Есть ли искусственные бриллианты

Что такое искусственные алмазы и в чем их отличие от настоящих?

Доброго времени суток, дорогие друзья! Что общего между алмазом и графитовым стержнем простого карандаша? Все верно, оба они состоят из атомов углерода. Однако, графит мягкий, а алмаз несокрушим, как настоящий «адамант» (10 баллов по шкале Мооса). Как это может быть?

И каким образом на свет рождаются искусственные алмазы?

Действительно, оба минерала состоят из одинаковых атомов, но их структура совершенно разная. У алмаза каждый атом углерода находится в центре треугольной пирамиды – тетраэдра. Такая кристаллическая решетка очень плотная, связи в ней сильные.

Структура графита подобна стопке монет: листы его кристаллической решетки, состоящие из шестиугольников атомов углерода, лежат слоями. Связь между слоями слабая, они легко сдвигаются. Поэтому твердость графита минимальна (1 балл по шкале Мооса).

Существует ли способ превратить невзрачный графит в сверкающий адамант? Удивительно, но такая технология существует.

Синтетические бриллианты — можно ли покупать?

Когда копия не хуже оригинала: искусственные алмазы

Синтетический алмаз – это копия, созданная нами «по образу и подобию» оригинала – природного камня. У нее точно такая же структура, свойства и другие параметры.

Однако, синтетическая копия нисколько не уступает оригиналу. Судите сами: синтетические, а вернее сказать, синтезированные алмазы превосходят натуральные по твердости и чистоте, лучше поддаются огранке.

Искусственные камни радуют полным отсутствием дефектов своих настоящих «собратьев» (микротрещины, вкрапления, помутнения). При этом они значительно дешевле драгоценных алмазов.

Впервые успешное создание адаманта было осуществлено в 1950 г. учеными компании ASEA (Швеция).

В 1956 г. американская фирма «General Electric» получила наипервейший алмаз, положивший начало потоковому фирменному производству искусственных камней. Это событие повергло рынок драгоценных камней в состояние шока.

За пару лет до этого, без особой шумихи, была запатентована другая технология выращивания алмазных кристаллов. Сначала их ювелирное качество вызывало сомнения, но в конце 80-х годов, с развитием новым технологий, процесс роста был усовершенствован и обрел новую жизнь.

Стало возможным, меняя режим синтеза, выращивать камни самых разных цветов: красные, голубые, желтые, коричневые. Такая фантазийная окраска в природе встречается очень редко: всего несколько десятков на миллион белых камней.

Исторический факт: император Павел I заплатил за красный бриллиант небольшого размера 100 тысяч рублей. В то время корову можно было купить за 5 рублей.

На мировом рынке первые синтезированные камни появились в 1993 г. С этого времени они широко используются в ювелирном деле, науке, технике и медицине.

Выпускаются синтетические кристаллы нескольких категорий:

• обычной прочности
• повышенной прочности
• высокой прочности
• монокристалли­ческие.

За год мировая добыча природных алмазов составляет 26 тонн. За тот же период (по данным Diamond Trading Company) только в производство драгоценных камней и украшений поступает до 200 тонн их синтетических алмазов!

Где используют синтетические алмазы

Искусственные адаманты используют в ювелирном деле. Потребители относятся к выращенным алмазам позитивно, в особенности современная молодежь. Поколению HiTec нравится этот высокотехнологичный продукт, идентичный по свойствам природному камню. При этом цена такого бриллианта вдвое ниже.

Ювелирные камни синтетического производства – по-настоящему прибыльный бизнес. Но вряд ли синтетика заменит природные адаманты в ювелирной отрасли. Сегодня не так много компаний, которые производят бесцветные монокристаллы. Да и скорости роста таких кристаллов довольно малы – около 1-2 мг/час. Таким образом, на выращивание кристалла в 1 карат (200 мг) уйдет около 5 суток.

Главное предназначение синтетических кристаллов связано с промышленным использованием. По словам Александра Колядина, технического директора российского алмазного холдинга: «Если из алмаза уже ничего больше нельзя изготовить, сделай бриллиант».

Действительно, высококачественные синтетические камни чрезвычайно востребованы в промышленности.

