Čo je syntetický diamant. Technológia pestovania umelého kameňa

Zdravím vás, naši drahí! Každý pozná známu frázu „Najlepším priateľom dievčaťa sú diamanty“. Nie sú to len jednodňové drobnosti, ale najodolnejšia investícia, ktorá je v kombinácii aj módnou ozdobou. Za cenu toho, že niekedy majland, na ktorý sa dlho šetrí, a čakať na darček od náhodného bohatého obdivovateľa je úplná hlúposť. Existuje však skvelá alternatíva – umelý diamant, ktorý sa od toho pravého vzhľadom nelíši, no stojí niekoľkonásobne lacnejšie.

Dnes sa dozviete nielen o typoch a spôsoboch získavania tohto kameňa v umelo vytvorených podmienkach, ale skúste si ho vyrobiť aj sami doma ... v mikrovlnke!

Každý sa zaujíma o meno vo svete šperkov kameňa vytvoreného nie prírodou, ale ľudskou rukou. „Jasné, že je to falzifikát,“ poviete a mýlite sa. Faktom je, že musíte rozlišovať medzi remeselnou výrobou falzifikátov a high-tech procesom, ktorý postupne opakuje vzhľad vzácneho drahokamu. Na tento účel sa používajú drahé zariadenia a vysokokvalitné suroviny. Vo výsledku dokonalý diamant, ktorý ani skúsený špecialista nerozozná od prírodného.

Spoločné znaky prírodného a syntetického diamantu

Prúdová výroba týchto kameňov mala na kamennú industriu dvojaký vplyv. Na jednej strane „dvojča“ skutočného diamantu vyriešilo problém nedostatku prírodných kameňov. Na druhej strane, nepoctiví predajcovia majú možnosť vydávať „umelinu“ za skutočný kameň a zarobiť na tom nemalé peniaze.

Dozvieme sa, ako rozlíšiť umenie prírody od majstrovstva moderného diamantového priemyslu o niečo neskôr, ale zatiaľ o všeobecných vlastnostiach umelých a prírodných diamantov.

Sú takmer totožné v:

• Fyzikálne vlastnosti, atómová štruktúra, chemické zloženie;
• Priehľadnosť, stupeň tepelnej vodivosti, čistota kryštálovej mriežky;
• Počiatočná surovina na výrobu (kryštalický čistý uhlík);
• Vzhľad.

Ak dostanete prsteň s „brulíkom“ a ubezpečia vás, že to nie je nič iné ako „zlaté diamanty“, nikdy nebudete mať podozrenie z podvodu. Ani skúsený klenotník pod lupou niekedy nerozozná stopy po umelom pôvode kamienok, najmä ak je biely, pretože priehľadný umelý diamant bez prímesí iných farieb od prírodného nerozozná.

Mnohostranná paleta syntetických diamantov

Úplne priehľadný diamant je považovaný za najvzácnejší a najdrahší. Hoci kamene s odtieňmi sú tiež žiadané a priťahujú oko svojou očarujúcou krásou.

Dnes sa vo svete vyrába niekoľko druhov farebných umelých diamantov:

• Modrá (od bledého po bohatý odtieň oblohy, ktorý sa získa pridaním bóru do kompozície; dosah 1,25 karátu);
• Žltá (od svetlej citrónovej po bohatú jasne žltú a dokonca oranžovú; táto paleta je tvorená dusíkom; takéto diamanty môžu dosiahnuť 2 karáty a pestujú sa oveľa ľahšie ako modré);
• Ružová, červená, fialová, zelená (v závislosti od pridania rôznych nečistôt počas spracovania môžete získať diamanty najneuveriteľnejších odtieňov).

Trochu histórie o umelých diamantoch

Prvé „fejky“, náhrady prírodných diamantov, boli zaznamenané už v roku 1920.

Charles Parsons vynašiel prototyp súčasného syntetického kryštálu. Bola tak znamenite vykonaná, že skončila v náhrdelníku slávnej Sibyly Shepard. Dekorácia sa následne stala jednou z relikvií Britského impéria. Zaujímavé je, že doteraz sa nikomu nepodarilo zopakovať ten úplne prvý „falošný“ diamant, hoci samotného autora jeho výtvor príliš nepotešil.

Pred druhou svetovou vojnou sa dve americké spoločnosti pustili do masovej výroby diamantov. V laboratóriu uskutočnili prvý experiment s uhlíkom. Východiskový materiál bol vystavený tlaku a vysokým teplotám. Horlivosť vynálezcov počas vojny ustúpila, hoci mnohí výskumníci sú si istí, že diamanty boli potrebné špeciálne pre vojenské potreby, a potom ich potreba zmizla.

Známy svojimi diamantmi a projektom švédskych obchodníkov QUINTUS. Je to on, kto vlastní obrovskú dávku kameňov. Používali sa najmä v priemysle, keďže na výrobu šperkov neboli veľmi pekné, dokonca neslušné a nedosahovali šperkársku estetiku.

Prvý vzácny diamant bol vytvorený v Tokiu v roku 1997. Bol dymový, s prepadmi a žltkastým odtieňom charakteristickým pre skutočný kameň. Japonsko dnes kontroluje asi 8 % svetovej produkcie diamantov. Spojené štáty americké a Čína sú v oblasti syntézy kameňa považované za „monštrá“.

Teraz je to efektívna výroba, ktorá umožňuje milovníkom šperkov trblietať sa elegantnými šperkami. Kamienky vypestované v podmienkach „inkubátora“ sa vkladajú do príveskov, prsteňov, zdobia nimi oblečenie a topánky. Zároveň ich náklady až tak nezasiahnu rozpočet.

Majitelia veľkých klenotníckych reťazcov naozaj nezdieľajú nadšenie z masívneho zaplavenia trhu „fejkami“. Predpokladá sa, že z predaja prírodných kameňov prídu o viac ako 15 % zo zisku.

Ak ste vyberaví a chcete mať skutočné diamanty a ste pripravení zaplatiť za ich prírodný pôvod, odporúčame vám poznať všetky ich syntetické náhrady „z videnia“.

Dvojčatá diamantu a ako rozlíšiť „falošný“ kameň od prírodného

Jedným z najbežnejších falošných diamantov v našej dobe je kubický zirkón. Prvýkrát bol získaný v roku 1976 a je to oxid zirkoničitý. Kubický zirkón sa trblieta presne ako skutočné diamanty a používa sa všade v modernom klenotníckom priemysle. Predajcovia zvyčajne uvádzajú názov kameňa na cenovke, ale bezohľadní obchodníci ho môžu vydávať za vzácny. Ako rozlíšiť kubické zirkóny od prírodného diamantu? Veľmi jednoduché: musíte odvážiť dva rovnaké kamene (prírodný a náhradný). Ten pravý bude vďaka väčšej hustote vážiť viac, zatiaľ čo kubický zirkón bude ľahší.

Predpokladá sa, že posledné uvedené možno vypočítať aj pomocou ultrafialového žiarenia. Pri jeho vystavení získa kubický zirkón zeleno-žltý odtieň.

