Cos'è un diamante sintetico? Tecnologia di coltivazione della pietra artificiale

Saluti, nostri cari! Tutti hanno sentito la famosa frase “ Migliori amici le ragazze sono diamanti. Questi non sono solo ninnoli usa e getta, ma l'investimento più duraturo, che è anche una decorazione alla moda. A volte gli costa una fortuna, per la quale ci vuole molto tempo per risparmiare, e aspettarsi un regalo da un ricco ammiratore a caso è completamente stupido. Ma c'è un'ottima alternativa: diamante artificiale, che non è diverso nell'aspetto da quello reale, ma costa molte volte meno.

Oggi imparerai non solo i tipi e i metodi per ottenere questa pietra in condizioni create artificialmente, ma proverai anche a realizzarla tu stesso a casa... nel microonde!

Tutti sono interessati a come si chiama mondo dei gioielli una pietra creata non dalla natura, ma dalle mani dell'uomo. “Ovviamente è un falso”, dirai, e ti sbaglierai. Il punto è che è necessario distinguere tra la produzione artigianale di falsi e un processo high-tech che ripete gradualmente l'aspetto di una gemma preziosa. Per questo vengono utilizzate attrezzature costose e materie prime di alta qualità. Il risultato è un diamante perfetto che anche uno specialista esperto non riesce a distinguere da uno naturale.

Caratteristiche comuni del diamante naturale e sintetico

La produzione continua di queste pietre ha avuto un doppio impatto sull'industria mineraria della pietra. Da un lato, il “fratello gemello” del vero diamante ha risolto il problema della carenza di pietre naturali. D'altra parte, i venditori disonesti ora hanno la possibilità di spacciare articoli “artificiali”. vera pietra e guadagnarci un sacco di soldi.

Impareremo più avanti come distinguere l’arte della natura dall’artigianato della moderna industria dei diamanti, ma per ora parleremo delle caratteristiche comuni dei diamanti artificiali e naturali.

Sono quasi identici in:

• Proprietà fisiche, struttura atomica, composizione chimica;
• Trasparenza, grado di conducibilità termica, purezza del reticolo cristallino;
• Materia prima per la produzione (carbonio puro cristallizzato);
• Aspetto.

Se ti viene presentato un anello con un “brillante” e ti assicurano che non è altro che “oro e diamanti”, non sospetterai mai l’inganno. Anche un gioielliere esperto sotto una lente d'ingrandimento a volte non sarà in grado di discernere le tracce dell'origine artificiale di una pietra, soprattutto se è bianca, perché un diamante artificiale trasparente senza mescolanze di altri colori non può essere distinto da uno naturale.

Tavolozza sfaccettata di diamanti sintetici

Un diamante completamente trasparente è considerato il più raro e costoso. Sebbene anche le pietre con sfumature siano richieste e attirino lo sguardo con la loro bellezza affascinante.

Oggi nel mondo vengono prodotti diversi tipi di diamanti artificiali colorati:

• Blu (dalla tonalità celeste pallida a quella ricca, ottenuta aggiungendo boro alla composizione; raggiunge 1,25 carati);
• Giallo (dal limone chiaro al giallo intenso e brillante e persino all'arancione; questa tavolozza è formata da azoto; tali diamanti possono raggiungere i 2 carati e sono molto più facili da coltivare rispetto a quelli blu);
• Rosa, rosso, lilla, verde (a seconda dell'aggiunta di varie impurità durante la lavorazione, si possono ottenere diamanti dalle tonalità più incredibili).

Un po' di storia sui diamanti artificiali

Le prime “contraffazioni”, sostituti dei diamanti naturali, furono registrate già nel 1920.

Charles Parsons ha inventato il prototipo dell'attuale cristallo sintetico. Fu eseguito in modo così superbo che finì nella collana della famosa Sibilla Pastore. La decorazione divenne in seguito una delle reliquie dell'Impero britannico. È interessante notare che nessun altro è riuscito a replicare il primissimo diamante "falso", sebbene l'autore stesso non fosse molto soddisfatto della sua creazione.

Prima della seconda guerra mondiale, due società statunitensi decisero di produrre diamanti in serie. IN condizioni di laboratorio hanno condotto il primo esperimento utilizzando il carbonio. Il materiale di partenza è stato sottoposto a pressione e temperature elevate. L'ardore degli inventori si placò durante la guerra, anche se molti ricercatori sono sicuri che i diamanti fossero necessari specificamente per esigenze militari, e quindi la loro necessità scomparve.

Conosciuto per i suoi diamanti è QUINTUS, un progetto di uomini d'affari svedesi. È lui che possiede un'enorme partita di pietre. Erano utilizzati principalmente nell'industria, poiché non erano molto belli per creare gioielli, anche grezzi, e non raggiungevano l'estetica dei gioielli.

Il primo diamante prezioso è stato creato a Tokyo nel 1997. Era fumoso, luccicante e caratteristico della vera pietra tinta giallastra. Oggi il Giappone controlla circa l’8% della produzione mondiale di diamanti. Gli Stati Uniti e la Cina sono giustamente considerati “mostri” nel campo della sintesi della pietra.

Ora questa è una produzione su vasta scala che consente agli amanti dei gioielli di brillare gioielli eleganti. I ciottoli cresciuti in condizioni di “incubatrice” vengono inseriti in pendenti, anelli e utilizzati per decorare vestiti e scarpe. Allo stesso tempo, il loro costo non incide così tanto sul budget.

I proprietari di grandi catene di gioielli non condividono molto entusiasmo per la massiccia inondazione del mercato con le “contraffazioni”. Si prevede che perderanno più del 15% del profitto derivante dalla vendita pietre naturali.

Se siete esigenti e volete avere diamanti veri e siete disposti a pagare per la loro origine naturale, vi consigliamo di conoscere di persona tutti i loro sostituti sintetici.

Il diamante raddoppia e come distinguere una pietra “falsa” da una naturale

Uno dei diamanti falsi più comuni al giorno d'oggi è la zirconia cubica. È stato ottenuto per la prima volta nel 1976 ed è biossido di zirconio. La zirconia cubica brilla esattamente come i veri diamanti e viene utilizzata ovunque nella moderna industria della gioielleria. Di solito i venditori indicano il nome della pietra sul cartellino del prezzo, ma i commercianti senza scrupoli possono spacciarla per preziosa. Come distinguere la zirconia cubica dal diamante naturale? È molto semplice: devi pesare due pietre identiche (naturali e sostitutive). Quello vero peserà di più a causa della sua maggiore densità, mentre la zirconia cubica sarà più leggera.

Si ritiene che quest'ultimo possa essere calcolato anche utilizzando la radiazione ultravioletta. Se esposta ad essa, la zirconia cubica acquisisce una tonalità verde-giallo.

La moissanite è un analogo più costoso del diamante. È quasi impossibile distinguerli. Nome scientifico La moissanite è carburo di silicio, che viene trasformato con attrezzature moderne in una magnifica gemma splendente.

