryagin i D. V. Fedoseev. Pri subatmosferskom pritisku uspjeli su dobiti brkove sintetičkog dijamanta iz gasne faze na sjemenkama dijamanta. Brzina rasta kristala je vrlo niska - oko 0,1 µm/h.

Pažnju ovih naučnika privukli su prijedlozi za dobijanje dijamanata pod uvjetima u kojima je grafit stabilan, a dijamant metastabilan (metastabilnost dijamanta znači da može ostati nepromijenjen u ovim uvjetima bez obrnute transformacije u grafit). Da bi se grafit pretvorio u dijamant, atomi ugljika moraju biti pobuđeni u stanje visoke energije. To se obično postiže primjenom visokih pritisaka i temperatura. Alternativna ideja temelji se na činjenici da ako je moguće dobiti atome ugljika s visokim energetskim nivoom, onda je prilikom prelaska u čvrsto stanje vjerojatnije formiranje metastabilnog dijamanta nego stabilnog grafita. Ovo je olakšano upotrebom kristala dijamantnog sjemena, koji pomažu atomima ugljika da se rasporede u redoslijedu koji odgovara strukturi dijamanata, a ne grafitnoj strukturi. Vjerojatno najperspektivnija metoda povezana je s razgradnjom plinova koji sadrže ugljik pri dovoljno niskim pritiscima. Omotavajući male kristale dijamanata, plin se razgrađuje, a atomi ugljika se talože na površini kristala sjemena.

Eversolove eksperimente karakterišu sledeći uslovi: temperatura u opsegu 600-1600 o C, ukupan pritisak gasa - jedna atmosfera, koncentracija metana u gasnoj mešavini od 0,015 do 7%. Sjemenke su bile samo 0,1 µm (desethiljaditi dio milimetra) u prečniku, što je omogućilo veliku površinu za taloženje dijamanata. Osim dijamanta, u gasnoj fazi su se formirale i nakupine grafita, koje su se zajedno sa dijamantom taložile na površini začetnih kristala. Ako se proces s vremena na vrijeme ne zaustavi kako bi se uklonio grafit, njegova koncentracija se povećava toliko da sprječava daljnje taloženje dijamanta. Za to su periodično vađeni dijamanti koji su stavljeni u posudu pod visokim pritiskom (od 50 do 200 atm) sa vodonikom i kalcinisani na temperaturi od 1000 o C. Vodik reaguje sa grafitom mnogo brže nego sa dijamantom, pa se ovim postupkom čisti površine sjemenih kristala za naknadni rast dijamanata.

Deryaginova grupa je došla do zaključka da je isplativije oksidirati nove grafitne formacije atmosferskim kisikom pri atmosferskom tlaku. Prednost ove metode je u tome što se proces sinteze i odstranjivanja grafita odvija u istom reaktoru, koji se u fazi oksidacije procesa puni zrakom. Tipične uslove za uzgoj dijamanta ovom metodom karakteriše temperatura od 1020 o C i pritisak metana od 0,07 mm Hg. Art.

Najveće stope rasta su oko 0,1 mikrona na sat, što osigurava formiranje oko jednog karata dijamanta na sat u cijeloj zapremini reaktora. Vibracija sjemena doprinosi povećanju kontaktne površine kristala s metanom i dovodi do poboljšanja svojstava sloja koji se uzgaja. Još veće brzine postižu se zračenjem površine dijamanata svjetlošću visokonaponske ksenonske lampe punjene plinom. Lampa radi u pulsirajućem režimu, promovišući brzi rast dijamanta i u velikoj mjeri sprječavajući nukleaciju grafitnih kristalita. Prijavljeno je da stope rasta u takvim uslovima dostižu nekoliko mikrometara na sat. Ponekad, kada se koristi ova metoda, počinju rasti dijamantski "brkovi" - tanke niti koje strše s različitih mjesta na površini sjemenskog kristala. Razlozi za ovaj čudan oblik rasta još nisu jasni.