Moissanit je drahší analóg diamantu. Je takmer nemožné ich odlíšiť. Vedecký názov moissanitu je karbid kremíka, ktorý je premenený na veľkolepý žiariaci klenot s moderným vybavením.

Objaviteľ tohto kameňa Henry Moissan bol ocenený Nobelovou cenou. Ako prvý našiel v kráteri sopky úlomky meteoritu, ktorý sa neskôr stal surovinou na výrobu diamantov.

Ako túto „dvojku“ spoznať a nenechať sa pri kúpe oklamať? Prírodný diamant, napodiv, nie je dokonalý. Jeho povrch je mierne drsný, na rozdiel od hladkej škrupiny moissanitu. Ak sa pozriete pozorne, môžete nájsť čierny odraz diamantových úlomkov, zatiaľ čo v syntetickom kameni nie sú žiadne cudzie inklúzie.

Okrem iných náhrad diamantov sa dnes používa zirkón, biely zafír a topaz a ytriový hliníkový granát.

No, nedá sa nehovoriť o dobre známych „sklo“ alebo kamienkoch. Predtým boli vyrobené z prírodného horského krištáľu a teraz z jednoduchého skla a polymérov. Už v 18. storočí prišiel Georg Friedrich Strass s myšlienkou nanesenia kovového prášku na spodnú stranu krištáľu, čím sa dosiahol zrkadlový diamantový efekt. Skutočné kamienky sa dnes v žiadnom prípade nepovažujú za zlú formu. Aké sú slávne produkty od Swarovski, ktorí sa snažia dostať do svojej kolekcie všetky známe krásky sveta!

Nepodceňujte všemožné náhrady, vo svete šperkov majú svoju hodnotu. Okrem toho je ich výroba veľmi namáhavý proces, ktorý vám umožňuje získať nádherné exempláre, ktoré v estetických kvalitách nie sú horšie ako prírodné kamienky.

Teplo, plyn a tlak

Poďme sa ponoriť trochu hlbšie do samotného technického procesu a potom zistíme, ako získať diamant doma. Osvojme si takpovediac profesiu klenotníckych technológov, aby sme pochopili, aká je to náročná a namáhavá práca.

Dnes existujú dva spôsoby výroby diamantu v laboratóriu.

1. Diamantový prášok je umiestnený v špeciálnej kapsule, ktorá sa rozpúšťa pod tlakom a vysokou teplotou. Potom prebieha proces kryštalizácie, ktorý trvá až niekoľko mesiacov. Vďaka tomu sa diamanty s kubickými fazetami líšia od tých skutočných nielen tvarom, ale aj samotným procesom rastu.
2. Druhá metóda tiež zahŕňa prítomnosť komory naplnenej plynom. Keď sú vystavené tokom energie, molekuly plynu vo vákuu sa zničia a atómy uhlíka sa usadia vo vnútri kapsuly vo forme dosiek. V dostatočne veľkej komore sa dajú za pár týždňov vypestovať desiatky diamantov. Budú vrstvené, s hrubými čiernymi okrajmi. Niekedy sa kamene touto metódou získavajú s hnedým odtieňom, ale všetky nečistoty sa počas procesu tepelného spracovania dobre čistia. Potom začnú remeselníci rezať.

Vypestujte si diamant doma

Ako vidíte, proces je veľmi zaujímavý, dobrí remeselníci zarábajú v diamantovom priemysle rozprávkové sumy. Ste pripravení vyskúšať si túto profesiu? Potom začnime s naším experimentom.

Budeme potrebovať:

• mikrovlnná rúra;
• 3 tuhy (grafit), hrubé asi 3 mm;
• 15 cm bavlnená niť;
• 2 hrnčeky;
• Olivový olej.

A teraz samotná akcia:

• Do malej podšálky nakvapkajte trochu olivového oleja, po jej obvode navlečte nitku, aby prebytočnú vsala.
• Teraz niť trochu nadvihnite a zviažte ju do voľného uzla. Prevlečieme do nej grafitovú tyčinku. Dá sa nasadiť na 2 špáradlá tak, aby bolo tesne nad povrchom masla. Môžete jemne potiahnuť za oba konce nite a uviazať pevný uzol. Nechajte celú štruktúru pol hodiny.
• Mikrovlnnú rúru dôkladne umyte a osušte, nemali by v nej byť žiadne zvyšky jedla ani prach.
• Otočte hrnček a vložte ho do mikrovlnnej rúry. Položte naň dve zvyšné tyče a cez ne pripravené olejové tyče. Navrch dajte druhý hrnček. Zapnite rúru na maximálnu teplotu a čas.
• V konečnom dôsledku zostanú nenaolejované prúty neporušené a oblasť, ktorá bola impregnovaná, sa roztopí a na jej mieste sa vytvorí diamant. Nemôžete sa okamžite dotknúť konštrukcie rukami, inak riskujete popálenie.

Môžete obdivovať svoj vlastný výtvor, a aj keď tento výtvor nevyzerá ako šperk, ale skôr ako remeslo zo sady „mladý chemik“, naučili ste sa základy „spracovania kameňa“ a „ťažby diamantov“.

Ako si vybrať

V biznise s nákupom šperkov možno každého z nás len ťažko nazvať odborníkom, preto je lepšie, ak šperky nakupujete v overených klenotníctvach známych obchodných reťazcov.

Súhlasíte, nákup diamantu a jeho skleneného falzifikátu nie je príliš príjemný. Predpokladá sa, že všetky skutočné diamanty majú špeciálne označenie. Navyše vážia viac ako syntetické a majú inú kryštálovú mriežku. Falzifikáty sú niekedy na pohľad bezchybnejšie, bez nečistôt a s dokonale hladkým povrchom, dokážu reagovať na silné magnety, preto si pre každý prípad pred kúpou urobte experiment priamo v predajni. Ak chcete mať 100% istotu, vezmite kameň na vyšetrenie k gemológovi, špecialistovi na diamanty. Určite bude vedieť určiť, či je pred vami umelý alebo nie.

Nosenie neprírodných kameňov však teraz nie je vôbec hanbou, najmä ak vám váš rozpočet neumožňuje kúpiť elegantné skutočné diamanty. Náhrdelník alebo náušnice s kubickými zirkónmi alebo kamienkami budú žiariť ešte jasnejšie ako ich prirodzené náprotivky a budú stáť niekoľkonásobne lacnejšie ako výrobky s diamantom.

Dnes sme sa teda zoznámili s tým, čo sú to náhrady diamantov a „s čím sa jedia“, respektíve ako vznikli, ako sa vyrábajú. Naučili sme sa vytiahnuť diamant z jednoduchej ceruzky sami a môžeme sa právom považovať za odborníkov v tejto téme.

Tím LyubiKamni

Technológia výroby syntetických diamantov

Rozvoj výskumu kombinácie vysokotlakových aparatúr nevyhnutných na syntézu diamantov sa spája s menom priekopníka výskumu v oblasti vysokých tlakov profesora P.U. Bridgman. Bridgman si rýchlo uvedomil, že samotný vysoký tlak nedokáže premeniť grafit na diamant. Podľa teórie je diamant stabilnou kryštalickou formou uhlíka už pri tlakoch okolo 20 000 atm, ale pri tlakoch 425 000 atm pri izbovej teplote a 70 000 atm pri teplote červeného tepla k premene grafitu na diamant nedošlo. Zároveň sa diamant pri normálnom atmosférickom tlaku správa ako úplne stabilná fáza.