Lo scopritore di questa pietra, Henry Moissan, è stato insignito del Premio Nobel. Fu il primo a trovare frammenti di meteorite nel cratere di un vulcano, che in seguito divennero materie prime per la produzione di diamanti.

Come riconoscere questo “doppio” e non farsi ingannare al momento dell'acquisto? Un diamante naturale, stranamente, non ha un aspetto ideale. La sua superficie è leggermente ruvida, in contrasto con il guscio liscio della moissanite. Se guardi da vicino, puoi trovare un riflesso nero di frammenti di diamante, mentre non ci sono inclusioni estranee in una pietra sintetica.

Tra gli altri sostituti del diamante, oggi sono in uso lo zircone, lo zaffiro bianco, il topazio e il granato di ittrio e alluminio.

Ebbene non possiamo non citare i famosissimi “vetri” ovvero gli strass. In precedenza, erano realizzati in cristallo di rocca naturale, ma ora da vetro semplice e polimeri. Già nel XVIII secolo Georg Friedrich Strass ebbe l'idea di applicare polvere metallica sul lato inferiore del cristallo, ottenendo così un aspetto simile a uno specchio. effetto diamante. I veri strass oggi non sono affatto considerati cattive maniere. Quanto valgono i famosi prodotti di Swarovski, che si sforzano di inserire tutte le famose bellezze del mondo nella loro collezione!

Non sottovalutare tutti i tipi di sostituti; hanno il loro valore nel mondo della gioielleria. Inoltre, la loro produzione è un processo ad alta intensità di manodopera, che ci consente di ottenere magnifici esemplari che non sono inferiori alle pietre naturali in termini di qualità estetiche.

Calore, gas e pressione

Andiamo un po' più a fondo processo tecnico, e poi scopri come ottenere un diamante a casa. Padroneggiamo, per così dire, la professione dei tecnologi della gioielleria per capire quanto sia complesso e scrupoloso il lavoro.

Oggi esistono due metodi per produrre il diamante in laboratorio.

1. La polvere di diamante viene posta in una capsula speciale, che si dissolve sotto pressione e ad alte temperature. Quindi avviene il processo di cristallizzazione, che dura diversi mesi. Il risultato sono diamanti dalle sfaccettature cubiche, diversi da quelli veri non solo nella forma, ma anche nel processo di crescita stesso.
2. Il secondo metodo prevede anche la presenza di una camera riempita di gas. Quando esposte ai flussi di energia, le molecole di gas nel vuoto vengono distrutte e gli atomi di carbonio si depositano all'interno della capsula sotto forma di piastre. In una camera sufficientemente grande è possibile coltivare dozzine di diamanti in poche settimane. Saranno traballanti, con bordi neri ruvidi. A volte si ottengono pietre con questo metodo tinta marrone, ma tutte le impurità vengono ben pulite durante il processo trattamento termico. Quindi gli artigiani iniziano a tagliare.

Coltivare un diamante in casa

Come puoi vedere, il processo è molto interessante, bravi artigiani guadagnare somme favolose nel settore dei diamanti. Sei pronto a metterti alla prova in questa professione? Allora iniziamo il nostro esperimento.

Avremo bisogno di:

• Forno a microonde;
• 3 canne una semplice matita(grafite), spessore circa 3 mm;
• Filo di cotone da 15 cm;
• 2 tazze;
• Olio d'oliva.

E ora l'azione stessa:

• Mettine un po' in un piattino olio d'oliva, posizionare un filo attorno al suo perimetro in modo che assorba l'eccesso.
• Ora solleva leggermente il filo e legalo con un nodo debole. Passiamo dentro un'asta di grafite. Puoi posizionarlo su 2 stuzzicadenti in modo che sia appena sopra la superficie dell'olio. Puoi tirare delicatamente entrambe le estremità del filo, facendo un nodo stretto. Lascia l'intera struttura per mezz'ora.
• Lavare e asciugare accuratamente il microonde, senza residui di cibo o polvere.
• Capovolgi la tazza e mettila nel microonde. Posiziona le due bacchette rimanenti su di essa e la bacchetta d'olio preparata su di esse. Copri la parte superiore con una seconda tazza. Accendi il fornello temperatura massima e tempo.
• Alla fine, le bacchette non oliate rimarranno intatte e l'area impregnata si scioglierà e al suo posto si formerà un diamante. Non puoi toccare subito la struttura con le mani, altrimenti rischi di scottarti.

Puoi ammirare la tua creazione, e anche se questa creazione non assomiglia esattamente a un gioiello, ma piuttosto a un mestiere del set del "giovane chimico", ma hai imparato le basi della "lavorazione della pietra" e dell'"estrazione dei diamanti".

Come scegliere correttamente

In materia di acquisto di gioielli, ognuno di noi difficilmente può essere definito un esperto, quindi è meglio acquistare gioielli nelle gioiellerie di fiducia di rinomate catene di vendita al dettaglio.

D'accordo, acquistare un diamante di vetro falso insieme a un diamante non è molto piacevole. Si ritiene che tutti i veri diamanti abbiano una marcatura speciale. Inoltre pesano più di quelli sintetici e hanno un reticolo cristallino diverso. Le contraffazioni a volte hanno un aspetto più impeccabile, senza impurità e con una superficie perfettamente liscia, possono reagire a potenti magneti, quindi per ogni evenienza, prima dell'acquisto, conduci un esperimento direttamente nel negozio; Se vuoi essere sicuro al 100%, porta la pietra a farla esaminare da un gemmologo, uno specialista dei diamanti. Sarà sicuramente in grado di determinare se la persona che hai di fronte è una persona artificiale oppure no.

Tuttavia, indossare pietre innaturali ora non è affatto vergognoso, soprattutto se il tuo budget non ti consente di acquistare lussuosi diamanti veri. Una collana o orecchini con zirconi o strass brilleranno ancora più luminosi delle loro controparti naturali e costeranno molte volte meno dei prodotti con diamanti.

Oggi quindi abbiamo acquisito familiarità con cosa sono i sostituti del diamante e “con cosa si mangiano”, o meglio, come hanno avuto origine e come vengono prodotti. Abbiamo imparato come estrarre autonomamente un diamante da una semplice matita e possiamo giustamente considerarci esperti in questo argomento.

Team LyubiKamni

Tecnologia di produzione dei diamanti sintetici

Lo sviluppo della ricerca sull'essudazione degli apparecchi ad alta pressione necessari per la sintesi dei diamanti è associato al nome del pioniere della ricerca nel campo delle alte pressioni, professore all'Università di Harvard P.W. Bridgman. Bridgman si rese presto conto che c'era solo una cosa ipertensione non può trasformare la grafite in diamante. Secondo la teoria, il diamante è una forma cristallina stabile del carbonio già a pressioni di circa 20.000 atm, ma a pressioni di 425.000 atm a temperatura ambiente e 70.000 atm a fuoco rosso, la trasformazione della grafite in diamante non è avvenuta. Allo stesso tempo, il diamante a pressione atmosferica normale si comporta come una fase completamente stabile.

