Kaj je sintetični diamant. Tehnologija gojenja umetnega kamna

Lep pozdrav, dragi naši! Vsi poznajo slavni stavek " Najboljši prijatelji dekleta so diamanti." To niso le drobnarije enodnevnice, ampak najbolj trpežna naložba, ki je v kombinaciji tudi modni okras. Za njegovo ceno včasih celo bogastvo, za katerega bi dolgo varčevali, čakanje na darilo od naključnega bogatega oboževalca pa je popolnoma neumno. Ampak obstaja odlična alternativa - umetni diamant, ki se navzven ne razlikuje od pravega, vendar stane nekajkrat ceneje.

Danes se boste naučili ne le o vrstah in metodah pridobivanja tega kamna v umetno ustvarjenih pogojih, ampak tudi poskusite narediti sami doma ... v mikrovalovni pečici!

Vse zanima, kaj je vpoklicano svet nakita kamen, ki ga ni ustvarila narava, ampak človeške roke. »Očitno je ponaredek,« pravite in se motite. Dejstvo je, da morate razlikovati med ročno izdelavo ponaredkov in visokotehnološkim postopkom, ki postopoma ponavlja videz dragocenega dragulja. Za to se uporabljajo draga oprema in visokokakovostne surovine. Kot rezultat, popoln diamant, ki ga niti izkušen specialist ne more razlikovati od naravnega.

Skupne lastnosti naravnega in sintetičnega diamanta

Potočna proizvodnja teh kamnov je imela dvojni učinek na industrijo kamna. Po eni strani je "brat dvojček" pravega diamanta rešil problem pomanjkanja naravnih kamnov. Po drugi strani pa imajo nepošteni prodajalci možnost, da "umetno" izdajo za pravi kamen in s tem zaslužiti veliko denarja.

Kako razlikovati umetnost narave od mojstrstva sodobne industrije diamantov, se bomo naučili malo kasneje, za zdaj pa o splošnih značilnostih umetnih in naravnih diamantov.

Skoraj enaki so v:

• Fizikalne lastnosti, atomska zgradba, kemična sestava;
• Transparentnost, stopnja toplotne prevodnosti, čistost kristalne mreže;
• Začetna surovina za izdelavo (kristaliziran čisti ogljik);
• Videz.

Če vam bodo predstavili prstan z "brulikom" in vam bodo zagotovili, da ni nič drugega kot "zlato-diamanti", ne boste nikoli sumili na goljufijo. Tudi izkušen draguljar pod povečevalnim steklom včasih ne more razbrati sledi umetnega izvora kamenčka, še posebej, če je bel, saj prozornega umetnega diamanta brez primesi drugih barv ni mogoče ločiti od naravnega.

Večplastna paleta sintetičnih diamantov

Popolnoma prozoren diamant velja za najredkejšega in najdražjega. Čeprav so kamni z odtenki prav tako v povpraševanju in pritegnejo oko s svojo očarljivo lepoto.

Danes se na svetu proizvaja več vrst barvnih umetnih diamantov:

• Modra (od bledega do bogatega nebesnega odtenka, ki ga dobimo z dodajanjem bora sestavi; doseže 1,25 karata);
• Rumena (od svetle limone do bogate svetlo rumene in celo oranžne; to paleto tvori dušik; takšni diamanti lahko dosežejo 2 karata in jih je veliko lažje gojiti kot modre);
• Roza, rdeča, lila, zelena (odvisno od dodajanja različnih nečistoč med obdelavo lahko dobite diamante najbolj neverjetnih odtenkov).

Malo zgodovine o umetnih diamantih

Prvi »ponaredki«, nadomestki za naravne diamante, so bili zabeleženi že leta 1920.

Charles Parsons je izumil prototip sedanjega sintetičnega kristala. Bila je tako vrhunsko izvedena, da je končala v ogrlici slavne Sibylle Shepard. Okras je pozneje postal ena od relikvij britanskega imperija. Zanimivo je, da do zdaj še nikomur ni uspelo ponoviti tistega prvega "lažnega" diamanta, čeprav sam avtor s svojo stvaritvijo ni bil preveč zadovoljen.

Pred drugo svetovno vojno sta se dve ameriški podjetji podali v množično proizvodnjo diamantov. AT laboratorijske razmere naredili so prvi poskus z uporabo ogljika. Izhodni material je bil izpostavljen tlaku in visokim temperaturam. Vnema izumiteljev se je med vojno umirila, čeprav so številni raziskovalci prepričani, da so bili diamanti potrebni posebej za vojaške potrebe, nato pa je potreba po njih izginila.

Znan po diamantih in QUINTUS-u, projektu švedskih poslovnežev. On je lastnik ogromne serije kamnov. Uporabljali so jih predvsem v industriji, saj za ustvarjanje nakita niso bili preveč lepi, celo nesramni in niso dosegali nakitne estetike.

Prvi dragoceni diamant je bil ustvarjen v Tokiu leta 1997. Bilo je zadimljeno, s prelivi in ​​značilno za pravi kamen. rumenkast odtenek. Danes Japonska nadzoruje približno 8 % svetovne proizvodnje diamantov. ZDA in Kitajska veljata za »pošasti« na področju sinteze kamna.

Zdaj je to poenostavljena proizvodnja, ki ljubiteljem nakita omogoča, da zablestijo. šik nakit. Kamenčke, gojene v pogojih "inkubatorja", vstavimo v obeske, prstane, z njimi okrasimo oblačila in čevlje. Hkrati pa njihovi stroški ne prizadenejo toliko proračuna.

Lastniki velikih zlatarskih verig ne delijo ravno navdušenja nad množično poplavo trga s »ponaredki«. Od prodaje naj bi izgubili več kot 15 odstotkov dobička naravni kamni.

Če ste izbirčni in želite imeti prave diamante ter ste pripravljeni plačati za njihov naravni izvor, vam svetujemo, da poznate vse njihove sintetične nadomestke »na pogled«.

Dvojčka diamanta in kako ločiti "lažen" kamen od naravnega

Eden najpogostejših lažnih diamantov našega časa je kubični cirkonij. Prvič je bil pridobljen leta 1976 in je cirkonijev dioksid. Kubični cirkonij se lesketa kot pravi diamanti in se uporablja povsod v sodobni industriji nakita. Običajno prodajalci na ceniku navedejo ime kamna, vendar ga lahko brezvestni trgovci izdajo za dragocenega. Kako razlikovati kubični cirkonij od naravnega diamanta? Zelo preprosto: stehtati morate dva enaka kamna (naravni in nadomestni). Pravi bo zaradi večje gostote tehtal več, kubični cirkoni pa bo lažji.

Menijo, da je slednje mogoče izračunati tudi z uporabo ultravijoličnega sevanja. Ko je izpostavljen, kubični cirkonij pridobi zeleno-rumen odtenek.

