Kunstige diamanter: hvordan ser de ut, hvordan oppnås de og hvor brukes de?

Diamanter skiller seg ut for sin unike strukturtetthet, som gjør at steinen tåler store belastninger og høye temperaturer. Denne egenskapen brukes i romeksperimenter og utviklinger, i produksjon av medisinsk utstyr og presisjonsklokker, og i atomindustrien. Etter kutting blir det vakre mineralet til en diamant, som er høyt verdsatt av gullsmeder. Moderne teknologier gjør det mulig å lage det under kunstige forhold, og reduserer prisen uten å miste kvalitet.

For aktiv bruk i industriell skala har kunstige diamanter blitt produsert siden 1993. Kvaliteten deres var så høy at gullsmeder krevde spesielle tester for å fastslå ektheten til steinene. For den gjennomsnittlige forbrukeren var ikke forskjellen åpenbar i det hele tatt, så mange selskaper begynte å bruke krystaller for å lage luksuriøse smykker.

I moderne laboratorier dyrkes flere typer av denne syntetiske steinen: cerussitter, fabulitter, rhinestones, ferroelektrikk, moissanites. Den vakreste og reneste kuben av zirkoniumdioksid, som kalles "cubic zirconia", regnes. Den brukes i mange industriområder og utfyller kolleksjonene til motehusene Thomas Sabo og Pandora.

Nøkkeltrekk ved kultiverte diamanter:

• lav pris sammenlignet med naturstein (prisen er 10-15 ganger mindre);
• enkel skjæring;
• ingen skjulte defekter som påvirker hardheten (luftbobler, sprekker);
• full imitasjon av en ekte diamant etter skjæring.

Blant elskere av vakre steiner var meningene også delte om egenskapene til en unaturlig stein. Noen av dem tror at bare en ekte diamant er i stand til å drive bort onde ånder, beskytte eieren mot skader og det onde øyet og hjelpe ham i kommersielle anliggender.

Kunstige steiner har blitt utviklet de siste årene av de kjente merkene Diamond Foundry, Helzbergs Diamond Shops og LifeGem. Denne virksomheten i USA regnes som den mest lønnsomme og lovende, siden skaden på miljøet er minimal. I tillegg viser mange geologiske eksperimenter at perioden med dannelse av diamanter i naturen er over. Derfor vil utviklingen av nye forekomster snart bli en saga blott.

Ekte diamanter har vært populært i århundrer. Dyre diamanter prydet kongelige klær og kroner, ble arvet og innført i gullreservene til statskassen til mange land. Selv i dag er fasetterte mineraler den beste investeringen og øker bare i verdi hvert år.

Den første kunstige diamanten ble oppnådd i 1950 av svenske forskere ved ASEA-laboratoriet. Etter forskning ble erfaringen deres gjentatt av det amerikanske selskapet General Electric i 1956, og forbedret teknologien. I løpet av flere tiår har det dukket opp nye metoder og utviklinger som har gjort det mulig å endre nyanse, form og størrelse på et syntetisk mineral. I 1967 ble det oppnådd patent for dyrking av edelstener.

Historien om deres produksjon i Sovjetunionen begynner med den første steinen, som ble syntetisert ved Institute of Physics and High Pressure på slutten av 50-tallet av forrige århundre. Men aktivt arbeid i denne retningen utføres av vitenskapsmannen O. I. Leipunsky, som publiserte mange vitenskapelige artikler og beregninger tilbake i 1946.

Et virkelig gjennombrudd skjedde på begynnelsen av 60-tallet av forrige århundre, da unge forskere fra Moskva høytrykkslaboratorium opprettet en spesiell presse. Med hans hjelp var det mulig å etablere en storstilt produksjon av kraftige steiner: volumet nådde tusen karat per dag. Alle produserte industrielle diamanter ble brukt til behovene til rakett- og maskinteknikk, ble eksportert, og ga milliarder i fortjeneste.

De siste årene har nye teknologier blitt utviklet i Russland av private smykkehus og vitenskapelige laboratorier.

Kunstige diamanter dyrket i laboratorier til ledende kjemiske selskaper er vanskelig å skille fra ekte steiner når det gjelder gjennomsiktighet og lysstyrke. Men alle kjente metoder krever store investeringer og er arbeidskrevende.