La trasformazione del diamante in grafite può essere ottenuta mediante riscaldamento a circa 1500°C, e ciò suggerisce che la trasformazione inversa ad alte pressioni richieda temperature dello stesso ordine. La persona che ha avuto la fortuna di essere la prima a sintetizzare il diamante è stata Tracy Hall.

Hall entrò nel laboratorio della General Electric nel 1948 e, nel 1951, divenne membro del piccolo gruppo di ricerca, impegnato nel “Progetto Superpressione”, come è stato codificato il lavoro sulla sintesi del diamante. Sebbene Hall fosse un chimico, si rese conto che l'ostacolo principale per risolvere con successo il problema della sintesi del diamante era la mancanza di apparecchiature ad alta pressione e sviluppò un progetto preliminare per un sistema in seguito chiamato "semicintura". Questo è stato solo il primo passo verso il successo, ma ha segnato il percorso verso un nuovo, famoso disegni "a cintura"..

Il 16 dicembre 1954 arrivò il primo successo. Hall in seguito scrisse: “Mi tremavano le mani, il mio cuore batteva forte, mi sentivo debole nelle ginocchia e fui costretto a sedermi. I miei occhi catturarono la luce scintillante di dozzine di piccole facce triangolari di cristalli ottaedrici... e me ne resi conto che i diamanti sono stati finalmente realizzati dall’uomo”. Questo esperimento è stato condotto ad una pressione di 70.000 atm e una temperatura di 1600 oC utilizzando grafite e troilite (FeS). I diamanti aderiscono a un disco di tantalio, che viene utilizzato per fornire corrente elettrica durante il riscaldamento del campione.

Il tantalio, inoltre, riduceva il FeS a ferro metallico, poiché la presenza dello zolfo da sola non può provocare la trasformazione della grafite in diamante. Il catalizzatore agisce come un solvente in cui la grafite prima si scioglie e poi cristallizza sotto forma di diamante. Senza solvente metallico, la velocità di trasformazione della grafite in diamante è molto bassa, anche se la temperatura e la pressione sono sufficienti.

L'apparato per la sintesi del diamante di Hall era chiamato "cintura" perché la parte centrale, dove avviene la sintesi del diamante, era sostenuta da un anello di carburo di tungsteno con una fascia di acciaio ad alta resistenza. Due pistoni conici erano azionati da una grande pressa idraulica in acciaio temprato. I diamanti sintetici risultanti erano di grado industriale.

La principale difficoltà nella creazione di dispositivi per pressioni e temperature elevate è che l'acciaio e altri materiali strutturali perdono rapidamente la loro resistenza se riscaldati. Questo problema può essere risolto riscaldando solo la cilindrata interna ed un opportuno isolamento termico per evitare un eccessivo riscaldamento dei pistoni e della cinghia.

Secondo il brevetto della General Electric, una tipica carica della camera di reazione è una miscela di 5 parti di grafite, 1 parte di ferro, 1/3 parte di manganese e 1/3 parte di pentossido di vanadio. Questa miscela è stata sigillata e riscaldata a 1700 oC sotto una pressione di 95.000 atm per 2 minuti, quindi raffreddata a 1500 oC in 8 minuti. Al giorno d'oggi, come solvente viene spesso utilizzata una miscela di nichel e ferro, che consente di effettuare la sintesi del diamante in condizioni meno severe, ad esempio a 50.000 atm e 1400 o C. È stato anche dimostrato che la grafite come fonte di carbonio può essere sostituito da altri materiali organici: legno, carbone, catrame, resina.

L'idropulitrice a "nastro" della General Electric fu successivamente sostituita da un modello di tipo tetraedrico sviluppato da Hall più o meno nello stesso periodo. Il suo principale vantaggio era l'uso di macchine da stampa relativamente economiche. La prima versione utilizzava quattro presse a funzionamento indipendente, montate in un telaio simmetrico e convergenti nella parte centrale del volume di lavoro. Un'altra modifica più semplice richiede solo una pressa idraulica, e le forze nelle altre tre direzioni sono generate dall'interazione dei pistoni con la superficie conica di un robusto supporto in acciaio. Una parte di pirofillite appositamente realizzata con un forno elettrico, che è un tubo di grafite, è montata nello spazio tetraedrico formato dalle superfici interne di questi inserti. La corrente elettrica viene fornita attraverso due pistoni contrapposti o tramite appositi ingressi elettrici. La grafite e il solvente metallico vengono posti nel forno.

Parallelamente al lavoro della General Electric, la ricerca sulla produzione di diamanti artificiali è stata condotta dalla società per azioni All Swedish Electric, nota come ASEA. È probabile che il gruppo ASEA non abbia pubblicato i dettagli della riuscita sintesi dei diamanti nel 1953 perché stava cercando di ottenere un materiale per gioielli e non ha dato di grande importanza diamanti tecnici molto piccoli. La tecnologia ASEA utilizzava pressioni da 80.000 a 90.000 atm e temperature fino a 2760 o C. Le dimensioni dei diamanti prodotti da entrambe le società erano significativamente inferiori a 1 mm. Negli esperimenti ASEA si sono formati 20-50 cristalli con una dimensione di 0,1-0,5 mm.

In URSS, un metodo per la produzione di diamanti sintetici è stato sviluppato nel 1960 dall'Istituto di fisica dell'alta pressione dell'Accademia delle scienze dell'URSS. Ha supervisionato il lavoro dell'accademico. L.F. Vereshchagin. Nel 1961, presso l'Istituto dei materiali superduri dell'Accademia delle scienze della SSR ucraina, fu sviluppata una tecnologia industriale per la sintesi dei diamanti. Il processo viene eseguito a una temperatura di 1800-2500 o C e una pressione superiore a 50-102 MPa in presenza di catalizzatori: cromo, nichel, ferro, manganese, platino, cobalto o altri metalli. Successivamente, si è scoperto che i diamanti si formano dalla cristallizzazione del carbonio dalla sua soluzione in un catalizzatore metallico fuso.

La sintesi del diamante viene effettuata in una camera a lenticchia con un volume di diversi centimetri cubi. Il riscaldamento avviene per induzione o per passaggio diretto di corrente elettrica. Quando i punzoni si avvicinano, la miscela di reazione della grafite con il nichel (e anche con la pirofillite stratificata) si contrae. Di conseguenza, il reticolo cristallino esagonale della grafite si ricristallizza nella struttura cubica del diamante. La dimensione dei cristalli di diamante dipende dal tempo di sintesi: con un tempo di reazione di 3 min. si formano cristalli del peso di circa 10 mg e 30 minuti - 70 mg. I cristalli più durevoli sono stati ottenuti con dimensioni fino a 0,5-0,8 mm.

Produzione di diamanti sintetici per gioielleria

Ecco uno schema di un apparato utilizzato per far crescere grandi cristalli di diamante utilizzando il trasferimento di carbonio in una soluzione metallica.