Moissanite je dražji analog diamanta. Skoraj nemogoče jih je ločiti. znanstveno ime moissanite je silicijev karbid, ki se s sodobno opremo spremeni v veličasten sijoč dragulj.

Odkritelj tega kamna Henry Moissan je prejel Nobelovo nagrado. Bil je prvi, ki je v kraterju vulkana našel drobce meteorita, ki je kasneje postal surovina za proizvodnjo diamantov.

Kako prepoznati tega "dvojnika" in ne biti zaveden pri nakupu? Naravni diamant, nenavadno, po videzu ni popoln. Njegova površina je rahlo hrapava, v nasprotju z gladko lupino moissanita. Če pogledate natančno, lahko najdete črn odsev diamantnih drobcev, medtem ko v sintetičnem kamnu ni tujih vključkov.

Med drugimi nadomestki diamantov so danes v uporabi cirkon, beli safir in topaz ter itrijev aluminijev granat.

No, ne moremo reči o dobro znanem "steklu" ali okrasnih. Prej so jih izdelovali iz naravnega kamenega kristala, zdaj pa iz navadno steklo in polimeri. Že v 18. stoletju je Georg Friedrich Strass prišel na idejo, da bi na spodnjo stran kristala nanesel kovinski prah, s čimer bi dosegel zrcalni učinek. diamantni učinek. Pravi kamenčki danes nikakor ne veljajo za slabo obliko. Kakšni so znani izdelki Swarovski, ki si prizadevajo, da bi v svojo zbirko dobili vse slavne lepote sveta!

Ne podcenjujte vseh vrst nadomestkov, saj imajo svojo vrednost v svetu nakita. Poleg tega je njihova proizvodnja zelo naporen proces, ki vam omogoča, da dobite veličastne primerke, ki po estetskih lastnostih niso slabši od naravnih kamenčkov.

Toplota, plin in tlak

Poglobimo se malo vase. tehnični proces in se nato naučite, kako dobiti diamant doma. Obvladajmo, tako rekoč, poklic draguljarskih tehnologov, da bi razumeli, kako težko in mukotrpno delo je to.

Danes obstajata dva načina za proizvodnjo diamanta v laboratoriju.

1. Diamantni prah se nahaja v posebni kapsuli, ki se raztopi pod pritiskom in visokimi temperaturami. Nato poteka proces kristalizacije, ki traja tudi do nekaj mesecev. Zaradi tega se diamanti s kubičnimi fasetami od pravih razlikujejo ne le po obliki, ampak tudi po samem procesu rasti.
2. Druga metoda vključuje tudi prisotnost komore, napolnjene s plinom. Ko so izpostavljene energijskim tokovom, se molekule plina v vakuumu uničijo, ogljikovi atomi pa se usedejo znotraj kapsule v obliki plošč. V dovolj veliki komori je mogoče v nekaj tednih vzgojiti na desetine diamantov. Večplastni bodo, z grobimi črnimi robovi. Včasih se s to metodo pridobijo kamni rjav odtenek, vendar so vse nečistoče pri tem dobro prečiščene toplotna obdelava. Nato se mojstri lotijo ​​rezanja.

Gojite diamant doma

Kot lahko vidite, je postopek zelo zanimiv, dobri gospodarji zaslužite bajne vsote v industriji diamantov. Ste se pripravljeni preizkusiti v tem poklicu? Potem pa začnimo naš eksperiment.

Potrebovali bomo:

• Mikrovalovna pečica;
• 3 palice preprost svinčnik(grafit), debeline približno 3 mm;
• 15 cm bombažne niti;
• 2 skodelici;
• Olivno olje.

In zdaj sama akcija:

• Nalijte malo v manjši krožnik olivno olje, nanesite nit okoli njegovega oboda, da vpije presežek.
• Zdaj rahlo dvignite nit in jo zavežite v ohlapen vozel. Vanj bomo podali grafitno palico. Lahko ga nataknemo na 2 zobotrebca, tako da je tik nad površino masla. Lahko nežno potegnete za oba konca niti in zavežete tesen vozel. Celotno strukturo pustite pol ure.
• Mikrovalovko temeljito operite in posušite, na njej ne sme biti ostankov hrane ali prahu.
• Obrnite skodelico in jo postavite v mikrovalovno pečico. Nanjo položite dve preostali palici, čeznje pa pripravljene oljne palice. Na vrh položite drugo skodelico. Vklopite pečico maksimalna temperatura in čas.
• Na koncu bodo nenaoljene palice ostale nedotaknjene, površina, ki je bila impregnirana, pa se bo stopila in na njenem mestu bo nastal diamant. Ne morete se takoj dotakniti strukture z rokami, sicer tvegate opekline.

Lahko občudujete lastno stvaritev in četudi ta stvaritev ni videti kot dragulj, temveč kot obrt iz sklopa »mladi kemik«, ste se naučili osnov »obdelave kamna« in »kopanja diamantov«.

Kako izbrati

V poslu nakupa nakita se vsak od nas težko imenuje strokovnjak, zato je bolje, če nakit kupujete v zaupanja vrednih zlatarnah priznanih trgovskih verig.

Strinjam se, nakup diamanta in njegovega steklenega ponaredka ni zelo prijeten. Menijo, da imajo vsi pravi diamanti posebno oznako. Poleg tega so težji od sintetičnih in imajo drugačno kristalno mrežo. Ponaredki so včasih bolj brezhibnega videza, brez primesi in s popolnoma gladko površino, lahko reagirajo na močne magnete, zato za vsak slučaj pred nakupom izvedite poskus kar v trgovini. Če želite biti 100% prepričani, odnesite kamen na pregled k gemologu, specialistu za diamante. Zagotovo bo lahko ugotovil, ali je pred vami umetni ali ne.

Vendar pa nošenje nenaravnih kamnov zdaj sploh ni sramotno, še posebej, če vaš proračun ne omogoča nakupa šik pravih diamantov. Ogrlica ali uhani s kubičnimi cirkoni ali okrasnimi kamni bodo zasijali še svetlejše od svojih naravnih primerkov in bodo stali nekajkrat cenejši od izdelkov z diamantom.

Torej, danes smo se seznanili s tem, kaj so nadomestki diamantov in "s čim jih jedo", oziroma, kako so nastali, kako se proizvajajo. Naučili smo se sami izluščiti diamant iz preprostega svinčnika in se upravičeno lahko imamo za strokovnjake na tem področju.

Ekipa LjubiKamni

Tehnologija proizvodnje sintetičnih diamantov

Razvoj raziskav kombinacije visokotlačnih naprav, potrebnih za sintezo diamantov, je povezan z imenom pionirja raziskav na področju visokih tlakov, profesorja P.U. Bridgman. Bridgman je hitro spoznal, da je edini visok pritisk ne more spremeniti grafita v diamant. Po teoriji je diamant stabilna kristalinična oblika ogljika že pri tlakih okoli 20.000 atm, vendar pri tlakih 425.000 atm pri sobni temperaturi in 70.000 atm pri rdeči temperaturi ni prišlo do pretvorbe grafita v diamant. Hkrati se diamant pri normalnem atmosferskem tlaku obnaša kot popolnoma stabilna faza.

