خانه › فرزندان › الماس مصنوعی چیست؟ تکنولوژی پرورش سنگ مصنوعی

الماس مصنوعی چیست؟ تکنولوژی پرورش سنگ مصنوعی

با سلام خدمت شما عزیزان! همه این جمله معروف را شنیده اند بهترین دوستاندختران الماس هستند.» اینها فقط زیورآلات دور ریختنی نیستند، بلکه بادوام ترین سرمایه گذاری هستند که یک دکوراسیون مد روز نیز محسوب می شود. گاهی اوقات برای او هزینه زیادی دارد که صرفه جویی در آن زمان زیادی طول می کشد و انتظار هدیه از یک تحسین تصادفی ثروتمند کاملا احمقانه است. اما یک جایگزین عالی وجود دارد - الماس مصنوعی، که از نظر ظاهری تفاوتی با واقعی ندارد اما چندین برابر هزینه کمتری دارد.

امروز نه تنها در مورد انواع و روش های به دست آوردن این سنگ در شرایط ایجاد شده مصنوعی، بلکه سعی کنید خودتان آن را در خانه بسازید ... در مایکروویو!

همه علاقه مند هستند که به آن چه می گویند دنیای جواهراتسنگی که نه طبیعت، بلکه توسط دست انسان خلق شده است. شما خواهید گفت: "بدیهی است که جعلی است" و اشتباه خواهید کرد. نکته این است که باید بین تولید مصنوعی تقلبی و فرآیندی با فناوری پیشرفته که به تدریج ظاهر یک گوهر گرانبها را تکرار می کند، تمایز قائل شد. برای این کار از تجهیزات گران قیمت و مواد اولیه مرغوب استفاده می شود. نتیجه یک الماس کامل است که حتی یک متخصص با تجربه نمی تواند آن را از یک الماس طبیعی تشخیص دهد.

ویژگی های مشترک الماس طبیعی و مصنوعی

تولید مستمر این سنگ ها تاثیر مضاعفی بر صنعت معدن سنگ داشت. از یک طرف، "برادر دوقلو" الماس واقعی مشکل کمبود سنگ های طبیعی را حل کرد. از سوی دیگر، فروشندگان نادرست اکنون این فرصت را دارند که اقلام «مصنوعی» را به‌عنوان آن‌ها به اشتراک بگذارند سنگ واقعیو از آن پول هنگفتی به دست آورید.

کمی بعد در مورد چگونگی تمایز هنر طبیعت از صنایع دستی صنعت الماس مدرن، اما در حال حاضر در مورد ویژگی های مشترک الماس مصنوعی و طبیعی خواهیم آموخت.

آنها تقریباً در موارد زیر یکسان هستند:

خواص فیزیکی، ساختار اتمی، ترکیب شیمیایی؛
شفافیت، درجه هدایت حرارتی، خلوص شبکه کریستالی؛
مواد اولیه برای تولید (کربن خالص متبلور)؛
ظاهر.

اگر انگشتری با "درخشنده" به شما هدیه دهند و به شما اطمینان دهند که چیزی جز "طلا و الماس" نیست، هرگز به فریب مشکوک نخواهید شد. حتی یک جواهرساز باتجربه زیر ذره بین گاهی اوقات نمی تواند ردپای منشأ مصنوعی سنگ را تشخیص دهد، به خصوص اگر سفید باشد، زیرا یک الماس مصنوعی شفاف بدون ترکیب رنگ های دیگر را نمی توان از طبیعی تشخیص داد.

پالت چند وجهی الماس مصنوعی

الماس کاملا شفاف نادرترین و گران ترین الماس محسوب می شود. اگرچه سنگ های سایه دار نیز مورد تقاضا هستند و با زیبایی مسحورکننده خود چشم را به خود جلب می کنند.

امروزه چندین نوع الماس مصنوعی رنگی در دنیا تولید می شود:

آبی (از سایه بهشتی کم رنگ تا غنی، که با افزودن بور به ترکیب به دست می آید؛ به 1.25 قیراط می رسد).
زرد (از لیموی روشن گرفته تا زرد روشن پررنگ و حتی نارنجی؛ این پالت از نیتروژن تشکیل شده است؛ چنین الماس هایی می توانند به 2 قیراط برسد و رشد آنها بسیار راحت تر از الماس های آبی است).
صورتی، قرمز، بنفش، سبز (بسته به اضافه شدن ناخالصی های مختلف در طول پردازش، می توانید الماس هایی از باورنکردنی ترین سایه ها را دریافت کنید).

کمی تاریخچه در مورد الماس مصنوعی

اولین "تقلبی"، جایگزین الماس طبیعی، در سال 1920 ثبت شد.

چارلز پارسونز نمونه اولیه کریستال مصنوعی فعلی را اختراع کرد. آنقدر عالی اجرا شد که به گردنبند معروف سیبیل شپرد رسید. این تزیین بعدها به یکی از یادگارهای امپراتوری بریتانیا تبدیل شد. جالب است که هیچ کس دیگری موفق به تکرار اولین الماس "جعلی" نشده است، اگرچه خود نویسنده از خلقت او چندان راضی نبود.

قبل از جنگ جهانی دوم، دو شرکت آمریکایی تصمیم به تولید انبوه الماس گرفتند. که در شرایط آزمایشگاهیآنها اولین آزمایش را با استفاده از کربن انجام دادند. ماده اولیه تحت فشار و دمای بالا قرار گرفت. شور و شوق مخترعان در طول جنگ فروکش کرد، اگرچه بسیاری از محققان مطمئن هستند که الماس به طور خاص برای نیازهای نظامی مورد نیاز بود و سپس نیاز به آنها ناپدید شد.

QUINTUS، پروژه ای از تجار سوئدی، به دلیل الماس های خود شناخته شده است. اوست که دسته عظیمی از سنگها را در اختیار دارد. آنها عمدتاً در صنعت استفاده می شدند، زیرا برای ساخت جواهرات، حتی خشن، بسیار زیبا نبودند و به زیبایی جواهرات نمی رسیدند.

اولین الماس گرانبها در سال 1997 در توکیو ساخته شد. دودی، درخشان و مشخصه سنگ واقعی بود رنگ مایل به زرد. امروزه ژاپن حدود 8 درصد از تولید الماس جهان را در اختیار دارد. ایالات متحده آمریکا و چین به حق "هیولا" در زمینه سنتز سنگ در نظر گرفته می شوند.

اکنون این یک تولید کامل است که به دوستداران جواهرات اجازه می دهد درخشش کنند جواهرات شیک. سنگریزه هایی که در شرایط "انکوباتور" رشد می کنند در آویزها، حلقه ها قرار می گیرند و برای تزئین لباس و کفش استفاده می شوند. در عین حال هزینه آنها چندان به بودجه ضربه نمی زند.

صاحبان زنجیره های بزرگ جواهرات، شور و شوق زیادی برای سیل گسترده بازار با "تقلبی" ندارند. انتظار می رود که آنها بیش از 15 درصد از سود حاصل از فروش را از دست بدهند سنگ های طبیعی.

اگر سختگیر هستید و می خواهید الماس های واقعی داشته باشید و مایلید برای منشاء طبیعی آنها هزینه کنید، به شما توصیه می کنیم که همه جانشین های مصنوعی آنها را با چشم بشناسید.

الماس دو برابر می شود و چگونه سنگ "جعلی" را از سنگ طبیعی تشخیص دهیم

یکی از رایج ترین الماس های تقلبی این روزها، زیرکونیای مکعبی است. اولین بار در سال 1976 به دست آمد و دی اکسید زیرکونیوم است. زیرکونیای مکعبی دقیقاً مانند الماس واقعی می درخشد و در همه جا در صنعت جواهرات مدرن استفاده می شود. معمولاً فروشندگان نام سنگ را روی برچسب قیمت نشان می‌دهند، اما تاجران بی‌وجدان می‌توانند آن را به عنوان گرانبها بگذرانند. چگونه زیرکونیا مکعبی را از الماس طبیعی تشخیص دهیم؟ این بسیار ساده است: شما باید دو سنگ یکسان (طبیعی و جایگزین) را وزن کنید. نمونه واقعی به دلیل چگالی بیشتر وزن بیشتری دارد، در حالی که زیرکونیای مکعبی سبک تر خواهد بود.