Non si deve pensare che la produzione di diamanti industriali sintetici in enormi volumi semplifichi il compito di ottenere diamanti di dimensioni e qualità tali da poter essere classificati come pietre preziose. L'ostacolo principale ai tentativi di ottenere cristalli di grandi dimensioni è il piccolo volume in cui è possibile mantenerli condizioni estreme pressione e temperatura. Inoltre, la coltivazione di cristalli di grandi dimensioni richiede molto tempo.

I metodi per produrre diamanti grezzi non furono brevettati fino al 1967, quando Robert Wentorf riuscì finalmente a far crescere un diamante seminato. Un seme di cristallo è necessario per impedire la cristallizzazione della grafite anche quando le condizioni sperimentali corrispondono alla regione di cristallizzazione del diamante. Il problema più difficile nella coltivazione di cristalli di diamante di grandi dimensioni e di alta qualità è la necessità di mantenerli condizioni necessarie nell'area della sua stabilità.

Nella tecnica utilizzata da Wentorf, il seme di cristallo veniva posto nella parte fredda della soluzione ad una temperatura di circa 1420 o C, e piccoli cristalli venivano posizionati nella parte inferiore ad una temperatura di 1450 o C. L'intervallo di pressione era da Da 55.000 a 60.000 atmosfere. È meglio se il cristallo del seme viene posizionato sul fondo, perché alcuni piccoli cristalli formatisi all'esterno del seme galleggiano nella zona calda e lì si dissolvono, invece di crescere attorno al seme.

In alcuni esperimenti di Wentorf, il materiale di alimentazione del diamante si ricristallizzava in grafite. Tuttavia, i ricercatori hanno dovuto affrontare anche un problema più serio: la velocità massima alla quale i cristalli possono crescere costantemente deve diminuire man mano che il cristallo diventa più grande. Si è scoperto che per un cristallo con un diametro di 1 mm, il tasso di crescita stabile più elevato è di 0,2 mm/ora. Quando la dimensione del cristallo raggiunge i 5 mm, può verificarsi una crescita stabile a una velocità di 0,04 mm/ora e sono necessari diversi giorni per far crescere un cristallo di queste dimensioni.

Il problema diventa ancora più serio se si tenta di coltivare diamanti sintetici dimensione più grande. Attualmente, un grande diamante sintetico ha un diametro di 6 mm e pesa 1 carato (0,2 g). Poiché i tassi di crescita bassi sono più favorevoli per la crescita di cristalli di grandi dimensioni e il mantenimento di temperature e pressioni elevate per lungo tempo richiede costi significativi, i diamanti sintetici di grandi dimensioni sono più costosi o paragonabili al prezzo dei cristalli naturali di dimensioni simili. La foto sopra mostra diamanti sintetici da 1 carato coltivati ​​da Robert Wentorf e la grafite utilizzata come materiale di partenza.

I diamanti vengono colorati introducendo vari elementi impuri nei cristalli. L'azoto dà il colore verde ed è probabilmente responsabile giallo pietre se presenti in basse concentrazioni. L'introduzione del boro conferisce al diamante un colore blu. Anche le pietre naturali blu, raramente ritrovate, in particolare il famoso Hope Diamond, devono il loro colore alla presenza di questo elemento. Studiare le proprietà dei diamanti colorati è utile per comprendere alcuni diamanti e come si formano in natura.

Conversione diretta della grafite in diamante

Per la transizione diretta dalla grafite al diamante sono necessarie condizioni ancora più estreme rispetto al metodo metallo-solvente. Ciò è dovuto alla grande stabilità della grafite, dovuta ai legami molto forti dei suoi atomi. I risultati dei primi esperimenti sulla trasformazione diretta grafite-diamante, eseguiti da P. DeCarli e J. Jamieson della Allied Chemical Corporation, furono pubblicati nel 1961.

Per creare pressione è stato utilizzato un esplosivo ad alta potenza, con l'aiuto del quale sono state mantenute una temperatura di circa 1200 o C e una pressione di circa 300.000 atm per circa un milionesimo di secondo (un microsecondo). In queste condizioni, dopo l'esperimento, nel campione di grafite è stata rilevata una certa quantità di diamante sotto forma di particelle molto piccole. I cristalliti risultanti hanno dimensioni (100 A = 10 nm, ovvero centomillesimo di millimetro). Sono paragonabili al cosiddetto “carbonado” presente nei meteoriti, la cui formazione è spiegata dall’influenza dell’alta temperatura che si verifica quando il meteorite attraversa gli strati densi dell’atmosfera, e dalla potente energia d’impatto che si verifica quando il meteorite colpisce la superficie terrestre.

Nel 1963 Francis Bundy della General Electric riuscì a convertire direttamente la grafite in diamante a pressioni statiche superiori a 130.000 atm. Tali pressioni sono state ottenute utilizzando un'installazione "a cinghia" modificata con una superficie esterna dei pistoni maggiore e una cilindrata minore. Per creare tali pressioni è stato necessario aumentare la resistenza delle parti di potenza dell'impianto. Gli esperimenti prevedevano il riscaldamento tramite scintilla di un blocco di grafite a temperature superiori a 2000 o C. Il riscaldamento veniva effettuato mediante impulsi di corrente elettrica e la temperatura richiesta per la formazione del diamante veniva mantenuta per diversi millisecondi (millesimi di secondo), il che è significativamente più lungo che negli esperimenti di De Carli e Jamieson. Le dimensioni delle particelle appena formate erano 2-5 volte più grandi rispetto a quelle ottenute durante la compressione d'urto.

Nell'URSS, una tecnologia simile per la produzione di diamanti artificiali è stata sviluppata presso l'Istituto dei materiali superduri dell'Accademia delle scienze della SSR ucraina. Durante un'esplosione diretta, si verifica un aumento istantaneo della pressione fino a 200-102 MPa e della temperatura fino a 2000 o C e nella grafite si formano piccoli diamanti sintetici (fino a 10-30 micron).

Nel 1963, V. J. Eversol (USA) brevettò un metodo per coltivare diamanti da una fase gassosa sovrasaturata con carbonio (metano, acetilene o altri idrocarburi) ad una pressione inferiore a 10-102 MPa. L'energia superficiale in eccesso risultante all'interfaccia grafite-aria promuove la formazione di nuclei di diamante. Un metodo simile è stato sviluppato in modo indipendente nell'URSS da B.V. Deryagin e D.V. A pressioni inferiori a quella atmosferica, sono riusciti a ottenere cristalli simili a baffi di diamante sintetico dalla fase gassosa sui semi di diamante. La velocità di crescita dei cristalli è molto bassa - circa 0,1 µm/h.