Metodu Eversol u SAD-u razvili su uglavnom J. Angus i njegovi saradnici na Državnom univerzitetu Ohajo. Uslovi rasta koje koriste: temperatura 1000 o C, pritisak metana (pomešan sa vodonikom) 0,2 mm Hg. Art. - bliski su uslovima eksperimenata koje je sprovela Deryaginova grupa. Dobitak težine je tipično 6% za 20 sati, što odgovara linearnoj stopi rasta od samo 0,001 µm/dan. Veće brzine se primjećuju u početnom periodu procesa, što je vjerovatno zbog naprezanja zbog malih razlika u razmacima između atoma ugljika u filmu i kristalu supstrata. Moguće je da su veoma visoke stope rasta o kojima su izveštavali sovjetski naučnici takođe karakteristični samo za početnu fazu procesa.

1970. godine, General Electric Company razvila je metodu za dobijanje velikih sintetičkih kristala dijamanata kvaliteta dragog kamenja na sjemenkama u obliku ploča. Međutim, cijena uzgoja takvih dijamanata mnogo je veća od vađenja prirodnih.

Sintetički dijamanti se široko koriste za proizvodnju dijamantskih abrazivnih alata, šipki, brusnih i reznih točaka, brusnih pasta, rezača za staklo, rezača, svrdla, dlijeta, itd. Trenutno više od 80% potražnje za tehničkim dijamantima pokriva sintetičke. Trenutno, desetine laboratorija u raznim zemljama nastavljaju traganje za racionalnijim i efikasnijim načinom uzgoja dijamanata za tehničke potrebe i svrhe nakita.

Rafiniranje dijamanata zračenjem

Priča o sintetičkom dijamantu ne bi bila potpuna bez informacija o upotrebi nuklearnog zračenja za proizvodnju obojenih kristala. Razvoj ove metode obrade uzrokovan je izuzetnom rijetkošću obojenih dijamanata, a ipak je kvalitetan obojeni dijamant više od 25% skuplji od njegove bezbojne sorte.

Engleski naučnik Sir William Crookes otkrio je da radioaktivno zračenje radijuma pretvara bezbojni dijamant u zelenu sortu. Kasnije je otkriveno da ova promjena boje nastaje kao rezultat bombardiranja kristala alfa česticama, ali zahvata samo vanjski sloj dijamanta zbog slabe sposobnosti prodiranja alfa čestica u čvrstu supstancu. Metoda obrade dijamanta zračenjem bila je zaboravljena sve do novog kruga razvoja u kasnim 40-im godinama 20. stoljeća u nuklearnoj fizici.

Deuteroni su bombardovali kristale dijamanata. Dijamant je ostao visoko radioaktivan nekoliko sati, ali opet je obojen samo vanjski sloj. Utvrđeno je da bombardiranje visokoenergetskim elektronima dovodi do blijedoplave ili zelene boje dijamanta, ali opet je obojen samo tanak sloj. Ali neutroni, koji imaju veću prodornu moć, mogu promijeniti boju cijelog kamena. Nakon ozračivanja njima, dijamanti postaju zeleni, ali zagrijavanjem u inertnom plinu na 900 o C mijenjaju boju prvo u smeđu, a zatim u zlatnožutu. Ozračeni zlatno žuti dijamanti su mnogo privlačniji od zelenih ili smeđih i vrlo su popularni u Sjedinjenim Državama.

U nekim slučajevima, reakcija dijamanata na zračenje je raznovrsnija, a mogu se dobiti kristali plave, crvene i ljubičaste boje. Ova razlika u boji nastaje zbog nečistoća prisutnih u dijamantima. Većina dijamanata, takozvani dijamanti tipa I, sadrže dušik kao nečistoću, koji se unosi u kristal, vjerovatno u međufazi između formiranja dijamanta u unutrašnjosti Zemlje i vremena kada ulazi u njene prizemne regije. U većini dijamanata, azot je raspoređen u obliku najtanjih ploča, ali u jednoj od hiljadu, ravnomerno je raspoređen po zapremini kristala. Posljednja vrsta kristala se zove Ib, dok su najčešći klasifikovani kao tip Ia.