• Их безупречные кристаллы используются в специальной оптике, микроэлектронике, изготовлении синхротронов.
• Синтетические алмазы применяются для производства сверхмощных лазеров для медицины и оборонной промышленности.
• Выращенные кристаллы идеально подходят для компьютерных технологий, так как выдерживают более высокие температуры, чем кремниевые чипы. Это увеличивает долговечность и надежность электроники.
• Синтетические алмазы широко используются в виде алмазного порошка в машиностроении, металлургии, оборонном комплексе.
• Алмазные пасты из синтетических кристаллов применяются при изготовлении особо точных деталей, к чистоте поверхности которых предъявляются особые требования.
• Почти все высококачественные шлифовальные и режущие инструменты созданы с применением синтезированных алмазных кристаллов.
• Медицинские инструменты – еще одна важная сфера применения. Например, алмазный скальпель превосходит металлический по прочности. Его лезвие идеально ровное. Это особенно важно в офтальмологии, где необходимо свести к минимуму травмирование глаза при операции. Швы после такого скальпеля заживают очень быстро.
• Алмазные хрусталики имеют наиболее высокий коэффициент преломления и биосовместимость, поэтому они становятся все более популярными.

Неудивительно, что производство алмазов для промышленных целей идет вперед семимильными шагами. Сегодня оно превышает 5 миллионов карат. Лидируют в выращивании промышленных кристаллов Китай, США, Япония, Россия, Ирландия, ЮАР.

Как делают алмазы

В природных условиях алмазы образуются в земной мантии, при температуре 1300°С, под давлением 50000 атмосфер. Когда подземный вулкан делает мощный «выдох», раскаленные газообразные вещества мантии прорываются наружу, вынося на поверхность драгоценные камни. Так образуется легендарная кимберлитовая трубка Южной Африки – длинный колодец, уходящий на глубину до 150 км.

Как полагают геологи, эра формирования крупных алмазов завершилась. Земная мантия больше не является источником драгоценных кристаллов.

Возможно, в эпоху своей геологической молодости наша планета была более горячей, чем сегодня.

Если «материнской утробой» природных алмазов является мантия Земли, то их синтетические «сводные братья» вправе считать таковой лабораторию. Сегодня существует две основные промышленные технологии потокового производства синтетических адамантов: HPHT и CDV.

1. Первая основана на синтезе кристаллов из расплавленного углерода при самом высоком давлении и участии металлов-катализаторов. Это термобарический способ: high-pressure high-temperature (HPHT).
2. При использовании второй технологии адамант осаждают в виде пленочки из углерода в виде газа, а значит из плазмы, для создания которой необходима электрическая дуга. Это метод химического осаждения из газовой фазы: chemical vapor deposition (CDV).

Выращивание алмазов – дело кропотливое. Так, при HPHT-технологии в особые тубусы помещают порошок графита, сплавы металлов-катализаторов (железо, кобальт, никель), затравки-зародыши (алмазные кристаллы небольших размеров). В течение 12-13 суток с помощью гидравлического пресса поддерживается давление 50−70 тыс. атмосфер. При температуре 1500°С жидкий металл растворяет графитный порошок. Полученная масса устремляется к «зародышам», инициируя рост искусственных кристаллов.

При CVD-методе выращивания лабораторных кристаллов специальная пластина «засевается» алмазными «зародышами». Затем пластину помещают в специальную камеру. В условиях высокого вакуума, при температуре 3100°С молекулы углерода осаждаются из углеводородного газа (метана), формируя на пластине алмазы. Эта технология более энергоемкая и требует газообразного углеродного сырья. Но это с лихвой окупается скоростью производства.

Как отличить выращенные камни от природных?

На самом деле, задача непростая. Не каждый ювелир сможет отличить синтетический алмаз от естественного. Однако у потребителя все же есть шансы избежать покупки синтетического украшения по цене природного.

