Konstgjorda diamanter: Hur ser de ut, hur får de dem och var används de?

Diamanter kännetecknas av en unik konstruktionstäthet, så att stenen tål tunga belastningar och höga temperaturer. Denna egenskap används i rymdförsök och utveckling, vid tillverkning av medicinsk utrustning och precisionsklockor, inom kärnindustrin. Efter att ha klippt ett vackert mineral förvandlas till en diamant, vilket uppskattas av guldsmedare. Modern teknik gör att du kan skapa den i konstgjorda förhållanden, vilket sänker priset utan att förlora kvalitet.

För aktiv användning i industriell skala har konstgjorda diamanter producerats sedan 1993. Deras kvalitet var så hög att juvelerare behövde göra speciella tester för att bestämma ädelheten hos stenarna. För genomsnittskonsumenten var skillnaden inte uppenbar alls, så många företag började använda kristaller för att skapa lyxiga smycken.

I moderna laboratorier odlas flera typer av denna syntetiska sten: cerussites, fabulites, rhinestones, ferroelectrics, moissanites. Den vackraste och rena anses vara kubisk zirkoniumdioxid, som kallas "cubic zirconia". Den används i många delar av branschen, kompletterar kollektionerna av modehus av Thomas Sabo och Pandora.

Huvuddragen i artificiellt odlade diamanter:

• låg kostnad i jämförelse med naturstenar (priset är 10-15 gånger mindre);
• enkel att skära
• inga dolda defekter som påverkar hårdheten (luftbubblor, sprickor);
• full efterföljning av den riktiga diamanten efter skärningen.

Bland älskare av vackra stenar delades också åsikter om naturstenens egenskaper. Några av dem tror att bara en sann diamant kan köra bort onda andar, skydda sin ägare från skador och onda ögon och hjälper honom i kommersiella affärer.

Under de senaste åren har konstgjorda stenar utvecklats av välkända varumärken Diamond Foundry, Helzberg s Diamond Shops och LifeGem. Denna verksamhet i USA anses vara den mest lönsamma och lovande, eftersom skadan för miljön är minimal. Dessutom visar många geologiska experiment att perioden för bildandet av diamanter i naturen är över. Därför kommer utvecklingen av nya insättningar snart att bli en sak av det förflutna.

Riktiga diamanter har varit populära i flera århundraden. Kostsamma diamanter dekorerade kungliga kläder och kronor, arvades och ingick i guldreserverna i statskassan i många länder. Ännu idag är skära mineraler den bästa investeringen, som bara ökar i pris varje år.

Den första konstgjorda diamanten erhölls 1950 av svenska forskare i laboratoriet i ASEA. Efter att ha undersökt sin erfarenhet, upprepade det amerikanska företaget General Electric 1956, med förbättrad teknik. Under flera årtionden har nya metoder och utvecklingar uppstått som gjorde det möjligt att ändra färgtonens form, storlek och storlek. År 1967 mottogs ett patent för odling av smyckenstenar.

Historien om deras produktion i Sovjetunionen börjar med den första stenen, som syntetiserades vid Institutet för fysik och högt tryck i slutet av 50-talet av förra seklet. Men det aktiva arbetet i den här riktningen utförs av forskaren O. I. Leipunsky, som publicerade många vetenskapliga papper och beräkningar tillbaka 1946.

Det verkliga genombrottet hände i början av 60-talet av det senaste århundradet, då unga forskare från Moskvas högtryckslaboratorium skapade en speciell press. Med sin hjälp var det möjligt att etablera en storskalig produktion av tunga stenar: volymen nådde tusen karat per dag. Alla tillverkade tekniska diamanter användes för behoven av raketproduktion och maskinteknik, som exporterades, vilket gav miljarder i vinst.

Under de senaste åren har ny teknik i Ryssland utvecklats av privata smyckenhus och vetenskapliga laboratorier.

Konstgjorda diamanter odlade i laboratorier från ledande kemiska företag är svåra att urskilja från äkta sten när det gäller öppenhet och glans. Men alla kända metoder kräver stora investeringar, är mödosamma.