Manje uobičajeni tip II kombinuje čiste dijamante sa skoro bez sadržaja azota. Uključuje najveće kamenje. Najčešći dijamanti ove vrste klasifikovani su kao tip IIa, a vrlo rijetki dijamanti koji sadrže male koncentracije aluminijskih nečistoća klasificirani su kao tip IIb. Među dijamantima tipa I6 i II6 nalaze se kristali crvene i ljubičaste boje, zbog čega su skuplji od dijamanata običnih tipa.

Tabela ispod daje informacije o boji ozračenih dijamanata za prodaju. Općenito, ima smisla zračiti samo velike kristale, jer povećanje cijene malih dijamanata ne opravdava troškove njihove obrade.

Budući da je u naše vrijeme obrada dijamanata za promjenu njihove boje prilično raširena, pojavio se novi problem. Neki čak i kontrolirani ozračeni dijamanti mogu ostati radioaktivni dugo vremena zbog prisustva nečistoća dugovječnih radioaktivnih izotopa. Koliko je ovaj problem ozbiljan nije sasvim jasno. Ali ako postoji opasnost za vlasnika ozračenog kamena, on bi trebao biti svjestan rezultata kontrole zaostale radioaktivnosti i opasnog načina rafiniranja minerala. U svakom slučaju, nekontrolisano prečišćavanje kamenja u trećim zemljama čini ovo kamenje opasnim, jer se ne zna čime je tačno kamen ozračen i koje su posledice tog zračenja. Kupac mora imati izbor da svjesno odbije potencijalno opasnu kupovinu.

Analog pravih dragocjenih dijamanata su umjetni dijamanti. Odavno je poznato da igra dijamantskih faseta ima magična i očaravajuća svojstva. No, budući da su prirodni dijamanti najskuplje kamenje, mnogi jednostavno ne mogu kupiti dijamantski nakit. Zahvaljujući analozima, i žene i muškarci mogu uživati ​​u ljepoti i glamuru nakita od umjetnog kamena. Osim toga, dijamanti se koriste ne samo za izradu nakita, već iu mnogim područjima ljudskog života: nauci, tehnologiji, medicini. Nije isplativo koristiti visokokvalitetne i dragocjene dijamante u industriji. Za to se koristi neispravno kamenje koje ne predstavlja posebnu vrijednost nakita, ili umjetno uzgojeni dijamanti. Ime "dijamant" u prijevodu sa drevnog indijskog jezika znači "nesalomiv". Druga verzija kaže: ime dolazi od grčke riječi "adamas", što znači "neodoljiv".

Karakteristike umjetnih dijamanata

1993. godine po prvi put se umjetno kamenje počelo pojavljivati ​​na svjetskom tržištu dijamanata kao eksperimentalni uzorci. Neki od njih poslani su na istraživanje u autoritativni laboratorij američkog Gemološkog instituta, gdje su naučnici zaključili da je razlika između umjetnih dijamanata i prirodnog kamena prilično značajna, ali neće svaki zlatar ili običan potrošač moći prepoznati i razlikovati pravi kamen. od lažnog. Glavno razlikovno svojstvo sintetiziranih umjetnih dijamanata je čistoća i tvrdoća. Veštački dijamant je najtvrđi kamen na svetu. Prirodni dijamanti mogu imati greške i nedostatke (pukotine, zamućenost ili inkluzije), što se ne može reći za umjetno kamenje.

Kao što znate, pravi dijamant ima magična svojstva, pomaže u zaštiti osobe od „loših“ pogleda i misli i uravnotežuje nervni sistem. Stručnjaci astrologije uvjeravaju da umjetni dijamant zrači i pozitivnom energijom, koja pomaže u teškim trenucima da osoba donese pravu odluku ili napravi pravi izbor. Bez obzira na horoskopski znak, prirodni i umjetno uzgojeni dijamanti mogu se nositi na tijelu ili jednostavno držati kod kuće u kutiji za nakit. Raznolikost nakita od umjetnog kamenja danas je prilično velika, te je na prvi pogled potpuno nemoguće razlikovati kamenje od pravog nakita.