Transformácia diamantu na grafit sa môže uskutočniť zahriatím až na asi 1500 °C, čo naznačuje, že na spätnú transformáciu pri vysokých tlakoch sú potrebné teploty rovnakého rádu. Muž, ktorý mal to šťastie, že ako prvý syntetizoval diamant, bol Tracy Hall.

Hall nastúpil do General Electric Laboratories v roku 1948 a od roku 1951 sa stal členom malej výskumnej skupiny, ktorá sa zaoberala „Projektom pretlaku“, keďže práca na syntéze diamantov bola kódovaná. Hoci bol Hall chemikom, uvedomil si, že hlavnou prekážkou úspešného vyriešenia problému syntézy diamantov je nedostatok vysokotlakového zariadenia a vypracoval predbežný návrh systému, neskôr nazývaného „polovičný pás“. Bol to len prvý krok k úspechu, ale načrtol cestu k novému, slávnemu "pásové" vzory.

16. decembra 1954 prišiel prvý úspech. Hall neskôr napísal: "Ruky sa mi triasli, srdce mi bilo rýchlo, cítil som sa slabý v kolenách a musel som sa posadiť. Moje oči zachytili iskrivé svetlo z desiatok malých trojuholníkových tvárí oktaedrických kryštálov... a uvedomil som si, že konečne diamanty vyrobil človek." Tento experiment sa uskutočnil pri tlaku 70 000 atm a teplote 1600 o C s použitím grafitu a troilitu (FeS). Diamanty sa prilepili na tantalový disk, ktorý sa používa na dodávanie elektrického prúdu počas zahrievania vzorky.

Tantal navyše redukoval FeS na kovové železo, pretože prítomnosť síry samotná nemôže spôsobiť premenu grafitu na diamant. Katalyzátor zohráva úlohu rozpúšťadla, v ktorom sa grafit najskôr rozpustí a potom kryštalizuje vo forme diamantu. Bez kovového rozpúšťadla je rýchlosť premeny grafitu na diamant veľmi pomalá, aj keď teplota a tlak sú dostatočné.

Hallom navrhnutý prístroj na syntézu diamantov sa nazýval „pás“ (pás), pretože centrálna časť, kde prebieha syntéza diamantov, bola podopretá prstencom z karbidu volfrámu s pásom z vysokopevnostnej ocele. Dva kužeľové piesty poháňal veľký hydraulický lis z tvrdenej ocele. Výsledné syntetické diamanty boli technické.

Hlavnou ťažkosťou pri vytváraní vysokotlakových a teplotných zariadení je, že ocele a iné konštrukčné materiály pri zahrievaní rýchlo strácajú svoju pevnosť. Tento problém je možné vyriešiť vyhrievaním iba vnútorného výtlaku a vhodnou tepelnou izoláciou, aby sa zabránilo nadmernému zahrievaniu piestov a remeňa.

Podľa patentu GE je typickou dávkou v reakčnej komore zmes 5 dielov grafitu, 1 dielu železa, 1/3 mangánu a 1/3 oxidu vanadičného. Táto zmes sa uzavrela a zahrievala na 1700 °C pri 95 000 atm počas 2 minút, potom sa ochladila na 1500 °C v priebehu 8 minút. Teraz sa ako rozpúšťadlo najčastejšie používa zmes niklu a železa, čo umožňuje syntetizovať diamant za menej náročných podmienok, napríklad pri 50 000 atm a 1400 o C. Je tiež dokázané, že grafit ako zdroj uhlíka môžu byť nahradené inými organickými materiálmi: drevom, uhlím, dechtom, živicou.

„Pás“ vysokotlakového aparátu následne nahradila General Electric Company dizajnom štvorstenného typu, ktorý vyvinul Hall približne v rovnakom čase. Jeho hlavnou výhodou bolo použitie relatívne lacných lisov. V prvej verzii boli použité štyri nezávisle pracujúce lisy, uložené v symetrickom ráme a zbiehajúce sa v strednej časti pracovného objemu. Pre inú, jednoduchšiu úpravu je potrebný len jeden hydraulický lis a sily v ostatných troch smeroch vznikajú spolupôsobením piestov s kužeľovou plochou pevnej oceľovej podpery. V štvorstennom priestore tvorenom vnútornými plochami týchto vložiek je osadený špeciálne vyrobený diel z pyrofylitu s elektrickou pecou, ​​ktorým je grafitová trubica. Elektrický prúd je dodávaný cez dva protiľahlé piesty alebo cez špeciálne elektrické vstupy. Do pece sa umiestni grafit a rozpúšťadlový kov.

Súbežne s prácou General Electric výskum umelých diamantov vykonávala General Swedish Electric akciová spoločnosť, známa ako ASEA. Je pravdepodobné, že skupina ASEA nezverejnila podrobnosti o svojej úspešnej syntéze diamantov v roku 1953, pretože sa pokúšali získať drahokamový materiál a veľmi malým technickým diamantom neprikladali veľký význam. Technológia ASEA využívala tlaky od 80 000 do 90 000 atm a teploty do 2760 o C. Veľkosti diamantov vyrábaných oboma spoločnosťami boli výrazne menšie ako 1 mm. V ASEA experimentoch sa vytvorilo 20-50 kryštálov s veľkosťou 0,1-0,5 mm.

V ZSSR metódu získavania syntetických diamantov vyvinul v roku 1960 Ústav fyziky vysokého tlaku Akadémie vied ZSSR. Dohliadal na prácu akad. L.F. Vereščagin. V roku 1961 bola v Ústave supertvrdých materiálov Akadémie vied Ukrajinskej SSR vyvinutá priemyselná technológia syntézy diamantov. Proces sa uskutočňuje pri teplote 1800-2500 o C a tlaku viac ako 50-102 MPa v prítomnosti katalyzátorov - chrómu, niklu, železa, mangánu, platiny, kobaltu alebo iných kovov. Následne sa zistilo, že diamanty vznikajú pri kryštalizácii uhlíka z jeho roztoku v tavenine katalytického kovu.

Syntéza diamantu sa uskutočňuje v komore typu "šošovica" s objemom niekoľkých kubických centimetrov. Ohrev sa vykonáva indukciou alebo priamym prenosom elektrického prúdu. Keď sa razníky približujú k sebe, reakčná zmes grafitu s niklom (ako aj s vrstveným pyrofylitom) sa sťahuje. Výsledkom je, že hexagonálna kryštálová mriežka grafitu je rekryštalizovaná do kubickej štruktúry diamantu. Veľkosť diamantových kryštálov závisí od času syntézy: pri reakčnom čase 3 min. vytvoria sa kryštály s hmotnosťou asi 10 mg a 30 minút - 70 mg. Najodolnejšie kryštály boli získané do veľkosti 0,5-0,8 mm.