L'attenzione di questi scienziati è stata attirata dalle proposte per la produzione di diamanti in condizioni in cui la grafite è stabile e il diamante è metastabile (diamante metastabile significa che in queste condizioni può rimanere invariato per un tempo illimitato senza trasformarsi in grafite). Per trasformare la grafite in diamante, gli atomi di carbonio devono essere eccitati fino a raggiungere uno stato ad alta energia. Questo di solito si ottiene applicando pressioni e temperature elevate. Un'idea alternativa si basa sul fatto che se si possono ottenere atomi di carbonio ad alto livello di energia, quindi al momento del passaggio a stato solido la formazione di diamante metastabile è più probabile della grafite stabile. Ciò è facilitato dall’uso di semi di diamante, che aiutano a disporre gli atomi di carbonio in un ordine coerente con la struttura del diamante piuttosto che con la struttura della grafite. Probabilmente il metodo più promettente è associato alla decomposizione dei gas contenenti carbonio a sufficienza basse pressioni. Avvolgendo piccoli cristalli di diamante, il gas si decompone e gli atomi di carbonio si depositano sulla superficie dei cristalli seme.

Gli esperimenti di Eversol sono caratterizzati da seguenti condizioni: temperatura compresa tra 600 e 1600 o C, pressione totale del gas - un'atmosfera, concentrazione di metano nella miscela di gas dallo 0,015 al 7%. I semi avevano un diametro di soli 0,1 micron (diecimillesimi di millimetro), fornendo un'ampia superficie per la deposizione del diamante. Oltre al diamante, in fase gassosa si formavano accumuli di grafite che si depositavano insieme al diamante sulla superficie dei cristalli seme. Se il processo non viene interrotto di tanto in tanto per rimuovere la grafite, la sua concentrazione aumenta a tal punto da impedire un'ulteriore precipitazione del diamante. Ciò prevedeva l'estrazione periodica dei diamanti, che venivano posti in un recipiente ad alta pressione (da 50 a 200 atm) con idrogeno e calcinati a una temperatura di 1000 o C. L'idrogeno reagisce con la grafite molto più velocemente che con il diamante, quindi questa procedura pulisce la superficie dei cristalli-seme per la successiva crescita del diamante.

Il gruppo di Deryagin è giunto alla conclusione che è più redditizio ossidare le nuove formazioni di grafite con l'ossigeno atmosferico a pressione atmosferica. Il vantaggio di questo metodo è che il processo di sintesi e la rimozione della grafite vengono eseguiti nello stesso reattore, che viene riempito d'aria durante la fase ossidativa del processo. Le condizioni tipiche utilizzate per la coltivazione del diamante con questo metodo sono caratterizzate da una temperatura di 1020 o C e una pressione del metano di 0,07 mm Hg. Arte.

I tassi di crescita più elevati sono di circa 0,1 micron all'ora, il che garantisce la formazione di circa un carato di diamante all'ora nell'intero volume del reattore. La vibrazione dei semi aiuta ad aumentare la superficie di contatto dei cristalli con il metano e porta ad un miglioramento delle proprietà dello strato in crescita. Velocità ancora maggiori si ottengono quando la superficie del diamante viene irradiata con la luce di una lampada allo xeno riempita di gas ad alta tensione. La lampada funziona in modalità pulsante, promuovendo rapida crescita diamante e impedendo in gran parte la nucleazione dei cristalliti di grafite. In tali condizioni, è stato segnalato che i tassi di crescita raggiungono diversi micrometri all'ora. A volte, quando si utilizza questo metodo, i "baffi" del diamante iniziano a crescere: fili sottili sporgono da esso luoghi diversi superficie del cristallo seme. Le ragioni sono forma strana la crescita non è ancora chiara.

Il metodo Eversole negli Stati Uniti è stato sviluppato principalmente da J. Angus e dai suoi collaboratori presso la Ohio State University. Le condizioni di crescita che utilizzano: temperatura 1000 o C, pressione del metano (miscelato con idrogeno) 0,2 mm Hg. Arte. - vicino alle condizioni degli esperimenti condotti dal gruppo di Deryagin. L'aumento di peso è solitamente del 6% in 20 ore, il che corrisponde a un tasso di crescita lineare di soli 0,001 µm/giorno. Di più alte velocità osservato nel periodo iniziale del processo, che è probabilmente dovuto a stress causati da piccole differenze nelle distanze tra gli atomi di carbonio nella pellicola e nel cristallo del substrato. È possibile che anche i tassi di crescita molto elevati riportati dagli scienziati sovietici siano caratteristici solo di fase iniziale processo.

Nel 1970, la General Electric sviluppò un metodo per produrre grandi cristalli di diamante sintetico di qualità gemma su semi sotto forma di piastre. Tuttavia, il costo della coltivazione di tali diamanti è molto più elevato rispetto all’estrazione di quelli naturali.

I diamanti sintetici sono ampiamente utilizzati per la produzione di utensili abrasivi diamantati, pietre per affilare, mole e mole da taglio, paste abrasive, tagliavetro, frese, punte da trapano, scalpelli, ecc. Attualmente, oltre l'80% della domanda di diamanti industriali è coperta da diamanti sintetici. Attualmente, decine di laboratori in vari paesi continuare la ricerca di una soluzione più razionale e metodologia efficace coltivazione di diamanti per esigenze tecniche e scopi di gioielleria.

Raffinazione dei diamanti mediante irradiazione

Una storia sul diamante sintetico sarebbe incompleta senza informazioni sull’uso dell’irradiazione nucleare per produrre cristalli colorati. Lo sviluppo di questo metodo di lavorazione è stato causato dall'estrema rarità dei diamanti colorati, eppure di un diamante colorato buona qualità più del 25% più costoso della sua varietà incolore.

Lo scienziato inglese Sir William Crookes scoprì che la radiazione radioattiva del radio trasforma il diamante incolore nella varietà verde. Successivamente è stato determinato che questo cambiamento di colore si verifica a causa del bombardamento del cristallo da parte di particelle alfa, ma colpisce solo lo strato esterno del diamante a causa della debole penetrazione delle particelle alfa nei solidi. Il metodo di lavorazione del diamante mediante irradiazione rimase nell'oblio fino a un nuovo ciclo di sviluppo alla fine degli anni '40 del XX secolo nella fisica nucleare.

I cristalli di diamante furono bombardati con deutoni. Il diamante rimase altamente radioattivo per diverse ore, ma anche allora solo lo strato esterno rimase colorato. Si è scoperto che il bombardamento con elettroni ad alta energia ha fatto sì che il diamante diventasse blu pallido o verde, ma anche in questo caso solo uno strato sottile era colorato. Ma i neutroni, che hanno una capacità di penetrazione maggiore, possono cambiare il colore dell’intera pietra. Dopo l'irradiazione, i diamanti diventano verdi, ma il riscaldamento in un gas inerte a 900° C cambia il loro colore prima in marrone e poi in giallo dorato. I diamanti irradiati, di colore giallo dorato, sono molto più attraenti di quelli verdi o marroni e sono molto popolari negli Stati Uniti.