Transformacija diamanta v grafit se lahko izvede s segrevanjem do približno 1500 o C, kar nakazuje, da so za obratno transformacijo pri visokih tlakih potrebne temperature enakega reda velikosti. Človek, ki je imel srečo, da je prvi sintetiziral diamant, je bil Tracy Hall.

Hall se je leta 1948 pridružil General Electric Laboratory in od leta 1951 postal član manjše raziskovalna skupina, ki se ukvarja s "Overpressure Project", kot je bilo šifrirano delo na sintezi diamanta. Čeprav je bil Hall kemik, je spoznal, da je glavna ovira pri uspešnem reševanju problema sinteze diamanta pomanjkanje visokotlačne opreme, zato je razvil idejno zasnovo sistema, pozneje imenovanega "polovični pas". To je bil le prvi korak k uspehu, a je začrtal pot do novega, slavnega "pas" modeli.

16. decembra 1954 je prišel prvi uspeh. Hall je kasneje zapisal: »Roke so se mi tresle, srce mi je hitro utripalo, čutil sem šibkost v kolenih in moral sem sedeti. Moje oči so ujele iskrivo svetlobo iz desetin majhnih trikotnih ploskev oktaedrskih kristalov ... in spoznal sem, da končno je diamante naredil človek." Ta poskus je bil izveden pri tlaku 70.000 atm in temperaturi 1600 o C z uporabo grafita in troilita (FeS). Diamanti so se prilepili na tantalov disk, ki se uporablja za dovajanje električnega toka, medtem ko se vzorec segreva.

Tantal je poleg tega reduciral FeS v kovinsko železo, saj samo prisotnost žvepla ne more povzročiti pretvorbe grafita v diamant. Katalizator ima vlogo topila, v katerem se grafit najprej raztopi in nato kristalizira v obliki diamanta. Brez kovinskega topila je hitrost pretvorbe grafita v diamant zelo počasna, tudi če sta temperatura in tlak zadostna.

Naprava za sintezo diamanta, ki jo je predlagal Hall, se je imenovala "pas" (belt), ker je osrednji del, kjer poteka sinteza diamanta, podpiral obroč iz volframovega karbida z visoko trdnim jeklenim trakom. Dva stožčasta bata je poganjala velika hidravlična stiskalnica iz kaljenega jekla. Nastali sintetični diamanti so bili tehnični.

Glavna težava pri ustvarjanju visokotlačnih in temperaturnih naprav je, da jekla in drugi konstrukcijski materiali hitro izgubijo svojo trdnost pri segrevanju. To težavo je mogoče rešiti z ogrevanjem samo notranjega pomika in ustrezno toplotno izolacijo, ki preprečuje prekomerno segrevanje batov in jermena.

V skladu s patentom GE je tipična serija v reakcijski komori mešanica 5 delov grafita, 1 dela železa, 1/3 mangana in 1/3 vanadijevega pentoksida. To mešanico zapremo in segrevamo na 1700 °C pri 95.000 atm 2 minuti, nato ohladimo na 1500 °C v 8 minutah. Zdaj se kot topilo najpogosteje uporablja mešanica niklja in železa, ki omogoča sintezo diamanta v manj strogih pogojih, na primer pri 50.000 atm in 1400 o C. Dokazano je tudi, da je grafit kot vir ogljika lahko nadomestijo drugi organski materiali: les, premog, katran, smola.

Visokotlačni aparat "pas" je kasneje zamenjal General Electric Company s tetraedrično obliko, ki jo je razvil Hall približno v istem času. Njegova glavna prednost je bila uporaba razmeroma poceni stiskalnic. V prvi različici so bile uporabljene štiri neodvisno delujoče stiskalnice, nameščene v simetričnem okvirju in konvergirane v osrednjem delu delovnega volumna. Za drugo, enostavnejšo modifikacijo je potrebna samo ena hidravlična stiskalnica, sile v ostalih treh smereh pa nastanejo zaradi interakcije batov s stožčasto površino močnega jeklenega nosilca. V tetraedričnem prostoru, ki ga tvorijo notranje površine teh vložkov, je vgrajen posebej izdelan del iz pirofilita z elektropečjo, ki je grafitna cev. Električni tok se dovaja preko dveh nasprotnih batov ali preko posebnih električnih vhodov. Grafit in topna kovina sta postavljena v peč.

Vzporedno z delom General Electrica je raziskave umetnih diamantov izvajala General Swedish Electric Joint Stock Company, znana kot ASEA. Verjetno skupina ASEA leta 1953 ni objavila podrobnosti svoje uspešne sinteze diamantov, ker so poskušali pridobiti dragulj in niso posredovali velikega pomena zelo majhni tehnični diamanti. Tehnologija ASEA je uporabljala pritiske od 80.000 do 90.000 atm in temperature do 2760 o C. Velikosti diamantov, ki sta jih proizvedli obe podjetji, so bile bistveno manjše od 1 mm. V poskusih ASEA je nastalo 20-50 kristalov velikosti 0,1-0,5 mm.

V ZSSR je leta 1960 Inštitut za fiziko visokega tlaka Akademije znanosti ZSSR razvil metodo za pridobivanje sintetičnih diamantov. Nadzoroval delo akad. L.F. Vereščagin. Leta 1961 je bila na Inštitutu za supertrde materiale Akademije znanosti Ukrajinske SSR razvita industrijska tehnologija za sintezo diamantov. Postopek poteka pri temperaturi 1800-2500 o C in tlaku nad 50-102 MPa v prisotnosti katalizatorjev - kroma, niklja, železa, mangana, platine, kobalta ali drugih kovin. Pozneje je bilo ugotovljeno, da diamanti nastajajo med kristalizacijo ogljika iz njegove raztopine v talini kovine katalizatorja.

Sinteza diamanta se izvaja v komori tipa "leča" s prostornino nekaj kubičnih centimetrov. Ogrevanje poteka z indukcijo ali z neposrednim prenosom električnega toka. Ko se udarca približujeta drug drugemu, se reakcijska mešanica grafita z nikljem (pa tudi s plastnim pirofilitom) skrči. Posledično se heksagonalna kristalna mreža grafita rekristalizira v kubično strukturo diamanta. Velikost diamantnih kristalov je odvisna od časa sinteze: pri reakcijskem času 3 min. nastanejo kristali, ki tehtajo približno 10 mg, in 30 minut - 70 mg. Najtrpežnejši kristali so bili pridobljeni do velikosti 0,5-0,8 mm.