Výroba šperkov zo syntetických diamantov

Uvádzame schému zariadenia používaného na pestovanie veľkých diamantových kryštálov pomocou prenosu uhlíka v kovovom roztoku.

Netreba si myslieť, že výroba syntetických priemyselných diamantov v obrovských objemoch zjednodušuje úlohu získať diamanty takej veľkosti a kvality, že ich možno zaradiť medzi drahé kamene. Hlavnou prekážkou pri pokusoch získať veľké kryštály je malý objem, v ktorom je možné udržiavať extrémne tlakové a teplotné podmienky. Navyše rast veľkých kryštálov trvá dlho.

Metódy výroby drahokamových diamantov boli patentované až v roku 1967, keď Robert Wentorf konečne uspel v pestovaní diamantov. Zárodočný kryštál je potrebný na zabránenie kryštalizácie grafitu, aj keď podmienky experimentu zodpovedajú oblasti kryštalizácie diamantu. Najťažším problémom pri pestovaní veľkých vysokokvalitných diamantových kryštálov je potreba udržiavať potrebné podmienky v oblasti jeho stability.

Pri metóde, ktorú použil Wentorf, sa zárodočný kryštál umiestnil do studenej časti roztoku pri teplote asi 1420 o C a malé kryštály sa umiestnili do spodnej časti pri teplote 1450 o C. Rozsah tlaku bol od r. 55 000 až 60 000 atm. Je lepšie, ak je zárodočný kryštál umiestnený na dne, pretože niektoré malé kryštály vytvorené mimo zárodku plávajú do horúcej zóny a tam sa rozpúšťajú, než aby rástli okolo zárodku.

V niektorých Wentorffových experimentoch bol diamantový vstupný materiál rekryštalizovaný na grafit. Výskumníci však čelili aj väčšiemu problému: Maximálna rýchlosť, ktorou môžu kryštály neustále rásť, sa musí znižovať, keď sa kryštál zväčšuje. Zistilo sa, že pre kryštál s priemerom 1 mm je najvyššia rýchlosť stabilného rastu 0,2 mm/h. Keď veľkosť kryštálov dosiahne 5 mm, stabilný rast môže nastať rýchlosťou 0,04 mm/h a rast kryštálu tejto veľkosti trvá niekoľko dní.

Problém sa stáva ešte vážnejším, ak sa pokúsite vypestovať väčšie syntetické diamanty. V súčasnosti má veľký syntetický diamant priemer 6 mm a hmotnosť 1 karát (0,2 g). Keďže nízke rýchlosti rastu sú priaznivejšie pre pestovanie veľkých kryštálov a udržiavanie vysokých teplôt a tlakov po dlhú dobu je nákladné, veľké syntetické diamanty sú drahšie alebo porovnateľné s cenou prírodných kryštálov podobných veľkostí. Vyššie uvedená fotografia zobrazuje 1 karátové syntetické diamanty pestované Robertom Wentorffom a grafit použitý ako východiskový materiál.

Farbenie diamantov sa uskutočňuje zavedením rôznych nečistôt do kryštálov. Dusík dodáva zelenú farbu a je pravdepodobne zodpovedný za žltú farbu kameňov, ak je prítomný v nízkych koncentráciách. Zavedenie bóru dáva diamantu modrú farbu. Prítomnosti tohto prvku vďačia za svoju farbu aj vzácne modré prírodné kamene, najmä známy diamant Hope. Štúdium vlastností farebných diamantov je užitočné na pochopenie niektorých diamantov a toho, ako vznikajú v prírode.

Priama premena grafitu na diamant

Priama premena grafitu na diamant si vyžaduje ešte extrémnejšie podmienky v porovnaní s technikou rozpúšťadlového kovu. Je to spôsobené veľkou stabilitou grafitu, vďaka veľmi silným väzbám jeho atómov. Výsledky prvých pokusov o priamej transformácii grafitu-diamantu, ktoré vykonali P. De Carly a J. Jameson z Allied Chemical Corporation, boli publikované v roku 1961.

Na vytvorenie tlaku sa použila trhavina, pomocou ktorej sa asi na milióntinu sekundy (jedna mikrosekunda) udržiavala teplota asi 1200 o C a tlak asi 300 000 atm. Za týchto podmienok sa vo vzorke grafitu po experimente našlo určité množstvo diamantu vo forme veľmi malých častíc. Výsledné kryštály majú veľkosť (100 A \u003d 10 nm alebo stotisícina milimetra). Sú porovnateľné s takzvaným „karbonadom“ nachádzajúcim sa v meteoritoch, ktorých vznik sa vysvetľuje vysokou teplotou, ku ktorej dochádza, keď meteorit prechádza hustými vrstvami atmosféry, a silnou nárazovou energiou, ku ktorej dochádza pri dopade meteoritu. zemského povrchu.

V roku 1963 Francis Bundy z General Electric uspel v priamej transformácii grafitu na diamant pri statickom tlaku presahujúcom 130 000 atm. Takéto tlaky boli získané na upravenom „pásovom“ zariadení s väčším vonkajším povrchom piestov a menším pracovným objemom. Na vytvorenie takýchto tlakov bolo potrebné zvýšiť pevnosť silových častí inštalácie. Experimenty zahŕňali iskrový ohrev grafitovej tyčinky na teploty nad 2000 o C. Zahrievanie prebiehalo impulzmi elektrického prúdu a teplota potrebná na tvorbu diamantu sa udržiavala niekoľko milisekúnd (tisícín sekundy), čo je podstatne dlhšie ako v r. experimenty De Carlyho a Jamisona. Veľkosti novovytvorených častíc boli 2 až 5-krát väčšie ako veľkosti získané šokovou kompresiou.

V ZSSR v Ústave supertvrdých materiálov Akadémie vied Ukrajinskej SSR bola vyvinutá podobná technológia na získavanie umelých diamantov. Pri usmernenom výbuchu dochádza k okamžitému zvýšeniu tlaku až na 200-102 MPa a teploty až na 2000 o C a v grafite vznikajú malé (do 10-30 mikrónov) syntetické diamanty.

V. J. Eversol (USA) si v roku 1963 patentoval metódu pestovania diamantov z plynnej fázy presýtenej uhlíkom (metán, acetylén alebo iné uhľovodíky) pri tlaku pod 10-102 MPa. Nadbytočná povrchová energia vytvorená na rozhraní grafit-vzduch podporuje tvorbu diamantových jadier. Podobnú metódu nezávisle vyvinuli v ZSSR B. V. Deryagin a D. V. Fedoseev. Pri subatmosférickom tlaku sa im podarilo získať fúzy syntetického diamantu z plynnej fázy na diamantových semenách. Rýchlosť rastu kryštálov je veľmi nízka - asi 0,1 µm/h.