In alcuni casi, la reazione dei diamanti all'irradiazione è più varia e i cristalli di blu, rosso e fiori viola. Questa differenza di colore è dovuta alle impurità presenti nei diamanti. La maggior parte dei diamanti, i cosiddetti diamanti di tipo I, contengono come impurità l'azoto, che viene introdotto nel cristallo presumibilmente in uno stadio intermedio tra la formazione del diamante nelle viscere della Terra e il momento in cui entra nelle sue zone prossime alla superficie. Nella maggior parte dei diamanti, l'azoto è distribuito sotto forma di piastre molto sottili, ma in uno su mille è distribuito uniformemente su tutto il volume del cristallo. L'ultimo tipo di cristalli è chiamato Ib, mentre quelli più comuni sono classificati come tipo Ia.

Il tipo II meno comune è costituito da diamanti puri che non contengono quasi azoto. Ciò include le pietre più grandi. I diamanti più comuni di questo tipo sono classificati come tipo IIa, mentre quelli molto rari contenenti piccole concentrazioni di impurità di alluminio sono classificati come tipo IIb. Tra i diamanti dei tipi I6 e II6 ci sono cristalli di colore rosso e fiori viola, per questo motivo sono più costosi dei diamanti convenzionali.

La tabella seguente fornisce informazioni sul colore dei diamanti irradiati disponibili in commercio. In generale, ha senso irradiare solo cristalli di grandi dimensioni, poiché l'aumento del prezzo dei diamanti piccoli non giustifica il costo della loro lavorazione.

Poiché oggigiorno la lavorazione dei diamanti per cambiarne il colore è piuttosto diffusa, è sorto un nuovo problema. Alcuni diamanti irradiati, anche controllati, possono rimanere radioattivi per lungo tempo a causa della presenza di impurità di isotopi radioattivi a lunga vita. Quanto sia grave questo problema non è del tutto chiaro. Ma se esiste qualche pericolo per il proprietario della pietra irradiata, questi dovrebbe essere a conoscenza dei risultati del monitoraggio della radioattività residua e metodo pericoloso raffinazione del minerale. In ogni caso, l'affinamento incontrollato delle pietre nei paesi terzi rende queste pietre pericolose, poiché non si sa con cosa sia stata irradiata esattamente la pietra e quali siano le conseguenze di questa irradiazione. L'acquirente deve avere la possibilità di rifiutare consapevolmente un acquisto potenzialmente pericoloso.

Un analogo dei veri diamanti preziosi sono i diamanti artificiali. È noto da tempo che l'iridescenza delle facce dei diamanti ha proprietà magiche e incantevoli. Ma dal momento che i diamanti naturali sono i più pietre costose, molti semplicemente non possono acquistare gioielli con diamanti. Grazie agli analoghi, sia le donne che gli uomini possono godere della bellezza e dell'eleganza dei gioielli realizzati con pietre artificiali. Inoltre, i diamanti vengono utilizzati non solo per realizzare gioielli, ma anche in molti ambiti della vita umana: scienza, tecnologia, medicina. Utilizzare alta qualità e diamanti preziosi non redditizio nell’industria. A questo scopo vengono utilizzate pietre difettose che non hanno un valore di gioielleria speciale o diamanti coltivati ​​​​artificialmente. Il nome "diamante" tradotto dall'antica lingua indiana significa "indistruttibile". Un'altra versione dice: il nome deriva dalla parola greca "adamas", che significa "irresistibile".

Caratteristiche dei diamanti artificiali

Nel 1993, per la prima volta, le pietre artificiali iniziarono ad apparire sul mercato mondiale dei diamanti come campioni sperimentali. Alcuni di loro sono stati inviati per la ricerca a un rinomato laboratorio dell'Istituto Gemmologico degli Stati Uniti, dove gli scienziati hanno concluso: la differenza tra diamanti artificiali e pietre naturali è piuttosto significativa, ma non tutti i gioiellieri o i consumatori ordinari saranno in grado di identificare e distinguere una pietra vera da una falsa. La principale proprietà distintiva dei diamanti artificiali sintetizzati è la purezza e la durezza. Il diamante artificiale è la pietra più dura al mondo. I diamanti naturali possono presentare errori e difetti (crepe, opacità o inclusioni), cosa che non si può dire delle pietre artificiali.

Come è noto, vero diamante Ha proprietà magiche, aiuta a proteggere una persona da visioni e pensieri “cattivi” e riequilibra il sistema nervoso. Gli esperti di astrologia affermano che anche un diamante artificiale emette energia positiva che aiuta una persona ad accettare nei momenti difficili decisione giusta o fare scelta giusta. Indipendentemente dal segno zodiacale, sia i diamanti naturali che quelli coltivati ​​artificialmente possono essere indossati sul corpo o semplicemente conservati in una scatola a casa. La varietà di gioielli realizzati con pietre artificiali oggi è piuttosto ampia ed è completamente impossibile distinguere le pietre dai veri gioielli a prima vista.

Metodi per coltivare diamanti sintetici

Gli esemplari sintetici vengono coltivati ​​nei laboratori di condizioni speciali utilizzando apparecchiature ad alta precisione e alta tecnologia. Ma questo processo non richiede migliaia di anni, come la formazione delle pietre naturali. Gli specialisti possono scegliere le proprie tonalità e dimensioni. Uno dei metodi utilizzati per coltivare i diamanti artificiali è il gradiente di temperatura utilizzando tubi speciali. Contengono i seguenti ingredienti:

• polvere di grafite;
• leghe metalliche speciali (fungono da catalizzatori);
• semi per future pietre artificiali.

La capsula è sotto pressione (circa 3000 tonnellate) per 10 giorni. Comincia a crescere nel luogo in cui la pressione è più alta. A causa dell'elevata temperatura interna (quasi 1500° C), il metallo si scioglie sciogliendo la polvere di grafite. La differenza tra le temperature crea una certa pressione, che favorisce il movimento della massa risultante verso il “nucleo”, dove avviene la sua deposizione.

Un altro metodo di coltivazione pietre da laboratorio chiamato metodo CVD (deposizione di gas). La tecnica prevede la semina di una piastra speciale (substrato) con “semi” di diamante. Questa piastra viene collocata in un'installazione specializzata, pre-evacuata ad alto vuoto. La camera viene quindi riempita di raggi a microonde e gas. Al momento della crescita dei diamanti, il plasma raggiunge una certa temperatura (circa 3100° C).

Sotto l'influenza della temperatura, i gas si decompongono nel plasma e le molecole di carbonio assorbite dal metano si depositano sotto forma di diamanti artificiali sulla piastra.

I cristalli hanno legami equivalenti, il che spiega la loro forza e durezza. Per la coltivazione artificiale vengono utilizzati grafite, fuliggine, carbone zuccherino e varie sostanze ricche di carbonio.

I diamanti coltivati ​​hanno diversi nomi, ma generalmente vengono chiamati artificiali o sintetici, anche se nella letteratura scientifica si possono trovare anche nomi come:

• diamanti HPHT;
• Diamanti CVD.