Proizvodnja nakita s sintetičnimi diamanti

Predstavljamo diagram naprave, ki se uporablja za gojenje velikih diamantnih kristalov s prenosom ogljika v kovinski raztopini.

Ne bi smeli misliti, da proizvodnja sintetičnih industrijskih diamantov v velikih količinah poenostavlja nalogo pridobivanja diamantov takšne velikosti in kakovosti, da jih je mogoče uvrstiti med drage kamne. Glavna ovira pri poskusih pridobivanja velikih kristalov je majhna prostornina, v kateri se lahko vzdržuje ekstremne razmere tlak in temperatura. Poleg tega je za gojenje velikih kristalov potrebno veliko časa.

Metode za proizvodnjo dragih diamantov so bile patentirane šele leta 1967, ko je Robertu Wentorfu končno uspelo v seme gojenja diamantov. Zarodni kristal je potreben za preprečitev kristalizacije grafita, tudi če pogoji poskusa ustrezajo območju kristalizacije diamanta. Najtežji problem pri gojenju velikih visokokakovostnih diamantnih kristalov je potreba po vzdrževanju potrebne pogoje v območju njegove stabilnosti.

Pri metodi, ki jo je uporabil Wentorf, je bil zarodni kristal postavljen v hladen del raztopine pri temperaturi približno 1420 o C, majhni kristali pa so bili postavljeni v spodnji del pri temperaturi 1450 o C. Območje tlaka je bilo od 55.000 do 60.000 atm. Bolje je, če je semenski kristal postavljen na dno, ker nekateri majhni kristali, ki nastanejo zunaj semena, odplavajo v vročo cono in se tam raztopijo, namesto da rastejo okoli semena.

V nekaterih Wentorffovih poskusih je bil diamantni dovodni material rekristaliziran v grafit. Vendar pa so se raziskovalci soočili tudi z večjim problemom: največja hitrost, s katero lahko kristali enakomerno rastejo, se mora zmanjšati, ko kristal postane večji. Ugotovljeno je bilo, da je za kristal s premerom 1 mm najvišja hitrost stabilne rasti 0,2 mm/uro. Ko velikost kristala doseže 5 mm, lahko pride do stabilne rasti s hitrostjo 0,04 mm/uro in traja več dni, da zraste kristal te velikosti.

Težava bo postala še hujša, če boste poskušali gojiti sintetične diamante. večja velikost. Trenutno ima velik sintetični diamant premer 6 mm in tehta 1 karat (0,2 g). Ker so nizke stopnje rasti ugodnejše za gojenje velikih kristalov, dolgotrajno vzdrževanje visokih temperatur in pritiskov pa drago, se izkaže, da so veliki sintetični diamanti dražji oziroma primerljivi s ceno naravnih kristalov podobnih velikosti. Zgornja fotografija prikazuje 1-karatne sintetične diamante, ki jih je vzgojil Robert Wentorff, in grafit, uporabljen kot začetni material.

Barvanje diamantov se izvede z vnosom različnih nečistoč v kristale. Dušik daje zeleno barvo in verjetno povzroča rumena kamni, če je prisoten v nizkih koncentracijah. Uvedba bora daje diamantu modro barvo. Redki modri naravni kamni, zlasti slavni diamant Hope, prav tako dolgujejo svojo barvo prisotnosti tega elementa. Preučevanje lastnosti barvnih diamantov je koristno za razumevanje nekaterih diamantov in njihovega oblikovanja v naravi.

Neposredna pretvorba grafita v diamant

Neposredna pretvorba grafita v diamant zahteva še bolj ekstremne pogoje v primerjavi s tehniko s topilnimi kovinami. To je posledica velike stabilnosti grafita, zaradi zelo močnih vezi njegovih atomov. Leta 1961 so bili objavljeni rezultati prvih poskusov neposredne transformacije grafit-diamant, ki sta jih opravila P. De Carly in J. Jameson iz Allied Chemical Corporation.

Za ustvarjanje tlaka so uporabili visoko eksploziv, s pomočjo katerega so približno milijoninko sekunde (eno mikrosekundo) vzdrževali temperaturo okoli 1200 o C in tlak okoli 300.000 atm. V teh pogojih je bila v vzorcu grafita po poskusu najdena določena količina diamanta v obliki zelo majhnih delcev. Nastali kristaliti velikosti (100 A \u003d 10 nm ali stotisočinka milimetra). Primerljivi so s tako imenovanim "karbonadom", ki ga najdemo v meteoritih, katerega nastanek je razložen z visoko temperaturo, ki nastane, ko meteorit prehaja skozi goste plasti atmosfere, in močno udarno energijo, ki nastane ob trku meteorita zemeljsko površje.

Leta 1963 je Francisu Bundyju iz General Electrica uspelo neposredno pretvoriti grafit v diamant pri statičnem tlaku nad 130.000 atm. Takšni tlaki so bili pridobljeni na modificirani "jermenski" napravi z večjo zunanjo površino batov in manjšim delovnim volumnom. Za ustvarjanje takšnih pritiskov je bilo potrebno povečati moč močnostnih delov napeljave. Poskusi so vključevali iskro segrevanje grafitne palice na temperature nad 2000 o C. Segrevanje je potekalo s pomočjo impulzov električnega toka, temperatura, potrebna za nastanek diamanta, pa se je vzdrževala nekaj milisekund (tisočink sekunde), kar je bistveno dlje kot pri poskusi De Carlyja in Jamisona. Velikosti novo nastalih delcev so bile 2–5-krat večje od tistih, ki jih dobimo z udarno kompresijo.

V ZSSR so na Inštitutu za supertrde materiale Akademije znanosti Ukrajinske SSR razvili podobno tehnologijo za pridobivanje umetnih diamantov. Z usmerjeno eksplozijo pride do takojšnjega povečanja tlaka do 200-102 MPa in temperature do 2000 o C in v grafitu nastanejo majhni (do 10-30 mikronov) sintetični diamanti.

Leta 1963 je V. J. Eversol (ZDA) patentiral metodo za gojenje diamantov iz plinske faze, prenasičene z ogljikom (metan, acetilen ali drugi ogljikovodiki) pri tlaku pod 10-102 MPa. Odvečna površinska energija, ki nastane na meji grafit-zrak, spodbuja nastanek diamantnih jeder. Podobno metodo sta v ZSSR neodvisno razvila B. V. Deryagin in D. V. Fedoseev. Pri podatmosferskem tlaku jim je uspelo iz plinske faze na diamantnih zrncah pridobiti brke sintetičnega diamanta. Hitrost rasti kristalov je zelo nizka - približno 0,1 µm/h.