اعتقاد بر این است که دومی را می توان با استفاده از اشعه ماوراء بنفش نیز محاسبه کرد. هنگامی که در معرض آن قرار می گیرد، زیرکونیا مکعبی رنگ سبز-زرد پیدا می کند.

Moissanite آنالوگ گران‌تری از الماس است. تشخیص آنها تقریبا غیرممکن است. نام علمی moissanite یک کاربید سیلیکون است که با تجهیزات مدرن به یک جواهر درخشان و باشکوه تبدیل شده است.

کاشف این سنگ، هنری مویسان، برنده جایزه نوبل شد. او اولین کسی بود که قطعات شهاب سنگ را در دهانه یک آتشفشان پیدا کرد که بعداً به مواد خام برای تولید الماس تبدیل شد.

چگونه این "دو" را تشخیص دهیم و هنگام خرید فریب نخوریم؟ یک الماس طبیعی، به اندازه کافی عجیب، از نظر ظاهری ایده آل نیست. سطح آن بر خلاف پوسته صاف موسانیت کمی خشن است. اگر به دقت نگاه کنید، می توانید انعکاس سیاهی از قطعات الماس را پیدا کنید، در حالی که در سنگ مصنوعی هیچ آخال خارجی وجود ندارد.

در میان دیگر جایگزین های الماس، زیرکون، یاقوت کبود سفید و توپاز، و گارنت آلومینیوم ایتریم امروزه مورد استفاده قرار می گیرند.

خوب، ما نمی توانیم از "شیشه" یا بدلیجات معروف خودداری کنیم. قبلاً آنها از کریستال سنگ طبیعی ساخته می شدند، اما اکنون از شیشه سادهو پلیمرها در قرن هجدهم، گئورگ فردریش استراس ایده استفاده از پودر فلز را در سطح زیرین کریستال مطرح کرد و بدین ترتیب ظاهری شبیه آینه به دست آورد. جلوه الماس. بدلیجات واقعی امروزه به هیچ وجه رفتار بدی به حساب نمی آیند. محصولات معروف سواروسکی که تلاش می کنند تمام زیبایی های معروف دنیا را وارد مجموعه خود کنند، چه ارزشی دارند!

همه انواع جایگزین ها را دست کم نگیرید، آنها ارزش خود را در دنیای جواهرات دارند. علاوه بر این، تولید آنها یک فرآیند بسیار کار فشرده است که به ما امکان می دهد نمونه های باشکوهی را به دست آوریم که از نظر کیفیت زیبایی از سنگ های طبیعی پایین تر نیستند.

گرما، گاز و فشار

بیایید کمی عمیق تر برویم فرآیند فنیو سپس یاد بگیرید که چگونه الماس را در خانه تهیه کنید. بیایید، به اصطلاح، به حرفه فناوران جواهرات مسلط شویم تا بفهمیم کار چقدر پیچیده و پر زحمت است.

امروزه دو روش برای تولید الماس در آزمایشگاه وجود دارد.

پودر الماس در یک کپسول مخصوص قرار می گیرد که تحت فشار و دمای بالا حل می شود. سپس فرآیند کریستالیزاسیون رخ می دهد که تا چندین ماه طول می کشد. نتیجه الماس هایی با وجه مکعبی است که نه تنها از نظر شکل، بلکه در فرآیند رشد نیز با الماس های واقعی متفاوت است.
روش دوم نیز شامل وجود یک محفظه پر از گاز است. هنگامی که در معرض جریان انرژی قرار می گیرند، مولکول های گاز در خلاء از بین می روند و اتم های کربن به شکل صفحات در داخل کپسول قرار می گیرند. در یک محفظه به اندازه کافی بزرگ، ده ها الماس را می توان در چند هفته پرورش داد. آنها پوسته پوسته، با لبه های سیاه خشن خواهند بود. گاهی اوقات سنگ هایی با این روش به دست می آید رنگ قهوه ای، اما تمام ناخالصی ها در این فرآیند به خوبی تمیز می شوند حرارت درمانی. سپس صنعتگران شروع به برش می کنند.

پرورش الماس در خانه

همانطور که می بینید، روند بسیار جالب است، صنعتگران خوبدر صنعت الماس مبالغ فوق العاده ای کسب کنید. آیا حاضرید خود را در این حرفه امتحان کنید؟ سپس بیایید آزمایش خود را شروع کنیم.

ما نیاز خواهیم داشت:

مایکروویو؛
3 میله یک مداد ساده(گرافیت)، حدود 3 میلی متر ضخامت؛
نخ پنبه 15 سانتی متر؛
2 لیوان؛
روغن زیتون.

و حالا خود عمل:

مقداری را در یک نعلبکی کوچک بریزید روغن زیتونیک نخ را دور محیط آن قرار دهید تا مازاد آن را جذب کند.
حالا نخ را کمی بلند کنید و به گره ضعیفی گره بزنید. بیایید یک میله گرافیتی را در آن عبور دهیم. می توانید آن را روی 2 خلال دندان قرار دهید تا درست بالای سطح روغن باشد. می توانید به آرامی هر دو سر نخ را بکشید و یک گره محکم ببندید. کل این ساختار را برای نیم ساعت بگذارید.
مایکروویو را کاملاً بشویید و خشک کنید.
لیوان را برگردانید و در مایکروویو قرار دهید. دو میله باقیمانده را روی آن قرار دهید و میله روغن آماده شده را روی آنها قرار دهید. روی آن را با لیوان دوم بپوشانید. اجاق گاز را روشن کنید حداکثر دماو زمان.
در نهایت میله های بدون روغن دست نخورده باقی می مانند و ناحیه ای که آغشته شده است ذوب می شود و الماسی به جای آن تشکیل می شود. شما نمی توانید فوراً ساختار را با دستان خود لمس کنید، در غیر این صورت خطر سوختگی وجود دارد.

شما می توانید خلقت خود را تحسین کنید، و حتی اگر این خلقت دقیقاً شبیه یک جواهر نباشد، بلکه یک هنر از مجموعه "شیمیدان جوان" باشد، اما اصول اولیه "فرآوری سنگ" و "معدن الماس" را یاد گرفته اید.

نحوه انتخاب صحیح

در امر خرید جواهرات، به سختی می توان هر یک از ما را متخصص نامید، بنابراین بهتر است جواهرات را از جواهرفروشی های معتبر زنجیره های خرده فروشی معروف خریداری کنید.

موافقم، خرید الماس شیشه ای تقلبی همراه با الماس چندان خوشایند نیست. اعتقاد بر این است که تمام الماس های واقعی دارای علامت خاصی هستند. علاوه بر این، وزن آنها بیشتر از نمونه های مصنوعی است و شبکه کریستالی متفاوتی دارند. تقلبی‌ها گاهی اوقات از نظر ظاهری بی‌عیب‌تر هستند، بدون ناخالصی و با سطحی کاملاً صاف، می‌توانند به آهن‌رباهای قوی واکنش نشان دهند، بنابراین در صورت لزوم، قبل از خرید، آزمایشی را درست در فروشگاه انجام دهید. اگر می خواهید 100% مطمئن شوید، سنگ را برای معاینه نزد یک گوهرشناس، متخصص الماس ببرید. او مطمئناً می تواند تشخیص دهد که آیا فرد مقابل شما یک فرد مصنوعی است یا خیر.

با این حال، پوشیدن سنگ های غیر طبیعی در حال حاضر اصلا شرم آور نیست، به خصوص اگر بودجه شما به شما اجازه خرید الماس های واقعی لوکس را نمی دهد. یک گردنبند یا گوشواره با زیرکونیای مکعبی یا بدلیجات حتی درخشان‌تر از نمونه‌های طبیعی خود می‌درخشد و چندین برابر کمتر از محصولات دارای الماس قیمت دارد.

بنابراین، امروز با این که جایگزین های الماس چیست و «با چه چیزی خورده می شوند» آشنا شده ایم، یا بهتر است بگوییم چگونه پیدایش و چگونه تولید می شود. ما یاد گرفته ایم که چگونه به طور مستقل الماس را از یک مداد ساده استخراج کنیم و به درستی می توانیم خود را در این موضوع متخصص بدانیم.