Pozornosť týchto vedcov prilákali návrhy na získanie diamantov za podmienok, za ktorých je grafit stabilný a diamant metastabilný (metastabilita diamantu znamená, že za týchto podmienok môže zostať nezmenený bez spätnej premeny na grafit). Na premenu grafitu na diamant musia byť atómy uhlíka excitované do stavu vysokej energie. To sa zvyčajne dosahuje použitím vysokých tlakov a teplôt. Alternatívna myšlienka je založená na skutočnosti, že ak je možné získať atómy uhlíka s vysokou úrovňou energie, potom je pri prechode do pevného skupenstva pravdepodobnejší vznik metastabilného diamantu ako stabilného grafitu. Toto je uľahčené použitím diamantových zárodočných kryštálov, ktoré pomáhajú atómom uhlíka usporiadať sa v poradí zodpovedajúcom štruktúre diamantu a nie štruktúre grafitu. Pravdepodobne najsľubnejšia metóda je spojená s rozkladom plynov obsahujúcich uhlík pri dostatočne nízkych tlakoch. Plyn, ktorý obklopuje malé diamantové kryštály, sa rozkladá a atómy uhlíka sa ukladajú na povrch zárodočných kryštálov.

Eversolove experimenty sú charakterizované nasledujúcimi podmienkami: teplota v rozmedzí 600-1600 o C, celkový tlak plynu - jedna atmosféra, koncentrácia metánu v plynnej zmesi od 0,015 do 7%. Semená mali priemer iba 0,1 um (desaťtisícina milimetra), čo poskytlo veľkú plochu povrchu na ukladanie diamantov. Okrem diamantu sa v plynnej fáze tvorili akumulácie grafitu, ktoré sa spolu s diamantom ukladali na povrch zárodočných kryštálov. Ak sa proces z času na čas nezastaví na odstránenie grafitu, jeho koncentrácia sa zvýši natoľko, že zabráni ďalšiemu usadzovaniu diamantu. Na tento účel boli periodicky extrahované diamanty, ktoré boli umiestnené do vysokotlakovej nádoby (od 50 do 200 atm) s vodíkom a kalcinované pri teplote 1000 o C. Vodík reaguje s grafitom oveľa rýchlejšie ako s diamantom, takže tento postup čistí povrch zárodočných kryštálov pre následný rast diamantov.

Deryaginova skupina dospela k záveru, že je výhodnejšie oxidovať nové grafitové útvary vzdušným kyslíkom pri atmosférickom tlaku. Výhodou tejto metódy je, že proces syntézy a odstraňovanie grafitu sa uskutočňuje v tom istom reaktore, ktorý je počas oxidačného štádia procesu naplnený vzduchom. Typické podmienky používané na pestovanie diamantu touto metódou sú charakterizované teplotou 1020 o C a tlakom metánu 0,07 mm Hg. čl.

Najvyššie rýchlosti rastu sú asi 0,1 mikrónu za hodinu, čo zabezpečuje tvorbu asi jedného karátu diamantu za hodinu v celom objeme reaktora. Vibrácia semien prispieva k zvýšeniu kontaktnej plochy kryštálov s metánom a vedie k zlepšeniu vlastností pestovanej vrstvy. Ešte vyššie rýchlosti sa dosahujú ožiarením povrchu diamantov svetlom vysokonapäťovej xenónovej výbojky plnenej plynom. Lampa pracuje v pulzujúcom režime, podporuje rýchly rast diamantu a do značnej miery bráni nukleácii grafitových kryštálov. Uvádza sa, že rýchlosť rastu za takýchto podmienok dosahuje niekoľko mikrometrov za hodinu. Niekedy pri použití tejto metódy začnú rásť diamantové „fúzy“ – tenké vlákna vyčnievajúce z rôznych miest na povrchu zárodočného kryštálu. Dôvody tejto zvláštnej formy rastu zatiaľ nie sú jasné.

Eversolovu metódu v USA vyvinul najmä J. Angus a jeho spolupracovníci z Ohio State University. Podmienky rastu, ktoré používajú: teplota 1000 o C, tlak metánu (zmiešaného s vodíkom) 0,2 mm Hg. čl. - sú blízke podmienkam experimentov uskutočnených Deryaginovou skupinou. Prírastok hmotnosti je typicky 6 % za 20 hodín, čo zodpovedá lineárnej rýchlosti rastu iba 0,001 µm/deň. Vyššie rýchlosti sa pozorujú v počiatočnom období procesu, čo je pravdepodobne spôsobené napätím v dôsledku malých rozdielov vo vzdialenostiach medzi atómami uhlíka vo filme a kryštálom substrátu. Je možné, že veľmi vysoké miery rastu uvádzané sovietskymi vedcami sú tiež charakteristické len pre počiatočnú fázu procesu.

V roku 1970 spoločnosť General Electric Company vyvinula metódu na získanie veľkých syntetických kryštálov diamantov drahokamovej kvality na semenách vo forme dosiek. Náklady na pestovanie takýchto diamantov sú však oveľa vyššie ako ťažba prírodných.

Syntetické diamanty sú široko používané na výrobu diamantových brúsnych nástrojov, tyčí, brúsnych a rezných kotúčov, brúsnych pást, fréz na sklo, fréz, vrtákov, dlát a pod.V súčasnosti viac ako 80% dopytu po technických diamantoch pokrýva syntetické. V súčasnosti desiatky laboratórií v rôznych krajinách pokračujú v hľadaní racionálnejšej a efektívnejšej metódy pestovania diamantov pre technické potreby a klenotnícke účely.

Zušľachťovanie diamantov ožarovaním

Príbeh o syntetickom diamante by bol neúplný bez informácií o použití jadrového žiarenia na výrobu farebných kryštálov. Rozvoj tohto spôsobu spracovania je spôsobený extrémnou vzácnosťou farebných diamantov a napriek tomu je kvalitný farebný diamant o viac ako 25% drahší ako jeho bezfarebná odroda.

Anglický vedec Sir William Crookes zistil, že rádioaktívne žiarenie z rádia mení bezfarebný diamant na zelenú odrodu. Neskôr sa zistilo, že k tejto farebnej zmene dochádza v dôsledku bombardovania kryštálu alfa časticami, ale zachytáva len vonkajšiu vrstvu diamantu kvôli zlej schopnosti prenikať alfa častice do pevnej látky. Spôsob spracovania diamantu ožarovaním bol zabudnutý až do nového kola vývoja na konci 40. rokov 20. storočia v jadrovej fyzike.

Deuteróny bombardovali diamantové kryštály. Diamant zostal vysoko rádioaktívny niekoľko hodín, ale opäť bola zafarbená iba vonkajšia vrstva. Zistilo sa, že vysokoenergetické elektrónové bombardovanie vedie k bledomodrému alebo zelenému sfarbeniu diamantu, ale opäť bola zafarbená len tenká vrstva. Ale neutróny, ktoré majú vyššiu penetračnú silu, môžu zmeniť farbu celého kameňa. Po ožiarení nimi diamanty zozelenajú, no zahrievaním v inertnom plyne pri 900 o C sa ich farba zmení najskôr na hnedú a potom na zlatožltú. Ožiarené zlatožlté diamanty sú oveľa atraktívnejšie ako zelené alebo hnedé a v Spojených štátoch sú veľmi obľúbené.