Metode uzgoja sintetičkih dijamanata

Sintetički uzorci se uzgajaju u laboratorijama pod posebnim uvjetima uz korištenje visokoprecizne i visokotehnološke opreme. Ali ovaj proces ne zahtijeva hiljade godina, kao za formiranje prirodnog kamenja. Boje i veličine su slobodni za odabir. Jedna od metoda koja se koristi za uzgoj umjetnih dijamanata je temperaturni gradijent pomoću posebnih cijevi. Sadrže sljedeće sastojke:

• grafitni prah;
• metalne specijalne legure (djeluju kao katalitičke tvari);
• sjeme za buduće vještačko kamenje.

Kapsula je pod pritiskom (oko 3000 tona) 10 dana. Rast počinje na mjestu gdje je najveći pritisak. Zbog visoke unutrašnje temperature (skoro 1500°C), metal se topi, rastvarajući grafitni prah u sebi. Razlika između temperatura stvara određeni pritisak, koji doprinosi kretanju nastale mase do "nukleusa", gdje se taloži.

Druga tehnika uzgoja laboratorijskog kamenja naziva se CVD (taloženje plina). Tehnika se sastoji u zasejanju posebne ploče (supstrata) sa dijamantskim "semenkama". Ova ploča se postavlja u specijaliziranu instalaciju, koja se prethodno ispumpava do visokog vakuuma. Komora se zatim puni mikrotalasima i gasovima. Plazma u vrijeme rasta dijamanata dostiže određenu temperaturu (oko 3100°C).

Pod djelovanjem temperature plinovi se razlažu u plazmu, a molekule ugljika koje se adsorbiraju iz metana talože se u obliku umjetnih dijamanata na ploču.

Kristali imaju ekvivalentne veze, što objašnjava njihovu snagu i tvrdoću. Za umjetni uzgoj koriste se grafit, čađ, šećerni ugalj i razne tvari bogate ugljikom.

Uzgojeni dijamanti imaju nekoliko naziva, ali se općenito nazivaju umjetnim ili sintetičkim, iako u naučnoj literaturi postoje i imena kao što su:

• HPHT dijamanti;
• CVD dijamanti.

Naučnici ih radije nazivaju "laboratorijskim kamenjem" ili "laboratorijski uzgojenim dijamantima".

Po čemu se sintetički dijamant razlikuje od prirodnog kamenja?

Izgled umjetnih dijamanata nije inferioran od prirodnih dragulja, ali ako uzmete u obzir njihovu cijenu, onda je mnogo niža. Sintetičko kamenje se bolje uklapa u proces rezanja, tako da se čak i najmanji kristali mogu pohvaliti besprijekornim rezom. Osim toga, malo sintetičko kamenje mnogo je jače od prirodnog, tako da se pravi dijamanti male veličine gotovo nikada ne nalaze na policama draguljarnica: proces njihovog vađenja iz rude je vrlo naporan. Uz pomoć sintetičkog sitnog kamenja, zlatari stvaraju nemasivan, vrlo lijep nakit sa dijamantskim vezom, koji uvelike povećava želje potrošača.

Opseg umjetnih dijamanata

Zbog svoje tvrdoće, umjetno, uzgojeno kamenje ima široku primjenu za rezanje i brušenje raznih površina. Danas skoro sve testere, bušilice, abrazivi, alati za brušenje i rezanje imaju delove sa veštačkim dijamantskim rezom. Umjetno uzgojeno kamenje se također široko koristi kao poluvodiči u proizvodnji mikro krugova. Tržište dijamanata razlikuje se od tržišta nakita jer laboratorijski kamen, osim tvrdoće, ima odličnu toplotnu provodljivost, koja je nekoliko puta veća od materijala kao što je bakar.

Glavni potrošači umjetnog kamenja su zlatari, proizvođači čipova za kompjutersku opremu, organizacije koje pružaju usluge bušenja.

Danas su dijamantski puderi vrlo česti za poliranje površina dragog kamenja, zlatnih i srebrnih postavki i silikonskih pločica.