تیم لیوبی کامنی

تکنولوژی تولید الماس مصنوعی

توسعه تحقیقات در مورد ترشح دستگاه های فشار بالا لازم برای سنتز الماس با نام پیشگام تحقیقات در زمینه فشارهای بالا، پروفسور دانشگاه هاروارد P.W. بریجمن بریجمن به سرعت متوجه شد که فقط یک چیز است فشار بالانمی تواند گرافیت را به الماس تبدیل کند. بر اساس این نظریه، الماس شکل بلوری پایداری از کربن است که قبلاً در فشار حدود 20000 اتمسفر است، اما در فشارهای 425000 اتمسفر در دمای اتاق و 70000 اتمسفر در گرمای قرمز، تبدیل گرافیت به الماس رخ نداد. در عین حال، الماس در فشار اتمسفر معمولی به عنوان یک فاز کاملاً پایدار عمل می کند.

تبدیل الماس به گرافیت را می توان با حرارت دادن به حدود 1500 درجه سانتیگراد به دست آورد، و این منجر به این فرض شده است که تبدیل معکوس در فشارهای بالا به دماهای یکسان نیاز دارد. فردی که به اندازه کافی خوش شانس بود که اولین کسی بود که الماس را سنتز کرد، تریسی هال بود.

هال در سال 1948 به آزمایشگاه جنرال الکتریک پیوست و در سال 1951 به عضویت آزمایشگاه کوچک درآمد. گروه تحقیقاتی، درگیر در "پروژه فشار فوق العاده"، نحوه کدگذاری کار روی سنتز الماس بود. اگرچه هال یک شیمیدان بود، اما متوجه شد که مانع اصلی برای حل موفقیت آمیز مشکل سنتز الماس، فقدان تجهیزات پرفشار است، و طرح اولیه ای را برای سیستمی که بعداً «نیمه کمربند» نامیده شد، توسعه داد. این تنها گام اول به سوی موفقیت بود، اما مسیری را برای یک جدید و مشهور مشخص کرد طرح های "کمربند"..

در 16 دسامبر 1954 اولین موفقیت حاصل شد. هال بعداً نوشت: «دست‌هایم می‌لرزید، قلبم تند می‌تپید، در زانوهایم احساس ضعف می‌کردم و مجبور شدم بنشینم، نور درخشان ده‌ها چهره مثلثی کوچک از کریستال‌های هشت‌وجهی را جلب کرد... و متوجه شدم. که الماس بالاخره توسط انسان ساخته شد. این آزمایش در فشار 70000 اتمسفر و دمای 1600 درجه سانتیگراد با استفاده از گرافیت و تروئیل (FeS) انجام شد. الماس ها به یک دیسک تانتالیوم می چسبند که برای تامین جریان الکتریکی هنگام گرم کردن نمونه استفاده می شود.

علاوه بر این، تانتالیم FeS را به آهن فلزی کاهش داد، زیرا وجود گوگرد به تنهایی نمی تواند باعث تبدیل گرافیت به الماس شود. کاتالیزور به عنوان یک حلال عمل می کند که در آن گرافیت ابتدا حل می شود و سپس به الماس تبدیل می شود. بدون حلال فلز، سرعت تبدیل گرافیت به الماس بسیار کم است، حتی اگر دما و فشار کافی باشد.

دستگاه سنتز الماس هال را "کمربند" می نامیدند زیرا قسمت مرکزی، جایی که سنتز الماس اتفاق می افتد، توسط حلقه ای از کاربید تنگستن با نواری از فولاد با استحکام بالا پشتیبانی می شد. دو پیستون مخروطی توسط یک پرس هیدرولیک بزرگ ساخته شده از فولاد سخت شده به حرکت در می آمدند. الماس های مصنوعی به دست آمده درجه صنعتی بودند.

مشکل اصلی در ایجاد دستگاه هایی برای فشارها و دماهای بالا این است که فولاد و سایر مواد ساختاری به سرعت در هنگام گرم شدن استحکام خود را از دست می دهند. این مشکل تنها با گرم کردن جابجایی داخلی و عایق حرارتی مناسب برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد پیستون ها و تسمه قابل حل است.

طبق پتنت جنرال الکتریک، یک بار محفظه واکنش معمولی مخلوطی از 5 قسمت گرافیت، 1 قسمت آهن، 1/3 قسمت منگنز و 1/3 قسمت پنتوکسید وانادیم است. این مخلوط به مدت 2 دقیقه در دمای 1700 درجه سانتیگراد تحت فشار 95000 اتمسفر حرارت داده شد و در مدت 8 دقیقه تا دمای 1500 درجه سانتیگراد خنک شد. امروزه بیشتر از مخلوط نیکل و آهن به عنوان حلال استفاده می شود که به سنتز الماس اجازه می دهد در شرایط کمتر سخت تر، به عنوان مثال در 50000 اتمسفر و 1400 درجه سانتی گراد انجام شود. همچنین ثابت شده است که گرافیت به عنوان منبع کربن را می توان با سایر مواد آلی جایگزین کرد: چوب، زغال سنگ، قطران، رزین.

واشر فشار کمربند جنرال الکتریک متعاقباً با طرحی از نوع چهار وجهی که تقریباً در همان زمان توسط هال توسعه یافت جایگزین شد. مزیت اصلی آن استفاده از پرس های نسبتا ارزان بود. نسخه اول از چهار پرس مستقل استفاده می کرد که در یک قاب متقارن نصب شده بودند و در قسمت مرکزی حجم کار همگرا می شدند. اصلاح ساده‌تر دیگر فقط به یک پرس هیدرولیک نیاز دارد و نیروها در سه جهت دیگر توسط برهمکنش پیستون‌ها با سطح مخروطی یک تکیه‌گاه فولادی قوی ایجاد می‌شوند. یک قطعه پیروفیلیت مخصوص ساخته شده با یک کوره الکتریکی، که یک لوله گرافیتی است، در فضای چهار وجهی تشکیل شده توسط سطوح داخلی این درج ها نصب می شود. جریان الکتریکی از طریق دو پیستون مخالف یا از طریق ورودی های الکتریکی خاص تامین می شود. گرافیت و حلال فلز در کوره قرار می گیرند.

به موازات کار جنرال الکتریک، تحقیقات در زمینه تولید الماس مصنوعی توسط شرکت سهامی الکتریک آل سوئد موسوم به ASEA انجام شد. این احتمال وجود دارد که گروه ASEA جزئیاتی از سنتز موفقیت آمیز الماس خود را در سال 1953 منتشر نکرد، زیرا آنها در تلاش برای به دست آوردن جواهرات بودند و به آنها ندادند. واجد اهمیت زیادالماس های فنی بسیار کوچک فناوری ASEA از فشارهای 80000 تا 90000 اتمسفر و دما تا 2760 درجه سانتی گراد استفاده می کرد. اندازه الماس های تولید شده توسط هر دو شرکت به طور قابل توجهی کمتر از 1 میلی متر بود. در آزمایشات ASEA، 20-50 کریستال با اندازه 0.1-0.5 میلی متر تشکیل شد.

در اتحاد جماهیر شوروی، روشی برای تولید الماس مصنوعی در سال 1960 توسط موسسه فیزیک فشار بالا آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی توسعه یافت. نظارت بر کار دانشگاهیان. L.F. ورشچاگین. در سال 1961، یک فناوری صنعتی برای سنتز الماس در موسسه مواد فوق سخت آکادمی علوم SSR اوکراین توسعه یافت. این فرآیند در دمای 1800-2500 درجه سانتیگراد و فشار بیش از 50-102 مگاپاسکال در حضور کاتالیزورها - کروم، نیکل، آهن، منگنز، پلاتین، کبالت یا سایر فلزات انجام می شود. متعاقباً مشخص شد که الماس از تبلور کربن از محلول آن در یک کاتالیزور فلز مذاب تشکیل می شود.