V niektorých prípadoch je reakcia diamantov na ožiarenie pestrejšia a možno získať kryštály modrej, červenej a fialovej farby. Tento rozdiel vo farbe je spôsobený nečistotami prítomnými v diamantoch. Väčšina diamantov, takzvané diamanty typu I, obsahuje ako nečistotu dusík, ktorý sa zavádza do kryštálu pravdepodobne v prechodnom štádiu medzi vznikom diamantu vo vnútri Zeme a časom, keď sa dostane do oblastí blízko povrchu. Vo väčšine diamantov je dusík distribuovaný vo forme najtenších plátov, ale v jednom z tisíc je distribuovaný rovnomerne po celom objeme kryštálu. Posledný typ kryštálov sa nazýva Ib, pričom najbežnejšie sú klasifikované ako typ Ia.

Menej bežný typ II kombinuje čisté diamanty takmer bez obsahu dusíka. Zahŕňa najväčšie kamene. Najbežnejšie diamanty tohto typu sú klasifikované ako typ IIa a veľmi zriedkavé diamanty obsahujúce malé koncentrácie hliníkovej nečistoty sú klasifikované ako typ IIb. Medzi diamantmi typu I6 a II6 sa nachádzajú kryštály červenej a fialovej farby, v dôsledku čoho sú drahšie ako diamanty bežného typu.

Nižšie uvedená tabuľka poskytuje informácie o farbe ožiarených diamantov na predaj. Vo všeobecnosti má zmysel ožarovať iba veľké kryštály, pretože zvýšenie ceny malých diamantov neospravedlňuje náklady na ich spracovanie.

Keďže v našej dobe je spracovanie diamantov na zmenu ich farby pomerne rozšírené, vyvstal nový problém. Niektoré dokonca kontrolované ožiarené diamanty môžu zostať rádioaktívne po dlhú dobu kvôli prítomnosti nečistôt rádioaktívnych izotopov s dlhou životnosťou. Aký závažný je tento problém, nie je úplne jasné. Ak však majiteľovi ožiareného kameňa hrozí nejaké nebezpečenstvo, mal by poznať výsledky kontroly zvyškovej rádioaktivity a nebezpečný spôsob rafinácie minerálu. V každom prípade nekontrolovaná rafinácia kameňov v tretích krajinách robí tieto kamene nebezpečnými, keďže nie je známe, čím presne bol kameň ožiarený a aké sú následky tohto ožiarenia. Kupujúci musí mať možnosť vedome odmietnuť potenciálne nebezpečný nákup.

Analógom skutočných drahých diamantov sú umelé diamanty. Už dlho je známe, že hra diamantových faziet má magické a očarujúce vlastnosti. Ale keďže prírodné diamanty sú najdrahšie kamene, mnohí si jednoducho nemôžu kúpiť diamantové šperky. Vďaka analógom si môžu ženy aj muži vychutnať krásu a pôvab šperkov z umelého kameňa. Okrem toho sa diamanty používajú nielen na výrobu šperkov, ale aj v mnohých oblastiach ľudského života: veda, technika, medicína. Nie je rentabilné používať v priemysle kvalitné a vzácne diamanty. Používajú sa na to vadné kamene, ktoré nepredstavujú osobitnú šperkársku hodnotu, alebo umelo vypestované diamanty. Názov „diamant“ v preklade zo staroindického jazyka znamená „nerozbitný“. Iná verzia hovorí: názov pochádza z gréckeho slova „adamas“, čo znamená „neodolateľný“.

Vlastnosti umelých diamantov

V roku 1993 sa po prvýkrát na svetovom trhu s diamantmi začali objavovať umelé kamene ako experimentálne vzorky. Niektoré z nich boli zaslané na výskum do autoritatívneho laboratória Amerického gemologického inštitútu, kde vedci dospeli k záveru, že rozdiel medzi umelými diamantmi a prírodnými kameňmi je dosť výrazný, no nie každý klenotník alebo bežný spotrebiteľ dokáže identifikovať a rozlíšiť skutočný kameň. z falošného. Hlavnou rozlišovacou vlastnosťou syntetizovaných umelých diamantov je čistota a tvrdosť. Umelý diamant je najtvrdší kameň na svete. Prírodné diamanty môžu mať chyby a defekty (praskliny, zákal alebo inklúzie), čo sa o umelých kameňoch povedať nedá.

Ako viete, skutočný diamant má magické vlastnosti, pomáha chrániť človeka pred „zlými“ názormi a myšlienkami a vyrovnáva nervový systém. Odborníci na astrológiu ubezpečujú, že aj umelý diamant vyžaruje pozitívnu energiu, čo človeku pomáha v ťažkých chvíľach správne sa rozhodnúť alebo si vybrať. Bez ohľadu na znamenie zverokruhu sa prírodné aj umelo vypestované diamanty dajú nosiť na tele alebo jednoducho uchovávať doma v šperkovnici. Rozmanitosť šperkov vyrobených z umelých kameňov je dnes pomerne veľká a na prvý pohľad je úplne nemožné rozlíšiť kamene od skutočných šperkov.

Metódy pestovania syntetických diamantov

Syntetické vzorky sa pestujú v laboratóriách za špeciálnych podmienok s použitím vysoko presných a špičkových zariadení. Tento proces však nevyžaduje tisíce rokov, ako pri tvorbe prírodných kameňov. Farby a veľkosti sú na výber. Jednou z metód pestovania umelých diamantov je teplotný gradient pomocou špeciálnych trubíc. Obsahujú nasledujúce zložky:

• grafitový prášok;
• špeciálne zliatiny kovov (pôsobia ako katalytické látky);
• semená pre budúce umelé kamene.

Kapsula je pod tlakom (asi 3000 ton) po dobu 10 dní. Rast začína v mieste, kde je najvyšší tlak. V dôsledku vysokej vnútornej teploty (takmer 1500 ° C) sa kov topí a rozpúšťa v sebe grafitový prášok. Rozdiel teplôt vytvára určitý tlak, ktorý prispieva k pohybu vzniknutej hmoty do „jadra“, kde sa ukladá.

Ďalšia technika pestovania laboratórnych kameňov sa nazýva CVD (depozícia plynu). Technika spočíva v zasiatí špeciálnej platne (substrátu) diamantovými „semenami“. Táto doska je umiestnená v špecializovanej inštalácii, ktorá je predbežne odčerpaná do vysokého vákua. Komora sa potom naplní mikrovlnami a plynmi. Plazma v čase rastu diamantov dosahuje určitú teplotu (asi 3100 °C).

Pôsobením teploty sa plyny rozkladajú na plazmu a molekuly uhlíka, ktoré sú adsorbované z metánu, sa ukladajú vo forme umelých diamantov na platničku.

Kryštály majú ekvivalentné väzby, čo vysvetľuje ich pevnosť a tvrdosť. Na umelé pestovanie sa používa grafit, sadze, cukrové uhlie a rôzne látky bohaté na uhlík.

Pestované diamanty majú niekoľko názvov, ale vo všeobecnosti sa označujú ako umelé alebo syntetické, hoci vedecká literatúra zahŕňa aj názvy ako:

• Diamanty HPHT;
• CVD diamanty.

Vedci ich radšej nazývajú „laboratórne kamene“ alebo „diamanty pestované v laboratóriu“.

Ako sa syntetický diamant líši od prírodných kameňov?