Najveća vrijednost laboratorijskog kamenja dobivenog CVD metodom leži u njihovoj upotrebi u visokotehnološkim područjima ljudske djelatnosti. Umjetno (sintetičko) kamenje se koristi u proizvodnji najmoćnijih laserskih zraka (koji se trenutno koriste u medicini za liječenje smrtonosnih bolesti), stvaranju mobilnih prijenosnih uređaja.

Najveći potencijali za sintetičko kamenje su u oblasti računarske tehnologije. Dijelovi koje sadrže smatraju se izdržljivijima, mogu kontinuirano raditi na vrlo visokim temperaturama, što nije slučaj, na primjer, sa silikonskim kompjuterskim čipovima. Umjetni dijamant može izdržati visoke temperature, što osigurava njegovu produktivnost, jer o tome ovisi vijek trajanja, učestalost rada opreme i brzina. Broj veštačkih dijamanata proizvedenih godišnje je skoro 5 milijardi karata.

Naučnici provode stalna istraživanja koja su već dovela do zaključka da će se umjetni dijamanti koristiti za dobijanje slika pod vodom, slika iz oblasti medicine, za detektore u Velikom hadronskom sudaraču, te u nuklearnim istraživanjima.

Uz sve navedeno, umjetni dijamanti se široko koriste u nakitu, što mnogim ženama omogućava da uživaju u lažnom kamenju, ali se praktički ne razlikuju od prirodnog.

Umjetni dijamant nije lažni prirodni, obrađeni dijamant. Ovo je industrijski proizvod koji ima strukturu i svojstva prirodnog kamena.

Svojstva sintetizovanih dijamanata

Gotov dijamant se ne može uzgajati, jer se tako zove proizvod prerade dijamanta, prirodnog ili dobivenog u procesu sinteze. Mineral i laboratorijski pandan imaju neobičan izgled, a tek nakon rezanja postaju dijamanti.

Umjetno uzgojen dijamant teško je razlikovati od prirodnog. Ima kamenja takvog kvaliteta da ga je teško identificirati čak iu gemološkoj laboratoriji. A njihova cijena je srazmjerna prirodnom materijalu.

Zašto se umjetno uzgojeni kristali ne mogu nazvati lažnim dijamantima? I zato što su napravljeni po posebno kreiranim tehnologijama, kako ne bi bili samo slični, već i ponavljali karakteristike prirodnog minerala. Umjetni dijamanti dobivaju sljedeće slične kvalitete dijamanta:

• tvrdoća;
• sijati;
• indeks loma, poput vode;
• ista specifična težina;
• visoka toplotna provodljivost.

Kako onda razlikovati između brušenih prirodnih dijamanata i umjetno uzgojenih dijamanata? Za diferencijaciju se obraća pažnja na sljedeća svojstva kamenja dobijenog tokom tehnološkog procesa:

1. Reakcija na jako magnetno polje.
2. Pod mikroskopom, čak i pri uvećanju od 20x, teško je pronaći nedostatak u kamenu.
3. Zrnasta struktura kristala, koja je vidljiva kada se uzorak uveća 80 puta.
4. Žućkasta nijansa koju azot ostavlja za sobom.
5. Bez mineralnih inkluzija.
6. Spektralna analiza će pokazati prisustvo metala katalizatora (ako ih ima).

Ali samo infracrvena ili laserska spektrometrija daje tačan rezultat. Na tržištu nakita prirodno brušeni dijamanti su napola zamijenjeni kultiviranim. Obično je ovo kamenje veličine do 1 karat. Neisplativo je sintetizirati veće: takva proizvodnja je naporna i skupa, iako je umjetni tamnoplavi dijamant težine 10,07 karata uzgojen u Rusiji pomoću novih tehnologija.

Tehnologije proizvodnje dijamanata

Za uzgoj dijamanta iz mikroskopskih frakcija koriste se 2 metode:

1. termobarična metoda. Dijamantski prah se stavlja u tlačnu komoru, koja je izložena visokom pritisku i vrućem zraku. U ovom slučaju metalne folije se koriste kao katalizatori. Trajanje ciklusa 7-10 dana.