Pozornost teh znanstvenikov so pritegnili predlogi za pridobivanje diamantov pod pogoji, v katerih je grafit stabilen, diamant pa metastabilen (metastabilnost diamanta pomeni, da lahko v teh pogojih ostane nespremenjen za nedoločen čas brez povratne transformacije v grafit). Za pretvorbo grafita v diamant je treba atome ogljika vzbuditi v stanje visoke energije. To običajno dosežemo z uporabo visokih tlakov in temperatur. Alternativna ideja temelji na dejstvu, da če je mogoče pridobiti atome ogljika z visoko raven energije, nato pa pri prehodu na trdno stanje nastanek metastabilnega diamanta je bolj verjeten kot stabilnega grafita. To je omogočeno z uporabo kristalov diamantnega semena, ki pomagajo ogljikovim atomom, da se razporedijo v vrstnem redu, ki ustreza strukturi diamanta, in ne strukturi grafita. Verjetno najbolj obetavna metoda je povezana z razgradnjo plinov, ki vsebujejo ogljik, pri zadostni nizki pritiski. Plin, ki obdaja majhne diamantne kristale, razpade in atomi ogljika se odložijo na površino zarodnih kristalov.

Opisani so Eversolovi poskusi naslednje pogoje: temperatura v območju 600-1600 o C, skupni tlak plina je ena atmosfera, koncentracija metana v mešanici plinov je od 0,015 do 7%. Semena so imela le 0,1 µm (desettisočinke milimetra) v premeru, kar je zagotovilo veliko površino za nanašanje diamanta. Poleg diamanta so v plinski fazi nastajale kopičenja grafita, ki so se skupaj z diamantom odlagali na površino zarodnih kristalov. Če postopka občasno ne ustavimo, da odstranimo grafit, se njegova koncentracija toliko poveča, da prepreči nadaljnje odlaganje diamanta. Za to smo občasno ekstrahirali diamante, ki smo jih dali v visokotlačno posodo (od 50 do 200 atm) z vodikom in kalcinirali pri temperaturi 1000 o C. Vodik reagira z grafitom veliko hitreje kot z diamantom, zato ta postopek očisti površino zarodnih kristalov za poznejšo rast diamantov.

Deryaginova skupina je prišla do zaključka, da je bolj donosno oksidirati nove grafitne formacije z atmosferskim kisikom pri atmosferskem tlaku. Prednost te metode je v tem, da potekata proces sinteze in odstranjevanje grafita v istem reaktorju, ki je med oksidacijsko stopnjo procesa napolnjen z zrakom. Tipični pogoji, ki se uporabljajo za gojenje diamanta s to metodo, so značilni za temperaturo 1020 o C in tlak metana 0,07 mm Hg. Umetnost.

Najvišje stopnje rasti so približno 0,1 mikrona na uro, kar zagotavlja nastanek približno enega karata diamanta na uro v celotnem volumnu reaktorja. Vibracija semen prispeva k povečanju kontaktne površine kristalov z metanom in vodi k izboljšanju lastnosti plasti, ki se goji. Še višje hitrosti dosežemo z obsevanjem površine diamantov s svetlobo visokonapetostne ksenonske žarnice s plinom. Svetilka deluje v pulzirajočem načinu, kar prispeva k hitra rast diamant in v veliki meri preprečuje nukleacijo grafitnih kristalitov. Poročali so, da stopnje rasti v takšnih pogojih dosegajo nekaj mikrometrov na uro. Včasih pri uporabi te metode začnejo rasti diamantni "brki" - tanke niti, ki štrlijo iz različni kraji površina kristalnega semena. Razlogi za to nenavadne oblike rast še ni jasna.

Metodo Eversol v ZDA je razvil predvsem J. Angus s sodelavci na Ohio State University. Pogoji rasti, ki jih uporabljajo: temperatura 1000 o C, tlak metana (pomešan z vodikom) 0,2 mm Hg. Umetnost. - so blizu pogojem eksperimentov, ki jih je izvedla Deryaginova skupina. Povečanje telesne mase je običajno 6 % v 20 urah, kar ustreza linearni stopnji rasti le 0,001 µm/dan. več visoke hitrosti opazimo v začetnem obdobju procesa, kar je verjetno posledica napetosti zaradi majhnih razlik v razdaljah med ogljikovimi atomi v filmu in substratnim kristalom. Možno je, da so zelo visoke stopnje rasti, o katerih poročajo sovjetski znanstveniki, značilne tudi samo za začetni fazi postopek.

Leta 1970 je podjetje General Electric razvilo metodo za pridobivanje velikih sintetičnih kristalov diamantov draguljarske kakovosti na semenih v obliki plošč. Vendar pa so stroški gojenja takšnih diamantov veliko višji od pridobivanja naravnih.

Sintetični diamanti se pogosto uporabljajo za izdelavo diamantnih abrazivnih orodij, palic, brusov in rezalnih plošč, brusnih past, rezalnikov stekla, rezalnikov, svedrov, dlet itd. Trenutno več kot 80 % povpraševanja po tehničnih diamantih pokrivajo sintetične. Trenutno je na desetine laboratorijev v različne državeše naprej iskati bolj racionalno in učinkovita metodologija gojenje diamantov za tehnične potrebe in namene nakita.

Oplemenitenje diamantov z obsevanjem

Zgodba o sintetičnem diamantu bi bila nepopolna brez informacij o uporabi jedrskega sevanja za proizvodnjo barvnih kristalov. Razvoj te metode obdelave je posledica izjemne redkosti barvnih diamantov, hkrati pa barvni diamant dobra kakovost več kot 25 % dražji od svoje brezbarvne sorte.

Angleški znanstvenik Sir William Crookes je odkril, da radioaktivno sevanje radija spremeni brezbarvni diamant v zeleno različico. Kasneje je bilo ugotovljeno, da se ta sprememba barve pojavi kot posledica obstreljevanja kristala z alfa delci, vendar zajame le zunanjo plast diamanta zaradi slabe sposobnosti prodiranja alfa delcev v trdno snov. Metoda obdelave diamanta z obsevanjem je bila pozabljena do novega kroga razvoja v poznih 40. letih 20. stoletja v jedrski fiziki.

Devteroni so bombardirali diamantne kristale. Diamant je ostal visoko radioaktiven nekaj ur, a spet je bila obarvana le zunanja plast. Ugotovljeno je bilo, da bombardiranje z visokoenergijsko elektroni povzroči bledo modro ali zeleno obarvanost diamanta, vendar je bila obarvana le tanka plast. Toda nevtroni, ki imajo večjo prodorno moč, lahko spremenijo barvo celotnega kamna. Po obsevanju z njimi diamanti pozelenijo, segrevanje v inertnem plinu pri 900 o C pa spremeni njihovo barvo najprej v rjavo in nato v zlato rumeno. Obsevani zlato rumeni diamanti so veliko privlačnejši od zelenih ali rjavih in so v ZDA zelo priljubljeni.