1. Иногда о ненатуральном происхождении адаманта сообщает клеймо, сделанное лазером и наносимое на рундист камня.
2. Однако, во многих случаях, не помешает воспользоваться сильнейшей лупой (20х), а еще лучше – спектрометром, микроскопом, а еще источником ультрафиолетового излучения и магнитом.
3. Как известно, искусственные бриллианты реагируют на сильные магниты.
4. Если по краю алмаза, лежащего на чистейшем белом листике, будет видима зона вторичной интерференции (белая полоска), то бриллиант, скорее всего, искусственный.
5. Также следует задуматься при полнейшем отсутствии внутренних дефектов не только под сильной лупой, но и под микроскопом.
6. В очень мощном микроскопе (х80 раз и выше) структура синтетики выглядит зернистой. Причина этого заключается в том, что выращенные алмазы образованы множеством сросшихся микромонокристаллов. В отличие от них, натуральные камни всегда получают из монокристаллов.
7. Есть и более тонкие методы анализа. Например, даже при отсутствии заметной зернистости, спектроскопический анализ часто позволяет обнаружить линии металлов (никеля и железа) в кристаллах, выращенных HPHT-методом.
8. Флюоресцентный анализ позволяет распознать синтезированные кристаллы, выращенные любыми способами. Природные бриллианты обычно имеют голубую флюоресценцию. У HPHT-кристаллов она желто-зеленая, у CVD-синтетики – красная.
9. И, наконец, Рамановская спектрометрия и инфракрасная спектрометрия по методу Фурье обеспечивают распознавание любого выращенного бриллианта.

Разумеется, исследования подобного рода требуют специального оборудования, которым располагают лишь самые известные геммологические лаборатории. Их экспертное заключение (сертификат) может дать 100%-ную гарантию природного происхождения продаваемого бриллианта.

По мнению специалистов компании «De Beers», мирового алмазного монополиста, достоверному распознаванию подлежат абсолютно все синтетические алмазы и бриллианты.

Приборы для идентификации

Компания «De Beers» первой разработала специальные приборы для идентификации кристаллов: «DiamondSure» и «DiamondView».

Прибор «DiamondSure» позволяет проводить проверку камней методом абсорбционного анализа, выявляя изменения поглощения света за счет микроэлементных включений.

В ходе такого анализа 98% природных кристаллов проходят проверку. Остальные 2% природных алмазов, все синтетические бриллианты и камни-имитаторы направляются на дальнейшее тестирование на приборе «DiamondView».

Работа этого прибора основана на методе флюоресценции. Он сочетает в себе источник ультрафиолетового излучения и электронный микроскоп.

Генерируя флюоресценцию исследуемых камней, прибор позволяет увидеть очертания секторов роста в синтетических бриллиантах. При этом, возможна диагностика бриллиантов как ординарных, так и фантазийных цветов.

Не отстает от «De Beers» и Геммологический институт Америки (GIA). Он создал прибор «DiamondCheck», принцип работы которого основан на инфракрасной спектроскопии. Прибор позволяет дилерам алмазных бирж проводить экспресс-проверку камней: время тестирования составляет всего 10 секунд.

Приборами «DiamondCheck» оснащены Клуб алмазных дилеров (Нью-Йорк), самые крупные алмазные биржи Южной Африки, Израиля, Гонконга, Дубая, Шанхая, Токио, а также Индийская алмазная биржа.

Алмазная лаборатория «HRD Antwerp» в Антверпене тоже внесла свою лепту в распознавание природных и выращенных алмазов. Ее последняя новинка — прибор «M-Screen», позволяющий обнаруживать синтетические камни в несколько раз быстрее, чем DiamondCheck от GIA.

Дорогие друзья! Заканчивая разговор об алмазах, уместно вспомнить известную строчку песни Мэрилин Монро о «лучших друзьях девушки» – бриллиантах.

Было бы славно, если бы прекрасная половина человечества умела также хорошо различать истинные и показные чувства поклонников, как геммологи распознают натуральные и синтетические камни… До скорых встреч! Не забудьте поделиться интересными фактами с друзьями!