سنتز الماس در محفظه ای از نوع عدس با حجم چند سانتی متر مکعب انجام می شود. گرمایش از طریق القاء یا عبور مستقیم جریان الکتریکی انجام می شود. با نزدیک شدن پانچ ها به یکدیگر، مخلوط واکنش گرافیت با نیکل (و همچنین با پیروفیلیت لایه ای) منقبض می شود. در نتیجه، شبکه کریستالی شش ضلعی گرافیت به ساختار مکعبی الماس متبلور می شود. اندازه بلورهای الماس به زمان سنتز بستگی دارد: با زمان واکنش 3 دقیقه. کریستال هایی با وزن حدود 10 میلی گرم تشکیل می شود و 30 دقیقه - 70 میلی گرم. بادوام ترین کریستال ها تا اندازه 0.5-0.8 میلی متر به دست آمد.

تولید جواهرات الماس مصنوعی

در اینجا نمودار دستگاهی است که برای رشد کریستال های الماس بزرگ با استفاده از انتقال کربن در محلول فلزی استفاده می شود.

نباید تصور کرد که تولید الماس های صنعتی مصنوعی در حجم های عظیم، کار دستیابی به الماس هایی با اندازه و کیفیتی را ساده می کند که بتوان آنها را در زمره سنگ های قیمتی طبقه بندی کرد. مانع اصلی تلاش برای به دست آوردن کریستال های بزرگ حجم کمی است که فرد می تواند در آن نگهداری کند شرایط شدیدفشار و دما علاوه بر این، رشد کریستال های بزرگ به زمان زیادی نیاز دارد.

روش‌های تولید الماس سنگ‌های قیمتی تا سال 1967 به ثبت نرسید، تا اینکه سرانجام رابرت ونتورف موفق به پرورش یک الماس دانه‌دار شد. یک کریستال دانه برای جلوگیری از تبلور گرافیت حتی زمانی که شرایط آزمایشی با منطقه تبلور الماس مطابقت دارد ضروری است. مشکل ترین مشکل در رشد بلورهای الماس بزرگ و با کیفیت، نیاز به نگهداری است شرایط لازمدر حوزه پایداری آن

در تکنیک استفاده شده توسط ونتورف، کریستال بذر در قسمت سرد محلول در دمای حدود 1420 درجه سانتیگراد قرار داده شد و بلورهای کوچک در قسمت پایین در دمای 1450 درجه سانتیگراد قرار گرفتند. محدوده فشار از 55000 تا 60000 اتمسفر. بهتر است کریستال بذر در پایین قرار گیرد، زیرا برخی از بلورهای کوچکی که در خارج از دانه تشکیل شده اند، به جای رشد در اطراف دانه، به سمت منطقه گرم شناور می شوند و در آنجا حل می شوند.

در برخی از آزمایشات ونتورف، مواد خوراک الماس به گرافیت تبلور مجدد یافت. با این حال، محققان با مشکل جدی تری نیز مواجه بودند: حداکثر سرعتی که کریستال ها می توانند به طور پیوسته رشد کنند باید با بزرگتر شدن کریستال کاهش یابد. مشخص شد که برای یک کریستال با قطر 1 میلی متر، بالاترین نرخ رشد پایدار 0.2 میلی متر در ساعت است. هنگامی که اندازه کریستال به 5 میلی متر می رسد، رشد پایدار می تواند با سرعت 0.04 میلی متر در ساعت رخ دهد و چندین روز طول می کشد تا کریستالی با این اندازه رشد کند.

اگر بخواهید الماس مصنوعی پرورش دهید، مشکل جدی‌تر می‌شود اندازه بزرگتر. در حال حاضر، یک الماس مصنوعی بزرگ 6 میلی متر قطر و 1 قیراط (0.2 گرم) وزن دارد. از آنجایی که نرخ رشد پایین برای رشد کریستال های بزرگ مطلوب تر است و حفظ دما و فشار بالا برای مدت طولانی مستلزم هزینه های قابل توجهی است، الماس های مصنوعی بزرگ گران تر یا قابل مقایسه با قیمت بلورهای طبیعی با اندازه های مشابه هستند. عکس بالا الماس مصنوعی 1 قیراطی را نشان می دهد که توسط رابرت ونتورف رشد کرده و گرافیت استفاده شده به عنوان ماده اولیه را نشان می دهد.

الماس ها با وارد کردن عناصر ناخالصی مختلف به کریستال ها رنگ می شوند. نیتروژن رنگ سبز را می دهد و احتمالاً مسئول آن است رنگ زردسنگ اگر در غلظت های پایین وجود داشته باشد. ورود بور به الماس رنگ آبی می دهد. سنگ های طبیعی آبی که به ندرت یافت می شوند مانند الماس معروف Hope نیز رنگ خود را مدیون وجود این عنصر هستند. مطالعه خواص الماس های رنگی در شناخت برخی از الماس ها و نحوه تشکیل آنها در طبیعت مفید است.

تبدیل مستقیم گرافیت به الماس

برای انتقال مستقیم گرافیت به الماس، شرایط شدیدتری در مقایسه با روش حلال فلزی مورد نیاز است. این به دلیل پایداری زیاد گرافیت، به دلیل پیوندهای بسیار قوی اتم های آن است. نتایج اولین آزمایش‌ها بر روی تبدیل مستقیم گرافیت به الماس که توسط P. DeCarli و J. Jamieson از Allied Chemical Corporation انجام شد، در سال 1961 منتشر شد.

برای ایجاد فشار از یک ماده منفجره پرقدرت استفاده شد که به کمک آن دمای حدود 1200 درجه سانتیگراد و فشار حدود 300000 اتمسفر حدود یک میلیونیم ثانیه (یک میکروثانیه) حفظ شد. در این شرایط، پس از آزمایش، مقدار مشخصی الماس به شکل ذرات بسیار ریز در نمونه گرافیت شناسایی شد. بلورهای حاصل اندازه (100 A = 10 نانومتر یا صد هزارم میلی متر) دارند. آنها با به اصطلاح "کربنادو" موجود در شهاب‌سنگ‌ها قابل مقایسه هستند، که شکل‌گیری آن با تاثیر دمای بالایی که هنگام عبور شهاب‌سنگ از لایه‌های متراکم جو رخ می‌دهد و انرژی برخورد قدرتمندی که در زمان رخ می‌دهد توضیح داده می‌شود. برخورد شهاب سنگ به سطح زمین

در سال 1963، فرانسیس باندی از جنرال الکتریک موفق شد گرافیت را مستقیماً با فشارهای ساکن بیش از 130000 اتمسفر به الماس تبدیل کند. چنین فشارهایی با استفاده از یک نصب "کمربند" اصلاح شده با سطح بیرونی بزرگتر پیستون ها و جابجایی کوچکتر به دست آمد. برای ایجاد چنین فشارهایی لازم بود استحکام قطعات برقی تاسیسات افزایش یابد. آزمایش‌ها شامل حرارت دادن یک بلوک از گرافیت با جرقه تا دمای بالای 2000 درجه سانتی‌گراد بود. گرمایش با پالس‌های جریان الکتریکی انجام شد و دمای مورد نیاز برای تشکیل الماس برای چندین میلی‌ثانیه (هزارم ثانیه) حفظ شد که به‌طور قابل‌توجهی است. طولانی تر از آزمایش های د کارلی و جیمیسون. اندازه ذرات تازه تشکیل شده در مقایسه با اندازه ذرات به دست آمده در هنگام فشرده سازی ضربه ای 2 تا 5 برابر بزرگتر بود.

در اتحاد جماهیر شوروی، فناوری مشابهی برای تولید الماس مصنوعی در موسسه مواد فوق سخت آکادمی علوم اوکراین SSR توسعه یافت. در طی یک انفجار هدایت شده، افزایش آنی فشار به 200-102 مگاپاسکال و دما تا 2000 درجه سانتیگراد رخ می دهد و الماس های مصنوعی کوچک (تا 30-10 میکرون) در گرافیت تشکیل می شوند.

در سال 1963، V. J. Eversol (ایالات متحده آمریکا) روشی را برای رشد الماس از فاز گازی فوق اشباع شده با کربن (متان، استیلن یا سایر هیدروکربن ها) در فشار زیر 10-102 مگاپاسکال به ثبت رساند. انرژی اضافی سطحی حاصل در سطح مشترک گرافیت-هوا باعث تشکیل هسته های الماس می شود. یک روش مشابه به طور مستقل در اتحاد جماهیر شوروی توسط B.V. Deryagin و D.V. در فشارهای زیر اتمسفر، آنها موفق شدند کریستال های سبیل مانندی از الماس مصنوعی را از فاز گاز روی دانه های الماس به دست آورند. سرعت رشد کریستال بسیار کم است - حدود 0.1 میکرومتر در ساعت.