V nekaterih primerih je reakcija diamantov na obsevanje bolj raznolika in kristali modre, rdeče in magenta cvetovi. Ta razlika v barvi je posledica nečistoč v diamantih. Večina diamantov, tako imenovanih diamantov tipa I, vsebuje dušik kot primesi, ki se vnese v kristal, predvidoma v vmesni fazi med nastankom diamanta v notranjosti Zemlje in časom, ko le-ta vstopi v njene pripovršinske predele. Pri večini diamantov je dušik razporejen v obliki najtanjših ploščic, pri enem od tisoč pa je enakomerno razporejen po vsej prostornini kristala. Zadnji tip kristalov imenujemo Ib, najpogostejše pa uvrščamo v tip Ia.

Manj pogost tip II združuje čiste diamante skoraj brez vsebnosti dušika. Vključuje največje kamne. Najpogostejši diamanti te vrste so razvrščeni kot tip IIa, zelo redki diamanti, ki vsebujejo majhne koncentracije primesi aluminija, pa so razvrščeni kot tip IIb. Med diamanti vrst I6 in II6 so kristali rdeče in vijolične rože, zaradi česar so dražji od običajnih diamantov.

Spodnja tabela vsebuje informacije o barvi obsevanih diamantov za prodajo. Na splošno je smiselno obsevanje le velikih kristalov, saj podražitev majhnih diamantov ne opravičuje stroškov njihove obdelave.

Ker je v našem času obdelava diamantov za spreminjanje barve precej razširjena, se je pojavil nov problem. Nekateri celo nadzorovano obsevani diamanti lahko zaradi prisotnosti primesi dolgoživih radioaktivnih izotopov ostanejo radioaktivni dolgo časa. Kako resna je ta težava, ni povsem jasno. Če pa za lastnika obsevanega kamna obstaja kakšna nevarnost, se mora zavedati rezultatov kontrole preostale radioaktivnosti in nevarna metoda mineralno prečiščevanje. Vsekakor pa nenadzorovano oplemenitenje kamnov v tretjih državah dela te kamne nevarne, saj ni znano, s čim natančno je bil kamen obsevan in kakšne so posledice tega obsevanja. Kupec mora imeti možnost izbire, da zavestno zavrne potencialno nevaren nakup.

Analog pravih dragocenih diamantov so umetni diamanti. Že dolgo je znano, da ima igra diamantnih faset magične in očarljive lastnosti. Ampak, saj so naravni diamanti največ dragi kamni, mnogi preprosto ne morejo kupiti diamantnega nakita. Zahvaljujoč analogom lahko tako ženske kot moški uživajo v lepoti in glamurju nakita iz umetnega kamna. Poleg tega se diamanti ne uporabljajo samo za izdelavo nakita, ampak tudi na številnih področjih človeškega življenja: v znanosti, tehnologiji, medicini. Uporabite kakovost in dragoceni diamanti ni donosno v industriji. Za to se uporabljajo defektni kamni, ki ne predstavljajo posebne draguljarske vrednosti, ali umetno vzgojeni diamanti. Ime "diamant" v prevodu iz starega indijskega jezika pomeni "nezlomljiv". Druga različica pravi: ime izhaja iz grške besede "adamas", kar pomeni "neustavljiv".

Značilnosti umetnih diamantov

Leta 1993 so se umetni kamni prvič začeli pojavljati na svetovnem trgu diamantov kot poskusni vzorci. Nekateri od njih so bili poslani v raziskavo v avtoritativni laboratorij Gemološkega inštituta ZDA, kjer so znanstveniki ugotovili, da je razlika med umetnimi diamanti in naravnimi kamni precejšnja, vendar ne bo vsak draguljar ali navaden potrošnik lahko prepoznal in razlikoval pravega kamna. iz ponaredka. Glavna značilnost sintetiziranih umetnih diamantov je čistost in trdota. Umetni diamant je najtrši kamen na svetu. Naravni diamanti imajo lahko napake in okvare (razpoke, motnost ali vključki), česar ne moremo reči za umetne kamne.

Kot je znano, pravi diamant ima magične lastnosti, pomaga zaščititi človeka pred "slabimi" pogledi in mislimi, uravnovesi živčni sistem. Astrologi zagotavljajo, da tudi umetni diamant žari pozitivno energijo, ki v težkih trenutkih pomaga človeku prevzeti prava odločitev ali storiti prava izbira. Ne glede na zodiakalno znamenje lahko tako naravne kot umetno vzgojene diamante nosite na telesu ali preprosto hranite doma v škatli za nakit. Raznolikost nakita iz umetnih kamnov je danes precej velika in na prvi pogled je popolnoma nemogoče ločiti kamne od pravega nakita.

Metode gojenja sintetičnih diamantov

Sintetične primerke gojijo v laboratorijih v posebni pogoji z uporabo visoko natančne in visokotehnološke opreme. Toda ta proces ne zahteva več tisoč let, kot za nastanek naravnih kamnov. Barve in velikosti lahko izbirate prosto. Eden od načinov gojenja umetnih diamantov je temperaturni gradient s pomočjo posebnih cevi. Vsebujejo naslednje sestavine:

• grafitni prah;
• kovinske posebne zlitine (delujejo kot katalitske snovi);
• semena za bodoče umetne kamne.

Kapsula je pod pritiskom (približno 3000 ton) 10 dni. Rast se začne na mestu, kjer je največji pritisk. Zaradi visoke notranje temperature (skoraj 1500 ° C) se kovina topi in v sebi raztopi grafitni prah. Razlika med temperaturama ustvarja določen pritisk, ki prispeva k gibanju nastale mase v "jedro", kjer se odlaga.

Druga tehnika gojenja laboratorijski kamni imenovana metoda CVD (odlaganje plina). Tehnika je setev posebne plošče (substrata) z diamantnimi "semeni". To ploščo postavimo v specializirano napravo, ki jo predhodno izčrpamo do visokega vakuuma. Komora se nato napolni z mikrovalovi in ​​plini. Plazma v času rasti diamantov doseže določeno temperaturo (približno 3100 ° C).

Plini pod vplivom temperature razpadejo v plazmo, molekule ogljika, ki se adsorbirajo iz metana, pa se v obliki umetnih diamantov naložijo na ploščo.

Kristali imajo enakovredne vezi, kar pojasnjuje njihovo moč in trdoto. Za umetno gojenje se uporabljajo grafit, saje, sladkorni premog in različne snovi, bogate z ogljikom.

Gojeni diamanti imajo več imen, vendar jih na splošno imenujemo umetni ali sintetični, čeprav znanstvena literatura vključuje tudi imena, kot so:

• HPHT diamanti;
• CVD diamanti.

Znanstveniki jih raje imenujejo "laboratorijski kamni" ali "laboratorij gojeni diamanti".

Kako se sintetični diamant razlikuje od naravnih kamnov?