Gli scienziati preferiscono chiamarli “pietre da laboratorio” o “diamanti coltivati ​​in laboratorio”.

In cosa differisce un diamante sintetico dalle pietre naturali?

L'aspetto dei diamanti artificiali non è inferiore alle pietre preziose naturali, ma se si tiene conto del loro costo, è molto più basso. Le pietre sintetiche sono più adatte al processo di taglio, quindi anche i cristalli più piccoli possono vantare un taglio impeccabile. Inoltre, le piccole pietre sintetiche sono molto più resistenti di quelle naturali, quindi i veri diamanti piccole dimensioni sugli scaffali gioiellerie praticamente mai trovati: il processo di estrazione dal minerale è molto laborioso. Usando piccole pietre sintetiche, i gioiellieri creano non massicci, molto bellissimi gioielli con ricami a diamante, che aumentano notevolmente i desideri dei consumatori.

Area di applicazione dei diamanti artificiali

A causa della loro durezza, le pietre artificiali coltivate sono ampiamente utilizzate per il taglio e la molatura varie superfici. Oggi, quasi tutte le seghe, i trapani, gli abrasivi, gli utensili da levigatura e da taglio hanno parti tagliate con diamante artificiale. Le pietre coltivate artificialmente sono ampiamente utilizzate anche come semiconduttori nella produzione di microcircuiti. I mercati dei diamanti commerciali sono diversi dai mercati della gioielleria perché la pietra da laboratorio, oltre alla durezza, ha un'eccellente conduttività termica, che è molte volte superiore alla conduttività termica di tale materiale, ad esempio il rame.

I principali consumatori di pietre artificiali sono gioiellieri, produttori di chip per apparecchiature informatiche e organizzazioni che forniscono servizi di perforazione.

Oggi le polveri di diamante per lucidare le superfici sono molto comuni. pietre preziose, cornici oro e argento, wafer di silicio.

Il maggior valore delle pietre da laboratorio ottenute mediante CVD è il loro utilizzo in aree ad alta tecnologia dell'attività umana. Le pietre artificiali (sintetiche) vengono utilizzate nella produzione di potenti raggi laser (che oggi vengono utilizzati in medicina per curare malattie mortali) e nella creazione di dispositivi mobili portatili.

Il potenziale maggiore per le pietre sintetiche risiede nel campo della tecnologia informatica. Le parti che contengono sono considerate più durevoli e possono funzionare continuamente a temperature molto elevate, cosa che non si può dire, ad esempio, dei chip di computer in silicio. Il diamante artificiale può resistere alte temperature, che ne garantisce la produttività, poiché da esso dipendono la durata, la frequenza di funzionamento dell'apparecchiatura e la velocità. La quantità di diamanti artificiali prodotti ogni anno è di quasi 5 miliardi di carati.

Gli scienziati stanno conducendo ricerche in corso, che hanno già portato alla conclusione che i diamanti artificiali verranno utilizzati per ottenere immagini sott'acqua, immagini nel campo della medicina, per i rilevatori del Large Hadron Collider e nella ricerca nucleare.

Oltre a tutto quanto sopra, i diamanti artificiali sono ampiamente utilizzati in gioielleria, il che consente a molte donne di godere di pietre finte, ma praticamente non diverse da quelle naturali.

Un diamante artificiale non è un falso di un diamante naturale lavorato. Questo è un prodotto industriale con la struttura e le proprietà della pietra naturale.

Proprietà dei diamanti sintetizzati

Un diamante già pronto non può essere coltivato, perché questo è il nome del prodotto della lavorazione di un diamante, naturale o ottenuto attraverso un processo di sintesi. Il minerale e il doppio da laboratorio hanno un aspetto anonimo e solo dopo il taglio diventano diamanti.

Un diamante coltivato artificialmente è difficile da distinguere da uno naturale. Esistono pietre di tale qualità che sono difficili da identificare anche in un laboratorio gemmologico. E il loro prezzo è paragonabile al materiale naturale.

Perché i cristalli coltivati ​​artificialmente non possono essere chiamati diamanti falsi? Ma perché sono realizzati utilizzando tecnologie appositamente create per non solo sembrare simili, ma replicare le caratteristiche di un minerale naturale. I diamanti sintetici acquisiscono le seguenti qualità simili a un diamante:

• durezza;
• splendore;
• indice di rifrazione, come l'acqua;
• stesso peso specifico;
• elevata conduttività termica.

Allora come puoi identificare i diamanti tagliati? origine naturale da diamanti coltivati ​​artificialmente? Per differenziare, prestare attenzione alle seguenti proprietà delle pietre ottenute durante il processo tecnologico:

1. Sensibile al forte campo magnetico.
2. Al microscopio, anche con un ingrandimento di venti volte, è difficile trovare un difetto in una pietra.
3. La struttura granulare di un cristallo, visibile quando il campione viene ingrandito 80 volte.
4. La tinta giallastra lasciata dall'azoto.
5. Nessuna inclusione minerale.
6. L'analisi spettrale mostrerà la presenza di catalizzatori metallici (se utilizzati).

Ma solo la spettrometria a infrarossi o laser fornisce un risultato accurato. Nel mercato della gioielleria, i diamanti a taglio naturale sono stati sostituiti per metà da quelli coltivati. In genere si tratta di pietre di dimensioni fino a 1 carato. Non è redditizio sintetizzarne di più grandi: tale produzione è ad alta intensità di manodopera e costosa, sebbene in Russia i diamanti artificiali siano stati coltivati ​​utilizzando nuove tecnologie blu scuro con un peso di 10,07 carati.

Tecnologie di produzione dei diamanti

Per coltivare il diamante da frazioni microscopiche, vengono utilizzati 2 metodi:

1. Metodo termobarico. La polvere di diamante viene posta in una camera a pressione esposta ad alta pressione e aria calda. In questo caso, come catalizzatori vengono utilizzati film metallici. Il tempo di ciclo è di 7-10 giorni.

1. Metodo CDV. Il seme del diamante viene posto in una camera a vuoto contenente metano. Un arco elettrico distrugge le molecole del gas, gli atomi di carbonio si depositano sul materiale sorgente e cristallizzano. Le pietre crescono in 4-5 giorni.

I diamanti sintetici e naturali hanno lo stesso componente: il carbonio. Solo il minerale naturale impiega molto tempo a formarsi (come si formi non è noto), e viene coltivato in laboratorio in pochi giorni, il che permette di soddisfare la domanda non solo del mercato della gioielleria, ma anche di quello industriale.

Il processo di produzione non finisce qui. I campioni risultanti hanno una superficie nera ruvida. Ma questo viene rimosso lucidando e dopo il taglio la pietra brilla.

Il diamante fu sintetizzato per la prima volta nella seconda metà del secolo scorso. L'attrezzatura era così costosa che la produzione era più economica. L'ulteriore sviluppo del settore ha permesso di ridurre il costo dei cristalli sintetici decine di volte.