توجه این دانشمندان با پیشنهادهایی برای تولید الماس در شرایطی که گرافیت پایدار است و الماس ناپایدار است به خود جلب کرد (الماس ناپایدار به این معنی است که تحت این شرایط می تواند برای مدت نامحدودی بدون بازگشت به گرافیت بدون تغییر باقی بماند). برای تبدیل گرافیت به الماس، اتم های کربن باید به حالت پرانرژی برانگیخته شوند. این معمولاً با اعمال فشار و دماهای بالا به دست می آید. یک ایده جایگزین مبتنی بر این واقعیت است که اگر اتم های کربن را می توان با بالا به دست آورد سطح انرژی، سپس پس از انتقال به حالت جامداحتمال تشکیل الماس ناپایدار بیشتر از گرافیت پایدار است. این کار با استفاده از دانه‌های الماس تسهیل می‌شود که به چیدمان اتم‌های کربن به ترتیبی مطابق با الماس و نه ساختار گرافیت کمک می‌کند. احتمالاً امیدوارکننده ترین روش با تجزیه گازهای حاوی کربن به اندازه کافی مرتبط است. فشارهای پایین. با پوشاندن کریستال های کوچک الماس، گاز تجزیه می شود و اتم های کربن روی سطح کریستال های دانه رسوب می کنند.

آزمایش های Eversol توسط شرایط زیر: دما در محدوده 600-1600 درجه سانتیگراد، فشار کل گاز - یک اتمسفر، غلظت متان در مخلوط گاز از 0.015 تا 7٪. قطر دانه ها تنها 0.1 میکرون (ده هزارم میلی متر) بود که سطح زیادی را برای رسوب الماس فراهم می کرد. علاوه بر الماس، انباشته های گرافیت در فاز گاز نیز تشکیل شد که همراه با الماس بر روی سطح بلورهای بذر رسوب کردند. اگر فرآیند حذف گرافیت هر از چند گاهی متوقف نشود، غلظت آن به حدی افزایش می یابد که از بارش بیشتر الماس جلوگیری می کند. این شامل استخراج دوره‌ای الماس می‌شود که در یک ظرف پرفشار (از 50 تا 200 اتمسفر) با هیدروژن قرار می‌گیرد و در دمای 1000 درجه سانتی‌گراد کلسینه می‌شود. هیدروژن با گرافیت بسیار سریع‌تر از الماس واکنش می‌دهد، بنابراین این روش تمیز می‌کند. سطح بلورهای دانه برای رشد بعدی الماس.

گروه Deryagin به این نتیجه رسیدند که اکسید کردن سازندهای گرافیت جدید با اکسیژن اتمسفر در فشار اتمسفر سودآورتر است. مزیت این روش این است که فرآیند سنتز و حذف گرافیت در یک راکتور انجام می شود که در مرحله اکسیداتیو فرآیند با هوا پر می شود. شرایط معمولی که برای رشد الماس به این روش استفاده می شود با دمای 1020 درجه سانتی گراد و فشار متان 0.07 میلی متر جیوه مشخص می شود. هنر

بالاترین نرخ رشد تقریباً 0.1 میکرون در ساعت است که تشکیل حدود یک قیراط الماس در ساعت در کل حجم راکتور را تضمین می کند. لرزش دانه ها به افزایش سطح تماس کریستال ها با متان کمک می کند و منجر به بهبود خواص لایه در حال رشد می شود. هنگامی که سطح الماس با نور یک لامپ زنون پر ولتاژ پر از گاز تابش می شود، سرعت بیشتری نیز حاصل می شود. لامپ در حالت ضربان دار عمل می کند و باعث ارتقاء می شود رشد سریعالماس و تا حد زیادی از هسته شدن کریستال های گرافیت جلوگیری می کند. در چنین شرایطی، نرخ رشد به چند میکرومتر در ساعت گزارش شده است. گاهی اوقات هنگام استفاده از این روش، "سبیل های" الماس شروع به رشد می کنند - نخ های نازک بیرون زده از جاهای مختلفسطح کریستال دانه دلایل هستند شکل عجیبرشد هنوز مشخص نیست

روش Eversol در ایالات متحده عمدتا توسط J. Angus و همکارانش در دانشگاه ایالتی اوهایو توسعه داده شد. شرایط رشدی که استفاده می کنند: دمای 1000 درجه سانتی گراد، فشار متان (مخلوط با هیدروژن) 0.2 میلی متر جیوه. هنر - نزدیک به شرایط آزمایش های انجام شده توسط گروه Deryagin. افزایش وزن معمولاً 6٪ در 20 ساعت است که با نرخ رشد خطی تنها 0.001 میکرومتر در روز مطابقت دارد. بیشتر سرعت های بالادر دوره اولیه فرآیند مشاهده شد، که احتمالاً به دلیل تنش های ناشی از تفاوت های کوچک در فواصل بین اتم های کربن در فیلم و کریستال بستر است. این امکان وجود دارد که نرخ رشد بسیار بالای گزارش شده توسط دانشمندان شوروی نیز تنها مشخصه آن باشد مرحله اولیهروند.

در سال 1970، جنرال الکتریک روشی را برای تولید کریستال های الماس مصنوعی با کیفیت سنگ های قیمتی بزرگ بر روی دانه ها به شکل صفحات ابداع کرد. با این حال، هزینه رشد چنین الماس هایی بسیار بالاتر از استخراج الماس های طبیعی است.

الماس مصنوعی به طور گسترده برای تولید ابزار ساینده الماس، سنگ زنی، چرخ های آسیاب و برش، خمیر آسیاب، برش شیشه، کاتر، مته، اسکنه و غیره استفاده می شود که در حال حاضر بیش از 80 درصد نیاز به الماس صنعتی توسط الماس مصنوعی در حال حاضر ده ها آزمایشگاه در کشورهای مختلفادامه جستجو برای منطقی تر و روش شناسی موثرکشت الماس برای نیازهای فنی و اهداف جواهرات.

پالایش الماس با تابش

داستانی در مورد الماس مصنوعی بدون اطلاعات در مورد استفاده از تابش هسته ای برای تولید کریستال های رنگی ناقص خواهد بود. توسعه این روش پردازش به دلیل نادر بودن الماس های رنگی و در عین حال الماس رنگی بود. کیفیت خوببیش از 25٪ گران تر از انواع بی رنگ آن است.

دانشمند انگلیسی سر ویلیام کروکس کشف کرد که تشعشعات رادیواکتیو از رادیوم الماس بی رنگ را به گونه سبز تبدیل می کند. بعدها مشخص شد که این تغییر رنگ در نتیجه بمباران کریستال توسط ذرات آلفا رخ می دهد، اما به دلیل نفوذ ضعیف ذرات آلفا به جامدات، تنها لایه بیرونی الماس را تحت تاثیر قرار می دهد. روش پردازش الماس از طریق تابش تا زمانی که دور جدیدی از پیشرفت در اواخر دهه 40 قرن بیستم در فیزیک هسته‌ای به وجود آمد، در فراموشی باقی ماند.

کریستال های الماس با دوترون بمباران شدند. الماس برای چندین ساعت به شدت رادیواکتیو باقی ماند، اما حتی در آن زمان فقط لایه بیرونی رنگی بود. مشخص شد که بمباران با الکترون‌های پرانرژی باعث می‌شود که الماس به رنگ آبی یا سبز کم‌رنگ درآید، اما دوباره فقط یک لایه نازک رنگی شد. اما نوترون ها که توانایی نفوذ بالاتری دارند می توانند رنگ کل سنگ را تغییر دهند. پس از تابش، الماس ها سبز می شوند، اما حرارت دادن در گاز بی اثر در دمای 900 درجه سانتیگراد، رنگ آنها را ابتدا به قهوه ای و سپس به زرد طلایی تغییر می دهد. الماس های پرتودهی شده که به رنگ زرد طلایی هستند، بسیار جذاب تر از الماس های سبز یا قهوه ای هستند و در ایالات متحده بسیار محبوب هستند.