Videz umetnih diamantov ni slabši od naravnih draguljev, če pa upoštevate njihove stroške, potem je veliko nižji. Sintetični kamni se bolje podajo brušenju, zato se tudi najmanjši kristali lahko pohvalijo z brezhibnim rezom. Poleg tega so majhni sintetični kamni veliko močnejši od naravnih, torej pravi diamanti majhna velikost na policah zlatarne skoraj nikoli ne srečajo: postopek njihovega pridobivanja iz rude je zelo naporen. S pomočjo sintetičnih majhnih kamnov draguljarji ustvarjajo nemasivne, zelo lep nakit z diamantnim vezenjem, kar močno poveča želje potrošnikov.

Področje uporabe umetnih diamantov

Zaradi svoje trdote se umetni, gojeni kamni pogosto uporabljajo za rezanje in brušenje. različne površine. Danes imajo skoraj vse žage, svedri, brusilna sredstva, brusilna in rezalna orodja dele z umetnim diamantnim rezom. Umetno gojeni kamni se pogosto uporabljajo tudi kot polprevodniki pri proizvodnji mikrovezij. Trgovanje z diamanti se razlikuje od trgov z nakitom, saj ima laboratorijski kamen poleg trdote odlično toplotno prevodnost, ki je nekajkrat višja od materiala, kot je baker.

Glavni potrošniki umetnih kamnov so draguljarji, proizvajalci čipov za računalniško opremo, organizacije, ki nudijo storitve vrtanja.

Danes so diamantni praški za poliranje površin zelo pogosti. dragih kamnov, zlati in srebrni okvirji, silikonske ploščice.

Največja vrednost laboratorijskih kamnov, pridobljenih s CVD metodo, je njihova uporaba na visokotehnoloških področjih človekove dejavnosti. Umetni (sintetični) kamni se uporabljajo pri izdelavi najmočnejših laserskih žarkov (ki se trenutno uporabljajo v medicini za zdravljenje smrtonosnih bolezni), ustvarjanju mobilnih prenosnih naprav.

Največji potenciali sintetičnih kamnov so na področju računalniške tehnologije. Deli, ki jih vsebujejo, veljajo za bolj trpežne, lahko neprekinjeno delujejo pri zelo visokih temperaturah, kar pa ne velja na primer za silicijeve računalniške čipe. umetni diamant zdrži visoke temperature, ki zagotavlja njegovo produktivnost, saj je od tega odvisna življenjska doba, pogostost delovanja opreme in hitrost. Letno se proizvede skoraj 5 milijard karatov umetnih diamantov.

Znanstveniki izvajajo stalne raziskave, ki so že privedle do zaključka, da bodo umetni diamanti uporabljeni za pridobivanje slik pod vodo, slik na področju medicine, za detektorje v velikem hadronskem trkalniku in pri jedrskih raziskavah.

Poleg vsega naštetega se umetni diamanti pogosto uporabljajo v nakitu, kar mnogim ženskam omogoča, da uživajo v ponarejenih kamnih, vendar se praktično ne razlikujejo od naravnih.

Umetni diamant ni ponaredek naravnega, obdelanega diamanta. To je industrijski izdelek, ki ima strukturo in lastnosti naravnega kamna.

Lastnosti sintetiziranih diamantov

Končnega diamanta ni mogoče gojiti, ker je to ime produkta obdelave diamanta, naravnega ali pridobljenega v procesu sinteze. Mineral in laboratorijski dvojnik imata neopazen videz in šele po rezanju postaneta diamanta.

Umetno vzgojen diamant je težko ločiti od naravnega. Obstajajo kamni takšne kakovosti, da jih je težko prepoznati tudi v gemološkem laboratoriju. In njihova cena je sorazmerna z naravnim materialom.

Zakaj umetno vzgojenih kristalov ne moremo imenovati lažni diamanti? In ker so izdelani po posebej ustvarjenih tehnologijah, tako da niso le podobni, ampak ponavljajo lastnosti naravnega minerala. Umetni diamanti pridobijo naslednje lastnosti, podobne diamantom:

• trdota;
• sijaj;
• lomni količnik, kot voda;
• enaka specifična teža;
• visoka toplotna prevodnost.

Torej, kako razlikovati brušene diamante naravnega izvora iz diamantov, umetno pridelanih v proizvodnji? Za razlikovanje je treba upoštevati naslednje lastnosti kamnov, pridobljenih v tehnološkem procesu:

1. Odziv na močno magnetno polje.
2. Pod mikroskopom, tudi pri 20-kratni povečavi, je težko najti napako na kamnu.
3. Zrnata struktura kristala, ki je vidna pri 80-kratni povečavi vzorca.
4. Rumenkast odtenek, ki ga pusti dušik.
5. Brez mineralnih vključkov.
6. Spektralna analiza bo pokazala prisotnost katalizatorskih kovin (če obstajajo).

Toda le infrardeča ali laserska spektrometrija daje natančen rezultat. Na trgu nakita so naravne brušene diamante napol nadomestili z gojenimi. Običajno so ti kamni veliki do 1 karata. Sintetizirati večje je nerentabilno: takšna proizvodnja je težavna in draga, čeprav umetne diamante v Rusiji gojijo z uporabo novih tehnologij. temno modra z maso 10,07 karata.

Tehnologije proizvodnje diamantov

Za gojenje diamanta iz mikroskopskih frakcij se uporabljata 2 metodi:

1. termobarična metoda. Diamantni prah se postavi v tlačno komoro, ki je izpostavljena visokemu tlaku in vročemu zraku. V tem primeru se kot katalizatorji uporabljajo kovinski filmi. Čas cikla 7-10 dni.

1. metoda CDV. Diamantno seme je postavljeno v vakuumsko komoro, ki vsebuje metan. Električni oblok uniči molekule plina, ogljikovi atomi se usedejo na izvorni material in kristalizirajo. Kamni rastejo v 4-5 dneh.

Sintetizirani in naravni diamanti imajo isto komponento - ogljik. Samo naravni mineral nastaja dolgo (neznano, kako nastane), v nekaj dneh pa ga vzgojijo v laboratoriju, s čimer lahko zadovoljijo povpraševanje ne le trga nakita, ampak tudi tistega industrijskega.

Proizvodni proces se tu ne konča. Nastali vzorci imajo grobo črno površino. A to se odstrani z brušenjem, po rezanju pa se kamen lesketa.

Diamant je bil prvič sintetiziran v drugi polovici prejšnjega stoletja. Oprema zanj je bila tako draga, da je bilo rudarjenje cenejše. Nadaljnji razvoj industrije je omogočil, da so bili stroški sintetičnih kristalov desetkrat nižji.