Artificiale e falso

I diamanti artificiali sono molto apprezzati; i truffatori raramente li offrono al posto di quelli veri. Esistono pietre che vengono comunemente chiamate sostituti del diamante per la loro brillantezza:

1. Le zirconi cubiche hanno una resistenza inferiore alla moissanite, diventano torbide nel corso degli anni e sono di origine sintetica.

1. Gli zirconi sono pietre sintetizzate e non sono preziose.

Zaffiro incolore, rutilo, fabulite, ittrio, gallio, cristalli Swarovski, polimeri acrilici hanno una lucentezza brillante. Sono chiamati falsi o contraffatti perché hanno struttura e proprietà diverse. Il cristallo più simile a un diamante è il minerale naturale moissanite. Ha un'elevata resistenza, lucentezza e lucentezza rimangono per molti anni.

Le pietre coltivate hanno 3 colori base: giallo, blu e incolore. Questi colori non cambiano la loro saturazione nel tempo. Più facile da coltivare pietre gialle, quindi sono più grandi (fino a 2 carati). Ci sono cristalli arancioni. Questo colore è dato dalle impurità di azoto quando entrano nel reticolo cristallino. È più difficile coltivare diamanti blu (le impurità del boro danno il colore). La loro dimensione non supera 1,25 carati.

È difficile coltivare diamanti incolori perché le impurità che danno colore non possono entrare. Tali cristalli sono meno accessibili e pesano non più di 1 carato. Per realizzare diamanti di altri colori (rosa, rosso, verde), lavorazione speciale già dopo la coltivazione. Il colore del cristallo è indicato da un numero. Quello incolore ha il numero 1. Ma questo pietre rare e sono chiamati diamanti puri.

La produzione di diamanti artificiali è richiesta. Oltre alla produzione gioielli, sono utilizzati in medicina, edilizia, elettronica e nanotecnologia. I diamanti coltivati ​​sono pietre di elevata purezza che hanno un aspetto impeccabile e sono molto simili a quelli naturali.

Ogni donna sul pianeta ama i diamanti, ma non tutte possono permettersi un simile lusso. Tecnologie moderne ti permettono di creare un diamante artificiale, che è molte volte più economico delle pietre naturali.

Un diamante è necessario non solo per la bellezza.

Viene utilizzato nella sfera industriale, nell'astronautica, nella medicina e nell'industria della moda.

Come sono nati i diamanti artificiali?

La pietra naturale era nota all'umanità decine di secoli fa. Gli amanti dell'incredibile brillantezza erano pronti a pagare una somma tonda per un diamante. I fan dell'inganno hanno escogitato tutti i tipi di trucchi per ottenere denaro. Spacciato per un diamante strass, zirconi, moissanite. Creazione pietra artificiale ha perseguitato l'umanità e alla fine del XIX secolo gli scienziati iniziarono a studiare la composizione della pietra e la sua struttura.

Grazie a caratteristiche uniche il gioiello ha un prezzo elevato nel mercato della gioielleria. Durezza, elevata conduttività termica, forte dispersione, trasparenza ottica e resistenza all'usura: queste proprietà sono apprezzate non solo dai gioiellieri, ma anche da specialisti in vari campi della scienza, dall'industria alla medicina.

Affinché tutte le sfere della vita potessero utilizzare i diamanti nelle loro industrie, le persone iniziarono a capire come coltivare i diamanti.

I diamanti artificiali sono detti sintetici, nel senso che sono creati in laboratorio.

Nel 1950, gli scienziati svedesi sintetizzarono per la prima volta il gioiello., e pochi anni dopo fu possibile acquistare sul mercato pietre artificiali per creare gioielli. Recentemente, il mercato della gioielleria moderna è quasi completamente rappresentato gioielli con pietre artificiali.

È improbabile che una persona comune sia in grado di distinguere un falso da un vero gioiello, quindi molti produttori approfittano della mancanza di conoscenza tra le persone.

Processo di crescita

Chiunque sia interessato alla tecnologia della sua produzione sa come si chiama un diamante coltivato artificialmente. Attualmente esiste diverse tecnologie per la produzione sintetica di gioielli artificiali.

La tecnologia di produzione più duratura, ma allo stesso tempo costosa: dal carbonio cristallino. Il carbone viene posto in una pressa speciale, dove le pompe utilizzano l'acqua per creare alta pressione, processando così il materiale.

Successivamente, un materiale speciale come il refrigerante congela l'acqua, aumentando così la pressione di 10 volte. Nella fase successiva, alla camera viene fornita una potente carica di corrente e, sotto l'influenza dell'acqua e dell'elettricità, la pietra viene trasformata. Scongelando la camera è possibile ottenere un prodotto artificiale finito.

Un'esplosione con l'uso del metano consente di aumentare la massa della pietra: questo è ciò che gli esperti chiamano diamante artificiale. Questa tecnologia è meno costosa della coltivazione dal carbonio.

Il metano può essere utilizzato in due modi. Utilizzando il primo i diamanti saranno piccoli, ma con un'alta percentuale di resa prodotto finito. Il secondo metodo consente di aumentare la massa della pietra, ma la temperatura di lavorazione raggiungerà i 1100 gradi.

Titoli popolari

Ora esistono diverse varietà di diamanti sintetici. I principali sono:

• strass;
• rutilo;
• zirconi cubici;
• moissanite;
• ferroelettrico;
• fabulite;
• cerussite.

Quando viene utilizzato il biossido di zirconio, il nome utilizzato è zircone. Tuttavia, non bisogna dimenticarlo pietre naturali lo zirconio non si applica. A sua volta, la zirconia cubica ha un'elevata resistenza, un'elevata dispersione e un grado di rifrazione.

La zirconia cubica imita così bene il diamante che non tutti gli esperti riescono a distinguerlo la prima volta. Se cerchi di più falso di alta qualità pietra lucida, allora può essere considerata moissanite. Prestazioni otticheè meglio di un diamante, e proprietà fisiche non sono inferiori al diamante naturale. La moissanite può essere inferiore solo al diamante in durezza. Gli strass sono un prodotto popolare sul mercato. Grazie al vetro al piombo, gli strass giocano perfettamente al sole.

Ambito di applicazione

Quasi il 90% di tutte le pietre viene utilizzato nell'industria e nella scienza.

Le pietre più pure vengono utilizzate nella nanotecnologia, così come nell'ingegneria meccanica.

Con il loro aiuto, puoi creare strumenti con maggiore forza.

Tali strumenti sono:

• mole;
• dischi per lucidare;
• trapani.

I diamanti sintetici sono ampiamente utilizzati nei settori della moda e della bellezza. Gli strass vengono utilizzati nell'abbigliamento, nella gioielleria e per decorare le scarpe.

Il materiale artificiale lo è un'ottima alternativa diamante naturale. Questa pietra può essere utilizzata in vari campi industria, moda e medicina, nonché sviluppare nanotecnologie speciali.