در برخی موارد، واکنش الماس به تابش متنوع تر است و کریستال های آبی، قرمز و گل های بنفش. این تفاوت رنگ به دلیل ناخالصی های موجود در الماس است. بیشتر الماس ها، به اصطلاح الماس نوع I، حاوی نیتروژن به عنوان ناخالصی هستند که احتمالاً در مرحله میانی بین تشکیل الماس در روده های زمین و زمانی که وارد مناطق نزدیک به سطح آن می شود، به کریستال وارد می شود. در بیشتر الماس ها، نیتروژن به شکل صفحات بسیار نازک توزیع می شود، اما در یک در هزار به طور مساوی در کل حجم کریستال توزیع می شود. آخرین نوع بلورها Ib نامیده می شود، در حالی که رایج ترین آنها به عنوان نوع Ia طبقه بندی می شوند.

نوع دوم که کمتر رایج است شامل الماس های خالصی است که تقریباً هیچ نیتروژنی ندارند. این شامل بزرگترین سنگ ها می شود. رایج ترین الماس های این نوع به عنوان نوع IIa و الماس های بسیار کمیاب که حاوی غلظت های کمی از ناخالصی آلومینیوم هستند به عنوان نوع IIb طبقه بندی می شوند. در میان الماس های نوع I6 و II6 کریستال های قرمز و گل های بنفش، در نتیجه گرانتر از الماس های معمولی هستند.

جدول زیر اطلاعاتی در مورد رنگ الماس های پرتودهی شده تجاری در دسترس ارائه می دهد. به طور کلی، تابش فقط کریستال های بزرگ منطقی است، زیرا افزایش قیمت الماس های کوچک هزینه پردازش آنها را توجیه نمی کند.

روش	نوع Ia	Ib را تایپ کنید	نوع IIa	نوع IIb
نوترون تابش	سبز	سبز	سبز	سبز
نوترون تابش + گرمایش	کهربا- رنگ زرد	کهربا- رنگ زرد	رنگ قهوه ای	رنگ بنفش- قرمز
تابش الکترون ها	سبز	آبی یا مایل به سبز آبی	آبی یا مایل به سبز آبی	-
تابش الکترون ها + گرمایش	کهربا- رنگ زرد	رنگ بنفش- قرمز	رنگ قهوه ای	-

از آنجایی که این روزها پردازش الماس برای تغییر رنگ آنها بسیار گسترده شده است، مشکل جدیدی به وجود آمده است. حتی برخی از الماس های تحت تابش کنترل شده به دلیل وجود ناخالصی های ایزوتوپ های رادیواکتیو با عمر طولانی می توانند برای مدت طولانی رادیواکتیو باقی بمانند. اینکه چقدر این مشکل جدی است کاملاً مشخص نیست. اما اگر خطری برای صاحب سنگ پرتودهی شده وجود داشته باشد، باید از نتایج پایش رادیواکتیویته باقیمانده آگاه باشد. روش خطرناکپالایش مواد معدنی در هر صورت، تصفیه بی رویه سنگ ها در کشورهای ثالث این سنگ ها را خطرناک می کند، زیرا مشخص نیست که سنگ دقیقاً با چه پرتودهی شده و عواقب این تابش چیست. خریدار باید این انتخاب را داشته باشد که آگاهانه از خرید بالقوه خطرناک امتناع کند.

مشابه الماس گرانبها واقعی، الماس مصنوعی است. از دیرباز شناخته شده بود که رنگین کمانی چهره های الماس خاصیت جادویی و دلربایی دارد. اما، از آنجایی که الماس طبیعی بیشترین است سنگ های گران قیمتبسیاری نمی توانند جواهرات الماس بخرند. به لطف آنالوگ ها، هم زنان و هم مردان می توانند از زیبایی و شیک جواهرات ساخته شده از سنگ های مصنوعی لذت ببرند. علاوه بر این، الماس نه تنها برای ساخت جواهرات، بلکه در بسیاری از زمینه های زندگی بشری استفاده می شود: علم، فناوری، پزشکی. استفاده از کیفیت بالا و الماس های گرانبهادر صنعت سودآور نیست برای این منظور از سنگ های معیوب که ارزش جواهرات خاصی ندارند و یا از الماس های پرورش یافته مصنوعی استفاده می شود. نام "الماس" که از زبان هندی باستان ترجمه شده است به معنای "نشکن" است. نسخه دیگری می گوید: نام از کلمه یونانی "adamas" گرفته شده است که به معنای "غیر قابل مقاومت" است.

ویژگی های الماس مصنوعی

در سال 1993، برای اولین بار، سنگ های مصنوعی به عنوان نمونه های آزمایشی در بازار جهانی الماس ظاهر شدند. برخی از آنها برای تحقیق به آزمایشگاه معتبر مؤسسه گوهرشناسی ایالات متحده فرستاده شد، جایی که دانشمندان به این نتیجه رسیدند: تفاوت بین الماس مصنوعی و سنگ های طبیعی کاملاً قابل توجه است، اما هر جواهرساز یا مصرف کننده معمولی قادر به شناسایی و تشخیص نخواهد بود. یک سنگ واقعی از یک سنگ تقلبی ویژگی اصلی متمایز کننده الماس مصنوعی سنتز شده خلوص و سختی است. الماس دست ساز سخت ترین سنگ جهان است. الماس های طبیعی ممکن است دارای خطاها و عیوب (ترک، کدر یا آخال) باشند که در مورد سنگ های مصنوعی نمی توان گفت.

همانطور که مشخص است، الماس واقعیخواص جادویی دارد، به محافظت از فرد در برابر دیدگاه ها و افکار "بد" کمک می کند و سیستم عصبی را متعادل می کند. کارشناسان طالع بینی ادعا می کنند که یک الماس مصنوعی نیز ساطع می کند انرژی مثبتکه در لحظات سخت به پذیرش فرد کمک می کند تصمیم درستیا انجام دهید انتخاب درست. صرف نظر از علامت زودیاک، الماس های طبیعی و مصنوعی را می توان روی بدن پوشید یا به سادگی در یک جعبه در خانه نگهداری کرد. تنوع جواهرات ساخته شده از سنگ های مصنوعی امروزه بسیار زیاد است و تشخیص سنگ ها از جواهرات واقعی در نگاه اول کاملا غیرممکن است.

روش های پرورش الماس مصنوعی

نمونه های مصنوعی در آزمایشگاه ها رشد می کنند شرایط خاصبا استفاده از تجهیزات با دقت بالا و با تکنولوژی بالا. اما این فرآیند مانند تشکیل سنگ های طبیعی به هزاران سال نیاز ندارد. متخصصان می توانند سایه ها و اندازه های خود را انتخاب کنند. یکی از روش های مورد استفاده برای رشد الماس مصنوعی، گرادیان دما با استفاده از لوله های مخصوص است. آنها حاوی مواد زیر هستند:

پودر گرافیت؛
آلیاژهای ویژه فلزی (آنها به عنوان کاتالیزور عمل می کنند).
دانه برای سنگ های مصنوعی آینده.

کپسول به مدت 10 روز تحت فشار (حدود 3000 تن) است. در جایی که فشار بیشتر است شروع به رشد می کند. به دلیل دمای داخلی بالا (تقریبا 1500 درجه سانتیگراد)، فلز ذوب می شود و پودر گرافیت حل می شود. تفاوت بین دما فشار خاصی را ایجاد می کند که باعث حرکت جرم حاصل به "هسته" می شود ، جایی که رسوب آن رخ می دهد.

یکی دیگر از روش های رشد سنگ های آزمایشگاهیروش CVD (رسوب گاز) نامیده می شود. این تکنیک شامل کاشت یک صفحه (زیر بستر) ویژه با "دانه" الماس است. این صفحه در یک نصب تخصصی قرار می گیرد که از قبل در خلاء بالا تخلیه می شود. سپس محفظه با پرتوهای مایکروویو و گازها پر می شود. در زمان رشد الماس، پلاسما به دمای معینی (حدود 3100 درجه سانتیگراد) می رسد.

تحت تأثیر دما، گازها به پلاسما تجزیه می‌شوند و مولکول‌های کربنی که از متان جذب می‌شوند به شکل الماس مصنوعی روی صفحه رسوب می‌کنند.