Vzhľad umelých diamantov nie je horší ako prírodné drahokamy, ale ak vezmete do úvahy ich cenu, potom je oveľa nižšia. Syntetické kamene sa lepšie hodia na proces rezania, takže aj tie najmenšie kryštály sa môžu pochváliť bezchybným výbrusom. Okrem toho sú malé syntetické kamene oveľa pevnejšie ako prírodné, takže skutočné malé diamanty sa takmer nikdy nenachádzajú na regáloch klenotníctiev: proces ich extrakcie z rudy je veľmi namáhavý. S pomocou syntetických drobných kamienkov vytvárajú klenotníci nemasívne, veľmi krásne šperky s diamantovou výšivkou, čo značne zvyšuje túžby spotrebiteľov.

Rozsah umelých diamantov

Umelé, pestované kamene sú pre svoju tvrdosť široko používané na rezanie a brúsenie rôznych povrchov. Dnes už takmer všetky píly, vŕtačky, brúsivá, brúsne a rezné nástroje majú diely s umelým diamantovým výbrusom. Umelo vypestované kamene majú široké využitie aj ako polovodiče pri výrobe mikroobvodov. Trhy s diamantmi sa líšia od trhov so šperkami, pretože laboratórny kameň má okrem tvrdosti aj vynikajúcu tepelnú vodivosť, ktorá je niekoľkonásobne vyššia ako u materiálu, akým je meď.

Hlavnými spotrebiteľmi umelých kameňov sú klenotníci, výrobcovia čipov pre počítačové vybavenie, organizácie poskytujúce vŕtacie služby.

Dnes sú diamantové prášky veľmi bežné na leštenie povrchov drahých kameňov, zlatých a strieborných osadení a kremíkových plátkov.

Najväčšia hodnota laboratórnych kameňov získaných metódou CVD spočíva v ich použití v high-tech oblastiach ľudskej činnosti. Umelé (syntetické) kamene sa používajú pri výrobe najvýkonnejších laserových lúčov (ktoré sa v súčasnosti používajú v medicíne na liečbu smrteľných chorôb), vytváraní mobilných prenosných zariadení.

Najväčšie možnosti syntetických kameňov sú v oblasti výpočtovej techniky. Časti, ktoré obsahujú, sa považujú za odolnejšie, dokážu nepretržite pracovať pri veľmi vysokých teplotách, čo sa nedá povedať napríklad o kremíkových počítačových čipoch. Umelý diamant vydrží vysoké teploty, čo zaisťuje jeho produktivitu, pretože na ňom závisí životnosť, frekvencia prevádzky zariadenia a rýchlosť. Počet umelých diamantov vyrobených ročne je takmer 5 miliárd karátov.

Vedci pokračujú vo výskume, ktorý už viedol k záveru, že umelé diamanty sa budú využívať na získavanie snímok pod vodou, snímok v oblasti medicíny, pre detektory vo Veľkom hadrónovom urýchľovači a pri jadrovom výskume.

Okrem všetkých vyššie uvedených sú umelé diamanty široko používané v šperkoch, čo umožňuje mnohým ženám vychutnať si falošné kamene, ale prakticky sa nelíšia od prírodných.

Umelý diamant nie je falzifikátom prírodného, ​​opracovaného diamantu. Ide o priemyselný výrobok, ktorý má štruktúru a vlastnosti prírodného kameňa.

Vlastnosti syntetizovaných diamantov

Hotový diamant nemožno vypestovať, pretože tak sa nazýva produkt spracovania diamantu, prírodného alebo získaného v procese syntézy. Minerál a laboratórny náprotivok majú neopísateľný vzhľad a až po vyrezaní sa stávajú diamantmi.

Umelo vypestovaný diamant je ťažké rozoznať od prírodného. Existujú kamene takej kvality, že je ťažké ich identifikovať aj v gemologickom laboratóriu. A ich cena je primeraná prírodnému materiálu.

Prečo sa umelo vypestované kryštály nedajú nazvať falošnými diamantmi? A pretože sú vyrobené pomocou špeciálne vytvorených technológií, aby boli nielen podobné, ale aby sa zopakovali vlastnosti prírodného minerálu. Umelé diamanty nadobúdajú nasledujúce podobné vlastnosti ako diamant:

• tvrdosť;
• lesknúť sa;
• index lomu, ako voda;
• rovnaká špecifická hmotnosť;
• vysoká tepelná vodivosť.

Ako teda spoznáte rozdiel medzi brúsenými prírodnými diamantmi a umelo pestovanými diamantmi? Na rozlíšenie sa venuje pozornosť nasledujúcim vlastnostiam kameňov získaných počas technologického procesu:

1. Reakcia na silné magnetické pole.
2. Pod mikroskopom aj pri 20-násobnom zväčšení je ťažké nájsť na kameni chybu.
3. Zrnitá štruktúra kryštálu, ktorá je viditeľná pri 80-násobnom zväčšení vzorky.
4. Žltkastý odtieň, ktorý zanecháva dusík.
5. Bez obsahu minerálov.
6. Spektrálna analýza ukáže prítomnosť katalyzátorových kovov (ak nejaké sú).

Ale iba infračervená alebo laserová spektrometria poskytuje presný výsledok. Na trhu so šperkami boli prírodné brúsené diamanty z polovice nahradené kultivovanými. Zvyčajne majú tieto kamene veľkosť do 1 karátu. Syntetizovať väčšie je nerentabilné: takáto výroba je prácna a drahá, hoci v Rusku pomocou nových technológií vypestovali umelý tmavomodrý diamant s hmotnosťou 10,07 karátu.

Technológie výroby diamantov

Na pestovanie diamantu z mikroskopických frakcií sa používajú 2 metódy:

1. termobarická metóda. Diamantový prášok je umiestnený v tlakovej komore, ktorá je vystavená vysokému tlaku a horúcemu vzduchu. V tomto prípade sa ako katalyzátory používajú kovové filmy. Doba cyklu 7-10 dní.

1. metóda CDV. Diamantové zrno sa umiestni do vákuovej komory obsahujúcej metán. Elektrický oblúk ničí molekuly plynu, atómy uhlíka sa usadzujú na zdrojovom materiáli a kryštalizujú. Kamene rastú za 4-5 dní.

Syntetizované a prírodné diamanty majú rovnakú zložku – uhlík. Len prírodný minerál sa tvorí dlho (nevedno, ako vzniká) a v laboratóriu sa vypestuje za pár dní, čo umožňuje uspokojiť dopyt nielen šperkárskeho trhu, ale aj ten priemyselný.

Výrobný proces tam nekončí. Výsledné vzorky majú hrubý čierny povrch. To sa však odstráni brúsením a po rezaní sa kameň leskne.

Prvýkrát bol diamant syntetizovaný v druhej polovici minulého storočia. Zariadenie na to bolo také drahé, že ťažba bola lacnejšia. Ďalší rozvoj priemyslu umožnil znížiť náklady na syntetické kryštály desaťkrát.