Umetno in lažno

Umetni diamanti so zelo cenjeni, prevaranti jih le redko ponudijo namesto pravih. Obstajajo kamni, ki jih zaradi njihovega svetlega sijaja običajno imenujemo nadomestki diamantov:

1. Cirkonij - po moči slabši od moissanita, z leti postane moten, je sintetičnega izvora.

1. Cirkoni so sintetizirani kamni in niso dragi.

Brezbarvni safir, rutil, fabulit, itrij, galij, kristali Swarovski, akrilni polimeri imajo briljanten sijaj. Imenujejo se ponaredki ali ponaredki, ker imajo drugačno strukturo in lastnosti. Najbolj diamantu podoben kristal je naravni mineral moissanit. Ima visoko trdnost, sijaj in sijaj se ohranita več let.

Gojeni kamni imajo 3 osnovne barve: rumeno, modro in brezbarvno. Te barve s časom ne spremenijo svoje nasičenosti. Lažje gojenje rumeni kamni, zato so večji (do 2 karata). Obstajajo oranžni kristali. To barvo dajejo nečistoče dušika, ko ta vstopi v kristalno mrežo. Težje je gojiti modre diamante (nečistoče bora dajejo barvo). Njihova velikost ne presega 1,25 karata.

Brezbarvne diamante je težko gojiti, saj ne smejo vstopiti nečistoče, ki dajejo barvo. Takšni kristali so manj dostopni, tehtajo največ 1 karat. Za izdelavo diamantov drugih barv (roza, rdeča, zelena), posebna obdelavaže po pridelavi. Barva kristala je označena s številko. Brezbarvna ima številko 1. Ampak to redki kamni in se imenujejo diamant čiste vode.

Proizvodnja umetnih diamantov je v povpraševanju. Poleg izdelave nakit, uporabljajo se v medicini, gradbeništvu, elektroniki, nanotehnologiji. Gojeni diamanti so kamni visoke čistosti, brezhibnega videza in zelo podobni naravnim.

Diamante ljubijo vse ženske na planetu, vendar si ne morejo vsi privoščiti takšnega razkošja. Sodobne tehnologije vam omogočajo, da ustvarite umetni diamant, ki je nekajkrat cenejši od naravnih kamnov.

Diamant ni potreben le zaradi lepote.

Uporablja se v industrijskem sektorju, astronavtiki, medicini in modni industriji.

Kako so se pojavili umetni diamanti

Naravni kamen je človeštvo poznalo že pred več deset stoletji. Ljubitelji neverjetnega sijaja so bili pripravljeni plačati okroglo vsoto za diamant. Ljubitelji prevar so se domislili najrazličnejših trikov, da bi prišli do denarja. Podarjeno za diamant nosorogovo, kubični cirkonij, moissanit. Ustvarjanje umetni kamen ni dalo miru človeštvu in konec 19. stoletja so znanstveniki začeli preučevati sestavo kamna in njegovo zgradbo.

Zahvale gredo edinstvene lastnosti dragulj ima visoko ceno na trgu nakita. Trdota, visoka toplotna prevodnost, močna disperzija, optična preglednost in odpornost proti obrabi - te lastnosti cenijo ne le draguljarji, ampak tudi strokovnjaki na različnih področjih znanosti, od industrije do medicine.

Da bi vsa področja življenja lahko uporabljala diamante v svoji industriji, so ljudje začeli ugotavljati, kako gojiti diamante.

Umetni diamanti se imenujejo sintetični, torej ustvarjeni v laboratoriju.

Leta 1950 so švedski znanstveniki prvič sintetizirali dragulj, nekaj let kasneje pa je bilo na trgu mogoče kupiti kamen umetnega izvora za ustvarjanje nakita. V zadnjem času je sodoben trg nakita skoraj v celoti zastopan nakit z umetnimi kamni.

Običajna oseba verjetno ne bo mogla razlikovati ponaredka od pravega dragulja, zato številni proizvajalci izkoriščajo pomanjkanje znanja med ljudmi.

Postopek gojenja

Kako se imenuje umetno gojen diamant - ve vsaka oseba, ki se je zanimala za tehnologijo njegove proizvodnje. Trenutno obstaja več tehnologij za sintetično izdelavo umetnega nakita.

Najbolj trpežna, a hkrati draga proizvodna tehnologija - iz kristalnega ogljika. Ogljik se namesti v posebno stiskalnico, na kateri črpalke s pomočjo vode ustvarjajo visok pritisk in s tem obdelujejo material.

Poleg tega poseben material, kot je hladilno sredstvo, zamrzne vodo in s tem poveča tlak za 10-krat. Na naslednji stopnji se v komoro dovaja močan tokovni naboj, pod vplivom vode in elektrike pa se kamen preoblikuje. Z odmrzovanjem komore lahko dobite končni umetni izdelek.

Eksplozija s pomočjo metana vam omogoča, da zgradite kamnito maso - to je tisto, čemur strokovnjaki pravijo umetni diamant. Ta tehnologija je cenejša kot pridelava iz ogljika.

Metan se lahko uporablja na dva načina. Pri prvem nanosu se bodo diamanti izkazali za majhne, ​​vendar z visokim odstotkom donosa. končan izdelek. Druga metoda vam omogoča, da zgradite kamnito maso, vendar bo temperatura obdelave dosegla 1100 stopinj.

Priljubljeni naslovi

Sintetični diamanti imajo zdaj več vrst. Glavni so:

• nosorogovo;
• rutil;
• kubični cirkonij;
• moissanit;
• feroelektrični;
• fabulit;
• cerusit.

V primeru cirkonijevega dioksida se uporablja ime cirkon. Vendar ne pozabite, da za naravni kamni cirkonij ni vključen. Po drugi strani ima kubični cirkonij visoko trdnost, visoko disperzijo in stopnjo loma.

Kubični cirkonij tako dobro posnema diamant, da ga vsi strokovnjaki ne morejo ločiti prvič. Če iščete najbolj kakovosten ponaredek sijoč kamen, potem se lahko šteje za moissanite. Optična zmogljivost je boljši od diamanta in fizične lastnosti ni slabši od naravnega diamanta. Moissanit se lahko umakne diamantu le v trdoti. Okrasni kamni so priljubljen izdelek na trgu. Zahvaljujoč svinčenemu steklu se kamenčki čudovito igrajo na soncu.

Področje uporabe

Skoraj 90 % vseh kamnov se uporablja v industriji in znanosti.

Najčistejši kamni se uporabljajo v nanotehnologiji, pa tudi v strojništvu.

Z njihovo pomočjo lahko ustvarite orodja s povečano močjo.

Ta orodja so:

• brusilne plošče;
• diski za poliranje;
• vrtalnik.

Sintetični diamant je našel široko uporabo v modni in lepotni industriji. Kamenčki se uporabljajo v oblačilih, pa tudi v nakitu in za okrasitev čevljev.

Umetni material je odlična alternativa naravni diamant. Ta kamen se lahko uporablja v različna področja industrije, mode in medicine ter za razvoj posebnih nanotehnologij.