کریستال ها دارای پیوندهای معادل هستند که استحکام و سختی آنها را توضیح می دهد. برای کشت مصنوعی از گرافیت، دوده، زغال سنگ شکر و مواد مختلف غنی از کربن استفاده می شود.

الماس های رشد یافته چندین نام دارند، اما به طور کلی آنها را مصنوعی یا مصنوعی می نامند، اگرچه در ادبیات علمی نیز می توان نام هایی مانند:

الماس HPHT;
الماس CVD.

دانشمندان ترجیح می دهند آنها را "سنگ های آزمایشگاهی" یا "الماس های رشد یافته در آزمایشگاه" بنامند.

یک الماس مصنوعی چه تفاوتی با سنگ های طبیعی دارد؟

ظاهر الماس های مصنوعی از سنگ های قیمتی طبیعی کم نیست، اما اگر هزینه آنها را در نظر بگیرید، بسیار کمتر است. سنگ های مصنوعی برای فرآیند برش سازگاری بیشتری دارند، بنابراین حتی کوچکترین کریستال ها نیز می توانند برش بی عیب و نقصی داشته باشند. علاوه بر این، سنگ های مصنوعی کوچک بسیار قوی تر از سنگ های طبیعی هستند، بنابراین الماس واقعی است اندازه های کوچکدر قفسه ها جواهر فروشی هاعملا هرگز پیدا نشد: فرآیند استخراج آنها از سنگ معدن بسیار کار بر است. جواهرسازان با استفاده از سنگ های کوچک مصنوعی، حجم زیادی را ایجاد می کنند جواهرات زیبابا الماس دوزی، که به شدت خواسته های مصرف کننده را افزایش می دهد.

حوزه کاربرد الماس مصنوعی

سنگ های مصنوعی رشد یافته به دلیل سختی به طور گسترده ای برای برش و سنگ زنی استفاده می شوند سطوح مختلف. امروزه تقریباً تمام اره ها، مته ها، ساینده ها، ابزارهای آسیاب و برش دارای قطعات برش الماس مصنوعی هستند. سنگ های پرورش یافته مصنوعی نیز به طور گسترده ای به عنوان نیمه هادی ها در تولید ریز مدارها استفاده می شوند. بازارهای تجارت الماس با بازارهای جواهرات متفاوت است زیرا سنگ آزمایشگاهی علاوه بر سختی دارای رسانایی حرارتی عالی است که چندین برابر رسانایی حرارتی چنین ماده ای مثلاً مس است.

مصرف کنندگان اصلی سنگ های مصنوعی جواهرسازان، تولیدکنندگان تراشه برای تجهیزات کامپیوتری و سازمان های ارائه دهنده خدمات حفاری هستند.

امروزه پودرهای الماس برای صیقل دادن سطوح بسیار رایج است. سنگ های قیمتی، فریم طلا و نقره ، ویفر سیلیکونی.

بیشترین ارزش سنگ های آزمایشگاهی به دست آمده توسط CVD، استفاده از آنها در زمینه های با فناوری پیشرفته فعالیت های انسانی است. سنگ های مصنوعی (مصنوعی) در تولید پرتوهای لیزر قدرتمند (که امروزه در پزشکی برای درمان بیماری های کشنده استفاده می شود) و در ساخت دستگاه های قابل حمل سیار استفاده می شود.

بیشترین پتانسیل سنگ های مصنوعی در زمینه فناوری کامپیوتر است. قطعات موجود در آنها دوام بیشتری دارند و می توانند به طور مداوم در دماهای بسیار بالا کار کنند، که نمی توان به عنوان مثال در مورد تراشه های کامپیوتری سیلیکونی گفت. الماس مصنوعی می تواند مقاومت کند دمای بالا، که بهره وری آن را تضمین می کند، زیرا طول عمر، فرکانس عملکرد تجهیزات و سرعت به آن بستگی دارد. میزان تولید الماس مصنوعی سالانه تقریباً 5 میلیارد قیراط است.

دانشمندان در حال انجام تحقیقات مداوم هستند که قبلاً به این نتیجه رسیده است که از الماس های مصنوعی برای به دست آوردن تصاویر زیر آب، تصاویر در زمینه پزشکی، برای آشکارسازها در برخورد دهنده بزرگ هادرون و در تحقیقات هسته ای استفاده می شود.

علاوه بر تمام موارد فوق، الماس مصنوعی به طور گسترده ای در جواهرات استفاده می شود، که به بسیاری از زنان اجازه می دهد از سنگ های تقلبی لذت ببرند، اما عملا هیچ تفاوتی با سنگ های طبیعی ندارند.

الماس مصنوعی تقلبی از یک الماس طبیعی و فرآوری شده نیست. این محصول صنعتی با ساختار و خواص سنگ طبیعی می باشد.

خواص الماس سنتز شده

الماس آماده را نمی توان پرورش داد، زیرا این نام محصول فرآوری الماس است، طبیعی یا از طریق فرآیند سنتز به دست می آید. ماده معدنی و دوبل آزمایشگاهی ظاهری غیرقابل توصیف دارند و تنها پس از برش به الماس تبدیل می شوند.

تشخیص الماس مصنوعی از الماس طبیعی دشوار است. سنگ هایی با چنان کیفیتی وجود دارند که شناسایی آنها حتی در آزمایشگاه گوهرشناسی دشوار است. و قیمت آنها با مواد طبیعی قابل مقایسه است.

چرا بلورهای مصنوعی را نمی توان الماس تقلبی نامید؟ اما به این دلیل که آنها با استفاده از فناوری های ایجاد شده ویژه ساخته می شوند تا نه تنها شبیه به نظر به نظر برسند، بلکه ویژگی های یک کانی طبیعی را تکرار کنند. الماس های مصنوعی دارای ویژگی های مشابه با الماس هستند:

سختی؛
درخشش؛
ضریب شکست، مانند آب؛
همان وزن مخصوص؛
هدایت حرارتی بالا

بنابراین چگونه می توانید الماس های برش خورده را شناسایی کنید؟ منشاء طبیعیاز الماس های پرورش یافته مصنوعی؟ برای تمایز، به خواص زیر سنگ های به دست آمده در طول فرآیند تکنولوژی توجه کنید:

پاسخگو به میدان مغناطیسی قوی
در زیر میکروسکوپ، حتی با بزرگنمایی بیست برابر، یافتن نقص در سنگ دشوار است.
ساختار دانه ای یک کریستال که با بزرگنمایی 80 برابر نمونه قابل مشاهده است.
رنگ مایل به زردی که از نیتروژن باقی می ماند.
بدون مواد معدنی
تجزیه و تحلیل طیفی وجود کاتالیزورهای فلزی را نشان می دهد (در صورت استفاده از آنها).

اما فقط طیف سنجی مادون قرمز یا لیزری نتیجه دقیقی می دهد. در بازار جواهرات، الماس های تراش طبیعی به نصف الماس های پرورشی جایگزین شده اند. به طور معمول این سنگ ها تا اندازه 1 قیراط هستند. سنتز الماس های بزرگتر سودآور نیست: چنین تولیدی کار فشرده و گران است، اگرچه الماس های مصنوعی در روسیه با استفاده از فناوری های جدید رشد کرده اند. آبی تیرهبا وزن 10.07 قیراط.

فناوری های تولید الماس

برای رشد الماس از کسری های میکروسکوپی، 2 روش استفاده می شود:

روش ترموباریک پودر الماس در یک محفظه فشار قرار می گیرد که در معرض فشار بالا و هوای گرم قرار می گیرد. در این مورد از فیلم های فلزی به عنوان کاتالیزور استفاده می شود. زمان چرخه 7-10 روز است.

روش CDV دانه الماس در یک محفظه خلاء حاوی متان قرار می گیرد. قوس الکتریکی مولکول‌های گاز را از بین می‌برد، اتم‌های کربن روی ماده منبع می‌نشینند و متبلور می‌شوند. سنگ ها در 4-5 روز رشد می کنند.

الماس های مصنوعی و طبیعی دارای یک جزء هستند - کربن. فقط ماده معدنی طبیعی مدت زیادی طول می کشد تا تشکیل شود (نحوه تشکیل آن ناشناخته است) و در چند روز در آزمایشگاه رشد می کند که امکان برآورده کردن تقاضای نه تنها در بازار جواهرات، بلکه در بازار صنعتی را نیز فراهم می کند.