Umelé a falošné

Umelé diamanty sú vysoko cenené, podvodníci ich len zriedka ponúkajú namiesto pravých. Existujú kamene, ktoré sa pre svoju jasnú brilanciu bežne nazývajú náhrady diamantov:

1. Oxid zirkoničitý - má nižšiu pevnosť ako moissanit, v priebehu rokov sa zakaluje, je syntetického pôvodu.

1. Zirkóny sú syntetizované kamene a nie sú vzácne.

Bezfarebný zafír, rutil, fabulit, ytrium, gálium, kryštály Swarovski, akrylové polyméry majú brilantný lesk. Nazývajú sa falzifikáty alebo falzifikáty, pretože majú inú štruktúru a vlastnosti. Najpodobnejší kryštál diamantu je prírodný minerál moissanit. Má vysokú pevnosť, lesk a žiarivosť sú zachované po mnoho rokov.

Pestované kamene majú 3 základné farby: žltú, modrú a bezfarebnú. Tieto farby časom nemenia svoju sýtosť. Ľahšie sa pestujú žlté kamene, preto sú väčšie (až 2 karáty). Sú tam oranžové kryštály. Táto farba je daná dusíkovými nečistotami, keď vstupujú do kryštálovej mriežky. Náročnejšie je pestovanie modrých diamantov (farbu dávajú nečistoty bóru). Ich veľkosť nepresahuje 1,25 karátu.

Bezfarebné diamanty sa ťažko pestujú, pretože nečistoty, ktoré dodávajú farbu, nemôžu vstúpiť. Takéto kryštály sú menej dostupné, vážia nie viac ako 1 karát. Na výrobu diamantov iných farieb (ružová, červená, zelená) sa po kultivácii vykonáva špeciálne spracovanie. Farba kryštálu je označená číslom. Bezfarebný má číslo 1. Ide však o vzácne kamene a nazývajú sa čistým vodným diamantom.

Výroba umelých diamantov je žiadaná. Okrem výroby šperkov sa využívajú v medicíne, stavebníctve, elektronike, nanotechnológiách. Kultivované diamanty sú kamene vysokej čistoty, majú dokonalý vzhľad a sú veľmi podobné prírodným.

Diamanty milujú všetky ženy na planéte, no nie každá si môže dovoliť taký luxus. Moderné technológie umožňujú vytvoriť umelý diamant, ktorý je niekoľkonásobne lacnejší ako prírodné kamene.

Diamant je potrebný nielen pre krásu.

Používa sa v priemyselnom sektore, astronautike, medicíne a módnom priemysle.

Ako sa objavili umelé diamanty

Prírodný kameň poznalo ľudstvo už pred desiatkami storočí. Fanúšikovia neuveriteľnej brilantnosti boli pripravení zaplatiť za diamant okrúhlu sumu. Fanúšikovia klamstva vymýšľali najrôznejšie triky, ako získať peniaze. Horský krištáľ, kubický zirkón, moissanit boli vydané za diamant. Vytvorenie umelého kameňa prenasledovalo ľudstvo, a koncom 19. storočia vedci začali skúmať zloženie kameňa a jeho štruktúru.

Šperk má vďaka svojim jedinečným vlastnostiam vysokú cenu na trhu šperkov. Tvrdosť, vysoká tepelná vodivosť, silná disperzia, optická priehľadnosť a odolnosť proti opotrebeniu - tieto vlastnosti oceňujú nielen klenotníci, ale aj špecialisti v rôznych oblastiach vedy, od priemyslu až po medicínu.

Aby všetky sféry života mohli využívať diamanty vo svojom odvetví, ľudia začali vymýšľať, ako diamanty pestovať.

Umelé diamanty sa nazývajú syntetické, teda vytvorené v laboratóriu.

V roku 1950 švédski vedci prvýkrát syntetizovali drahokam, a o pár rokov neskôr bolo možné na trhu kúpiť kameň umelého pôvodu na tvorbu šperkov. V poslednej dobe je trh s modernými šperkami takmer úplne zastúpený šperkami s umelými kameňmi.

Bežný človek pravdepodobne nedokáže rozlíšiť falošný od skutočného šperku, takže mnohí výrobcovia využívajú nedostatok vedomostí medzi ľuďmi.

Proces pestovania

Ako sa volá umelo vypestovaný diamant - každý, kto sa zaujímal o technológiu jeho výroby, vie. V súčasnosti existuje niekoľko technológií na syntetickú výrobu umelých šperkov.

Najodolnejšia, ale zároveň drahá výrobná technológia - z kryštalického uhlíka. Uhlík je umiestnený v špeciálnom lise, na ktorom čerpadlá pomocou vody vytvárajú vysoký tlak, čím spracovávajú materiál.

Ďalej taký špeciálny materiál, ako je chladivo, zmrazuje vodu, čím zvyšuje tlak 10-krát. V ďalšej fáze sa do komory dodáva silný prúdový náboj a pod vplyvom vody a elektriny sa kameň transformuje. Rozmrazením komory môžete získať hotový umelý výrobok.

Výbuch pomocou metánu umožňuje vybudovať kamennú hmotu – tak odborníci nazývajú umelý diamant. Táto technológia je lacnejšia ako pestovanie z uhlíka.

Metán je možné použiť dvoma spôsobmi. Pri použití prvého sa diamanty ukážu ako malé, ale s vysokým percentom hotového výrobku. Druhá metóda umožňuje vybudovať kamennú hmotu, ale teplota spracovania dosiahne 1100 stupňov.

Populárne tituly

Syntetické diamanty majú teraz niekoľko druhov. Hlavné sú:

• drahokam;
• rutil;
• kubický oxid zirkoničitý;
• moissanit;
• feroelektrické;
• fabulite;
• cerusit.

V prípade oxidu zirkoničitého sa používa názov zirkón. Nezabudnite však, že zirkón sa nevzťahuje na prírodné kamene. Kubický oxid zirkoničitý má zase vysokú pevnosť, vysokú disperziu a stupeň lomu.

Cubic Zirconia imituje diamant tak dobre, že nie všetci odborníci ho dokážu rozlíšiť na prvýkrát. Ak hľadáte najkvalitnejší falošný lesklý kameň, potom ho možno považovať za moissanit. Jeho optický výkon je lepší ako u diamantu a jeho fyzikálne vlastnosti nie sú horšie ako u prírodného diamantu. Moissanit sa môže podrobiť diamantu iba v tvrdosti. Kamienky sú obľúbeným produktom na trhu. Vďaka olovnatému sklíčku kamienky krásne hrajú na slnku.

Pôsobnosť

Takmer 90% všetkých kameňov sa používa v priemysle a vede.

Najčistejšie kamene sa používajú v nanotechnológii, ako aj v strojárstve.

S ich pomocou môžete vytvárať nástroje so zvýšenou silou.

Ide o tieto nástroje:

• brúsne kotúče;
• leštiace kotúče;
• vŕtať.

Syntetický diamant našiel široké uplatnenie v módnom a kozmetickom priemysle. Kamienky sa používajú v odevoch, ako aj v šperkoch a na ozdobenie topánok.

Umelý materiál je vynikajúcou alternatívou k prírodnému diamantu. Takýto kameň je možné použiť v rôznych oblastiach priemyslu, módy a medicíny, ako aj pri vývoji špeciálnych nanotechnológií.