1. CDV metoda. Sjeme dijamanta se stavlja u vakuumsku komoru koja sadrži metan. Električni luk uništava molekule plina, atomi ugljika se talože na izvornom materijalu i kristaliziraju. Kamenje raste za 4-5 dana.

Sintetizirani i prirodni dijamanti imaju istu komponentu - ugljik. Samo prirodnom mineralu treba dosta vremena da se formira (ne zna se kako nastaje), a uzgaja se u laboratoriji za nekoliko dana, što omogućava da se zadovolji potražnja ne samo tržišta nakita, već i onaj industrijski.

Proizvodni proces se tu ne završava. Dobijeni uzorci imaju grubu crnu površinu. Ali to se uklanja brušenjem, a nakon rezanja kamen zaiskri.

Po prvi put dijamant je sintetizovan u drugoj polovini prošlog veka. Oprema za to je bila toliko skupa da je rudarenje bilo jeftinije. Daljnji razvoj industrije omogućio je smanjenje cijene sintetičkih kristala deset puta.

Veštačko i lažno

Umjetni dijamanti su visoko cijenjeni, prevaranti ih rijetko nude umjesto pravih. Postoji kamenje koje se zbog svog sjajnog sjaja obično naziva zamjenama za dijamante:

1. Cirkonijum - inferioran u snazi ​​od moissanita, postaje mutan tokom godina, sintetičkog je porekla.

1. Cirkoni su sintetizovano kamenje i nisu dragocjeno.

Bezbojni safir, rutil, fabulit, itrijum, galijum, Swarovski kristali, akrilni polimeri imaju briljantan sjaj. Nazivaju se lažnim ili lažnim jer imaju drugačiju strukturu i svojstva. Kristal koji najviše nalikuje dijamantu je prirodni mineral moissanite. Ima veliku čvrstoću, sjaj i sjaj se čuvaju dugi niz godina.

Uzgajano kamenje ima 3 osnovne boje: žutu, plavu i bezbojnu. Ove boje ne mijenjaju svoju zasićenost tokom vremena. Lakše je uzgajati žuto kamenje, pa je veće (do 2 karata). Postoje narandžasti kristali. Ovu boju daju nečistoće dušika kada uđe u kristalnu rešetku. Teže je uzgajati plave dijamante (borne nečistoće daju boju). Njihova veličina ne prelazi 1,25 karata.

Bezbojne dijamante je teško uzgajati, jer nečistoćama koje daju boju nije dozvoljeno da uđu. Takvi kristali su manje dostupni, težine ne više od 1 karata. Za izradu dijamanata drugih boja (ružičaste, crvene, zelene) vrši se posebna obrada nakon uzgoja. Boja kristala je označena brojem. Bezbojni ima broj 1. Ali ovo je rijetko kamenje i zove se dijamant čiste vode.

Proizvodnja umjetnih dijamanata je tražena. Osim u proizvodnji nakita, koriste se u medicini, građevinarstvu, elektronici, nanotehnologiji. Kultivisani dijamanti su kamenje visoke čistoće, besprekornog izgleda i veoma su slični prirodnim.

Dijamanti vole sve žene na planeti, ali ne mogu svi priuštiti takav luksuz. Moderne tehnologije omogućavaju stvaranje umjetnog dijamanta, koji je nekoliko puta jeftiniji od prirodnog kamenja.

Dijamant je neophodan ne samo za ljepotu.

Koristi se u industrijskom sektoru, astronautici, medicini i modnoj industriji.

Kako su se pojavili umjetni dijamanti

Prirodni kamen bio je poznat čovječanstvu prije nekoliko desetina stoljeća. Ljubitelji neverovatnog sjaja bili su spremni da plate okrugli iznos za dijamant. Ljubitelji prevare smišljali su razne trikove kako bi došli do novca. Gorski kristal, kubni cirkonijum, moisanit su davani za dijamant. Stvaranje umjetnog kamena proganjalo je čovječanstvo, i krajem 19. veka naučnici su počeli da proučavaju sastav kamena i njegovu strukturu.