روند تولید به همین جا ختم نمی شود. نمونه های به دست آمده دارای سطح مشکی خشن هستند. اما این با پرداخت از بین می رود و پس از برش سنگ می درخشد.

الماس برای اولین بار در نیمه دوم قرن گذشته سنتز شد. تجهیزات آن به قدری گران بود که تولید آن ارزان تر بود. توسعه بیشتر این صنعت باعث شد تا هزینه کریستال های مصنوعی ده ها برابر کمتر شود.

مصنوعی و تقلبی

کلاهبرداران به ندرت آنها را به جای الماس های واقعی عرضه می کنند. سنگ هایی وجود دارند که معمولاً جایگزین الماس برای درخشش درخشان آنها می شوند:

زیرکونیاهای مکعبی از نظر استحکام نسبت به موسانیت ها پایین تر هستند، در طول سال ها کدر می شوند و منشاء مصنوعی دارند.

زیرکن ها سنگ های سنتز شده هستند و قیمتی نیستند.

یاقوت کبود بی رنگ، روتیل، فابلیت، ایتریوم، گالیم، کریستال های سواروسکی، پلیمرهای اکریلیک درخشش درخشانی دارند. آنها را تقلبی یا تقلبی می نامند زیرا ساختار و خواص متفاوتی دارند. شبیه ترین کریستال به الماس، ماده معدنی طبیعی موسانیت است. استحکام بالایی دارد، درخشندگی و درخشندگی آن برای سالیان متمادی باقی می ماند.

سنگ های رشد یافته دارای 3 رنگ اصلی هستند: زرد، آبی و بی رنگ. این رنگ ها با گذشت زمان میزان اشباع خود را تغییر نمی دهند. رشد راحت تر سنگ های زرد، بنابراین آنها بزرگتر هستند (تا 2 قیراط). کریستال های نارنجی وجود دارد. این رنگ توسط ناخالصی های نیتروژن هنگام ورود به شبکه کریستالی داده می شود. پرورش الماس آبی دشوارتر است (ناخالصی های بور رنگ را می دهند). اندازه آنها از 1.25 قیراط تجاوز نمی کند.

پرورش الماس های بی رنگ دشوار است زیرا ناخالصی هایی که رنگ می دهند نمی توانند وارد شوند. چنین کریستال هایی کمتر در دسترس هستند و وزن آنها بیش از 1 قیراط نیست. برای ساخت الماس از رنگ های دیگر (صورتی، قرمز، سبز)، پردازش ویژهدر حال حاضر پس از کشت رنگ کریستال با یک عدد مشخص می شود. بی رنگ عدد 1 را دارد. اما این سنگ های کمیابو به آنها الماس خالص می گویند.

تولید الماس مصنوعی مورد تقاضا است. علاوه بر تولید جواهر سازی، در پزشکی، ساخت و ساز، الکترونیک و فناوری نانو استفاده می شود. الماس های پرورشی سنگ هایی با خلوص بالا هستند که ظاهری بی عیب و نقص دارند و بسیار شبیه به سنگ های طبیعی هستند.

هر زن روی کره زمین عاشق الماس است، اما همه نمی توانند چنین تجملی را بپردازند. فن آوری های مدرنبه شما امکان می دهد یک الماس مصنوعی ایجاد کنید که چندین برابر ارزان تر از سنگ های طبیعی است.

الماس نه تنها برای زیبایی لازم است.

از آن در حوزه صنعتی، فضانوردی، پزشکی و صنعت مد استفاده می شود.

الماس مصنوعی چگونه به وجود آمد؟

سنگ طبیعی ده ها قرن پیش برای بشر شناخته شده بود. عاشقان درخشش باورنکردنی آماده بودند برای یک الماس مبلغی گرد بپردازند. طرفداران فریب انواع و اقسام ترفندها را برای به دست آوردن پول ارائه کردند. به عنوان یک الماس گذشت بدلیجات، زیرکونیا مکعبی، موسانیت. ایجاد سنگ مصنوعیجن زده بشریت، و در پایان قرن نوزدهم، دانشمندان شروع به مطالعه ترکیب سنگ و ساختار آن کردند.

با تشکر از ویژگی های منحصر به فرداین جواهر در بازار طلا و جواهر قیمت بالایی دارد. سختی، رسانایی حرارتی بالا، پراکندگی قوی، شفافیت نوری و مقاومت در برابر سایش - این ویژگی ها نه تنها توسط جواهرسازان، بلکه توسط متخصصان در زمینه های مختلف علوم، از صنعت تا پزشکی، ارزشمند است.

به طوری که همه حوزه های زندگی بتوانند از الماس در صنایع خود استفاده کنند، مردم شروع به کشف چگونگی پرورش الماس کردند.

الماس های ساخته شده توسط انسان مصنوعی نامیده می شوند، یعنی در آزمایشگاه ساخته می شوند.

در سال 1950، دانشمندان سوئدی برای اولین بار این جواهر را سنتز کردند.و چند سال بعد امکان خرید سنگ مصنوعی در بازار برای ساخت جواهرات فراهم شد. اخیراً بازار جواهرات مدرن تقریباً به طور کامل ارائه شده است جواهر سازیبا سنگ مصنوعی

بعید است که یک فرد معمولی بتواند جواهرات تقلبی را از یک جواهرات واقعی تشخیص دهد، بنابراین بسیاری از تولید کنندگان از کمبود دانش در بین مردم سوء استفاده می کنند.

روند رشد

هر فردی که علاقه مند به فناوری تولید آن باشد می داند که الماس رشد مصنوعی چیست. در حال حاضر وجود دارد چندین فناوری برای تولید مصنوعی جواهرات مصنوعی.

بادوام ترین، اما در عین حال گران ترین فناوری تولید - از کربن کریستالی. کربن در یک پرس مخصوص قرار می گیرد، جایی که پمپ ها از آب برای ایجاد فشار بالا استفاده می کنند و در نتیجه مواد را پردازش می کنند.

در مرحله بعد، یک ماده خاص مانند مبرد آب را منجمد می کند و در نتیجه فشار را 10 برابر افزایش می دهد. در مرحله بعد، یک بار جریان قوی به محفظه وارد می شود و سنگ تحت تأثیر آب و برق تبدیل می شود. با یخ زدایی محفظه، می توانید یک محصول مصنوعی نهایی به دست آورید.

انفجار با استفاده از متان امکان افزایش توده سنگ را فراهم می کند - این همان چیزی است که کارشناسان به آن الماس مصنوعی می گویند. این فناوری نسبت به رشد از کربن هزینه کمتری دارد.

متان به دو صورت قابل استفاده است. هنگام استفاده از اولی، الماس ها کوچک، اما با درصد بازدهی بالا خواهند بود محصول نهایی. روش دوم به شما امکان می دهد جرم سنگ را افزایش دهید، اما دمای پردازش به 1100 درجه می رسد.

عناوین محبوب

اکنون انواع مختلفی از الماس های مصنوعی وجود دارد. اصلی ترین آنها عبارتند از:

بدلیجات;
روتیل؛
زیرکونیای مکعبی؛
موسانیت;
فروالکتریک؛
فابولیت؛
سروسیت

هنگامی که از دی اکسید زیرکونیوم استفاده می شود، نام مورد استفاده زیرکون است. با این حال، این را نباید فراموش کرد سنگ های طبیعیزیرکونیوم اعمال نمی شود. به نوبه خود، زیرکونیا مکعبی دارای استحکام بالا، پراکندگی بالا و درجه شکست است.

زیرکونیای مکعبی به خوبی از الماس تقلید می کند که همه متخصصان نمی توانند در اولین بار آن را تشخیص دهند. اگر بیشتر به دنبال آن هستید جعلی با کیفیت بالاسنگ براق، پس می توان آن را موسانیت در نظر گرفت. عملکرد نوریبهتر از الماس است و مشخصات فیزیکیکمتر از الماس طبیعی نیستند. Moissanite فقط می تواند از نظر سختی کمتر از الماس باشد. بدلیجات یک محصول محبوب در بازار است. به لطف شیشه های سربی، بدلیجات به خوبی زیر نور خورشید بازی می کنند.