HPHT eller högtryck, hög temperatur är den vanligaste tekniken. Grunden för syntetiska kubiska zirkoniumforskare ligger äkta stenar med en storlek på 0,5 mm. I en speciell kammare skapas en kombination av en temperatur av minst 1 400 ° C och ett tryck på 55 000 atmosfär på principen om operation som liknar en autoklav. Olika kemiska föreningar, grafitlager, läggs på den naturliga basen.

Efter 10 dagar av sådan exponering uppträder starka sigmabindningar, kopplas runt basen till en solid och transparent sten.

Denna teknik är en av de första i odlingen av konstgjorda mineraler. Det används ofta när du behöver skapa ett mycket starkt och skarpt diamantbeläggning, vilket skapar högkvalitativa diamanter. Alla komponenter och diamantsubstratet placeras i speciella kamrar som skapar vakuum. Efter påfyllning med metan börjar exponeringen för mikrovågsrör, som är känd för mikrovågsugnens funktion. Vid höga temperaturer börjar kemiska föreningar av kol att smälta och kombinera med basen.

CVD-tekniken ger högkvalitativa diamanter som inte är sämre i sina egenskaper än idag. På grundval av detta utvecklas tekniken för att ersätta de slitstarka styrelserna för datorer, dielektrikum och ultratunna hårbotten i oftalmologi.

En av de senaste utvecklingen är metoden för explosiv syntes. Den är baserad på en kombination av hård uppvärmning av en kemisk blandning med hjälp av en explosion och efterföljande frysning av det erhållna mineralet. Resultatet är en syntetisk diamant med naturliga egenskaper, framställd av kristallint kol. Men den höga kostnaden tvingar kemiker att leta efter nya varianter av syntesen av stenmassa.

Bland alla diamanter står syntetiska stenar för endast 10% av marknaden. Billiga kristaller av kubisk zirkoniumoxid används för tillverkning av kvinnors smycken. De kända modehusen dekorerar med kvällsklänningar, handväskor och skor, som används i exklusiv inredning.

Mer än 90% av konstgjorda diamanter används inom industrin. Huvudområden:

• precisions slipmaskiner, verktyg för skärning av hårda material;
• mikroelektronik och datorframställning;
• försvarsindustrin;
• robotteknik;
• unika lasrar för ögonoperation;
• maskinteknik;
• nya verktygsmaskiner inom metallurgi;
• raketvetenskap.

Bland de senaste prestationerna är användningen av syntetisk diamant för tillverkning av en konstgjord lins. Transplantationsoperationer har visat att renheten och lättheten av skärning gör implantatet idealiskt för patienten.

Branschen producerar syntetisk diamant, så som en naturlig kristall, att dess identitet kräver en serie laboratorietester. Tänk på de vanligaste skillnaderna.

• Alla konstgjorda diamanter har en särskild frimärke. Det anger namnet på det företag eller laboratorium som producerade produkten.

• För inspektion är det bättre att använda inte ett förstoringsglas, men ett kraftfullt mikroskop. I verkstäderna detekteras defekter med hjälp av en spektrograph, sken genom ultraviolettens strålar.

• Reella diamanter reagerar inte på det elektromagnetiska fältet. Som en verifieringsmetod kan du använda den här egenskapen: en syntetisk sten lockas till en stark magnet.

• Om du behöver identifiera en diamant hemma, läggs den på vitt tjockt papper. Vid närmare undersökning blir tillväxtzoner som uppträder under bildandet av ett kolskikt under högt tryck märkbara.

• Naturstenar skapas från de minsta enskilda kristallerna, har därför en likformig struktur. Onaturliga produkter, när de undersöks i detalj under ett mikroskop, verkar bestå av en mängd mikroskopiska kristaller.

På bara 10-15 sekunder tillåter de, med en noggrannhet på 95-98%, att särskilja syntet från en natursten, ge maximal information om kristallens kvalitet och struktur.

Produktionen av syntetiska diamanter beskrivs i nästa video.