Zbog svojih jedinstvenih karakteristika, dragulj ima visoku cijenu na tržištu nakita. Tvrdoća, visoka toplotna provodljivost, jaka disperzija, optička prozirnost i otpornost na habanje - ova svojstva cijene ne samo zlatari, već i stručnjaci iz različitih područja nauke, od industrije do medicine.

Kako bi sve sfere života mogle koristiti dijamante u svojoj industriji, ljudi su počeli smišljati kako uzgajati dijamante.

Umjetni dijamanti nazivaju se sintetičkim, odnosno stvorenim u laboratoriji.

1950. godine švedski naučnici su prvi sintetizirali dragulj, a nekoliko godina kasnije na tržištu je bilo moguće kupiti kamen umjetnog porijekla za izradu nakita. Nedavno je moderno tržište nakita gotovo u potpunosti zastupljeno nakitom od umjetnog kamenja.

Obična osoba vjerojatno neće moći razlikovati lažni od pravog dragulja, pa mnogi proizvođači iskorištavaju nedostatak znanja među ljudima.

Proces uzgoja

Kako se zove umjetno uzgojen dijamant - zna svaka osoba koja je bila zainteresirana za tehnologiju njegove proizvodnje. Trenutno postoji nekoliko tehnologija za sintetičku proizvodnju umjetnog nakita.

Najizdržljivija, ali u isto vrijeme i skupa tehnologija proizvodnje - od kristalnog ugljika. Ugljik se stavlja u specijalnu presu na kojoj pumpe uz pomoć vode stvaraju visok pritisak i na taj način obrađuju materijal.

Nadalje, takav poseban materijal kao što je rashladno sredstvo zamrzava vodu, povećavajući tako pritisak za 10 puta. U sljedećoj fazi, snažno strujno punjenje se dovodi u komoru, a pod utjecajem vode i struje, kamen se transformira. Odleđivanjem komore možete dobiti gotovi umjetni proizvod.

Eksplozija uz pomoć metana omogućava vam da izgradite kamenu masu - to je ono što stručnjaci nazivaju umjetnim dijamantom. Ova tehnologija je jeftinija od uzgoja iz ugljika.

Metan se može koristiti na dva načina. Kada koristite prvi, dijamanti će se pokazati malim, ali s visokim postotkom gotovog proizvoda. Druga metoda vam omogućava da izgradite kamenu masu, ali temperatura obrade će dostići 1100 stepeni.

Popularni naslovi

Sintetički dijamanti sada imaju nekoliko varijanti. Glavni su:

• rhinestone;
• rutil;
• kubni cirkonij;
• moissanite;
• feroelektrični;
• fabulite;
• cerusit.

U slučaju cirkonijum dioksida koristi se naziv cirkon. Međutim, ne zaboravite da se cirkonij ne odnosi na prirodno kamenje. Zauzvrat, kubni cirkonijum ima visoku čvrstoću, visoku disperziju i stepen refrakcije.

Kubični cirkonij toliko dobro imitira dijamant da ga svi stručnjaci ne mogu razlikovati prvi put. Ako tražite najkvalitetniji lažni sjajni kamen, onda se može smatrati moissanitom. Njegove optičke performanse su bolje od dijamanta, a njegova fizička svojstva nisu inferiorna od prirodnog dijamanta. Moissanite može popustiti dijamantu samo po tvrdoći. Rhinestones su popularan proizvod na tržištu. Zahvaljujući olovnom staklu, kamenčići se divno igraju na suncu.

Područje primjene

Gotovo 90% kamenja se koristi u industriji i nauci.

Najčišće kamenje se koristi u nanotehnologiji, kao i u mašinstvu.

Uz njihovu pomoć možete kreirati alate povećane snage.

Ovi alati su:

• brusne ploče;
• diskovi za poliranje;
• bušilica.

Sintetički dijamant našao je široku primjenu u industriji mode i ljepote. Rhinestones se koristi u odjeći, kao iu nakitu i za ukrašavanje cipela.

Umjetni materijal je odlična alternativa prirodnom dijamantu. Takav kamen se može koristiti u raznim oblastima industrije, mode i medicine, kao iu razvoju posebnih nanotehnologija.