HPHT eller High Pressure, High Temperature er den vanligste teknologien. Forskere legger ekte steiner 0,5 mm i størrelse i basis av syntetisk cubic zirconia. I et spesielt kammer, i henhold til operasjonsprinsippet, som minner om en autoklav, skapes en kombinasjon av en temperatur på minst 1400 ° C og et trykk på 55 000 atmosfærer. Ulike kjemiske forbindelser og grafittlag påføres den naturlige basen.

Etter 10 dager med slik eksponering dannes sterke sigmabindinger, leddene rundt basen dannes til en hard og gjennomsiktig stein.

Denne teknologien er en av de første innen dyrking av kunstige mineraler. Det er mye brukt når det er nødvendig å lage et spesielt sterkt og skarpt diamantbelegg, for å lage diamanter av høy kvalitet. Alle komponenter og diamantsubstratet er plassert i spesielle kammer som skaper et vakuum. Etter fylling med metan begynner eksponering for mikrobølgestråler, velkjent fra arbeidet med en mikrobølgeovn. Ved høye temperaturer begynner kjemiske forbindelser av karbon å smelte og kombineres med basen.

CVD-teknologi produserer diamanter av høy kvalitet som ikke har dårligere egenskaper enn ekte. På grunnlag av dem utvikles en teknologi for å erstatte slitesterke datatavler, dielektrikum og ultratynne skalpeller innen oftalmologi.

En av de siste utviklingene er metoden for eksplosiv syntese. Den er basert på en kombinasjon av skarp oppvarming av en kjemisk blanding ved bruk av en eksplosjon og påfølgende frysing av det resulterende mineralet. Resultatet er en naturlig forekommende syntetisk diamant laget av krystallinsk karbon. Men de høye kostnadene får kjemikere til å se etter nye alternativer for syntese av steinmasse.

Blant alle diamanter opptar syntetiske steiner bare 10% av markedet. Rimelige cubic zirconia krystaller brukes til å lage kvinners smykker. Kjente motehus dekorerer kveldskjoler, vesker og sko med dem, og bruker dem i eksklusiv innredning.

Mer enn 90 % av kunstige diamanter brukes i industrien. Hovedretninger:

• høypresisjonsslipemaskiner, verktøy for å kutte harde materialer;
• mikroelektronikk og datamaskinproduksjon;
• forsvarsindustrien;
• robotikk;
• unike lasere for øyekirurgi;
• maskinteknikk;
• nye maskinverktøy innen metallurgi;
• rakett forskning.

Nylige fremskritt inkluderer bruken av syntetisk diamant for å lage en kunstig linse. Transplantasjonsoperasjoner har vist at klarheten og snittet gjør implantatet ideelt for pasienten.

Industrien produserer syntetisk diamant, som er så lik en naturlig krystall at det kreves en rekke laboratorietester for å identifisere den. La oss ta en titt på de vanligste forskjellene.

• Alle kunstig dyrkede diamanter har et spesielt stempel. Den gir navnet på selskapet eller laboratoriet som produserte produktet.

• Det er bedre å bruke et kraftig mikroskop i stedet for et forstørrelsesglass for inspeksjon. I verksteder oppdages defekter ved hjelp av en spektrograf, og belyses under ultrafiolette stråler.

• Ekte diamanter reagerer ikke på elektromagnetiske felt. Du kan bruke denne egenskapen som en testmetode: en syntetisk stein tiltrekkes av en sterk magnet.

• Hvis det er nødvendig å identifisere en diamant hjemme, plasseres den på tykt hvitt papir. Nært inspeksjon avdekker vekstsoner som oppstår når et lag med karbon dannes under høyt trykk.

• Natursteiner er laget av de minste enkeltkrystallene, derfor har de en homogen struktur. Når de ses i detalj under et mikroskop, ser unaturlige produkter ut til å være sammensatt av mange mikroskopiske krystaller.

På bare 10-15 sekunder tillater de å skille syntetisk fra naturstein med en nøyaktighet på 95-98%, gi maksimal informasjon om kvaliteten og strukturen til krystallen.

Produksjonen av syntetiske diamanter er beskrevet i neste video.