Источник

Lab grown diamonds: синтетические алмазы сегодня и завтра

В 2019 году самым быстрорастущим направлением среди всех сегментов индустрии драгоценных камней и ювелирных изделий были синтетические алмазы. В последнее время тема синтетики – самая горячая в СМИ, как российских, так и зарубежных. Процент синтетических алмазов на рынке, а в другой трактовке процент «подделок», оценивается по-разному, озвучиваются даже очень значительные цифры (например, 20–40%). Государственные органы все чаще заявляют, что индустрия не может регулировать себя сама, что потребителя часто обманывают и что без вмешательства государства подобный обман станет постоянным. В нашем аналитическом материале мы осветим несколько аспектов, касающихся рынка синтетических алмазов, современного положения дел и перспектив.

В последние годы отношение в индустрии к синтетическим алмазам претерпело кардинальные изменения. Панические настроения у профессиональных диамантеров, вызванные в 2011 году новостями о появлении синтетики на рынке меле (мелких бриллиантов), постепенно сменились пониманием того, что синтетические алмазы на рынке есть и уже никуда не уйдут. Разноплановые дебаты – о том, как природные и искусственные алмазы в будущем будут сосуществовать на одном рынке, и о возможном разделении этих рынков – сегодня ведутся как на отраслевых конференциях и совещаниях, так и на страницах профессиональной периодики.

Ключевым моментом на рынке стал запуск в 2018 году компанией «Де Бирс» собственного бренда по торговле синтетическими бриллиантами – Lightbox Jewellery. Хотя эта компания была не первой и не последней, кто стал работать с синтетическими алмазами, такой шаг со стороны «Де Бирс», «матерого» алмазодобытчика, вызвал бурю эмоций. Ювелиры увидели, что можно заниматься параллельно и натуральными, и выращенными камнями, зарабатывая и на тех, и на других.

Компании, которые синтезируют алмазы для ювелирных целей, начали быстро развиваться сразу в трех направлениях: технологическом, маркетинговом и финансовом. Технологии синтеза алмазов совершенствуются, равно как и технологии послеростовой обработки этих кристаллов (последние позволяют либо обесцвечивать камни, либо, наоборот, придавать им фантазийные окраски).

Маркетологи придумывают, каким образом достучаться до потребителя и преподнести ему привлекательные стороны выращенного алмаза или, наоборот, показать непривлекательные аспекты природных алмазов. Победой маркетологов на этом фронте, пожалуй, можно считать новые правила торговли, принятые в США (FTC Rules).

До принятия этих правил природные бриллианты могли продаваться без упоминания слова «природный». То есть по определению полагалось, что бриллиант может быть только природным. Новые же правила устанавливают, что выращенный в лаборатории алмаз может предлагаться к продаже как «реальный» или «подлинный». Последствия от введения этих новых правил оценить трудно, но можно предположить, что на рынке США появилось пространство для введения потребителей в заблуждение.

Для привлечения инвестиций компании, синтезирующие алмазы, создают бизнес-планы, показывающие необычайную прибыльность и привлекательность этой сферы бизнеса. Утверждения о том, что сами технологии синтеза алмазов инновационные, а готовый продукт – по сути драгоценность, позволяют получать средства из самых разных источников. Напрашивается сравнение со средневековой алхимией, когда ученые думали, что из пепла можно создать философский камень, а уже из него – золото. Современные алхимики, превращающие графит в алмазы, придают своей деятельности такой блеск, что инвесторы охотно вкладывают средства в покупку новых установок для синтеза, или, как теперь их называют, «реакторов». В настоящее время алмазы синтезируют не только в США, Китае, Индии и России, но и в таких странах, как Сингапур, Швейцария, Чехия, Беларусь и других.

Существуют два принципиально разных случая при попадании ограненных синтетических алмазов на ювелирный рынок. В первом случае они продаются как синтетические: перед покупателем раскрывается факт, что камень не природный. Дальше эта корректная информация проходит по всей цепочке, включая ювелира, и доносится до конечного потребителя.

Этот вариант абсолютно легален и никого в заблуждение не вводит. Принципиально другая история разворачивается, когда кто-то в цепочке начинает утверждать, что это натуральный камень, или смешивает понятия «природный» и «искусственный», или еще каким-то образом умалчивает об искусственном происхождении камней. Это является мошенничеством и вводит потребителя в заблуждение. Правда, чтобы доказать умысел, нужно сначала определить, что данный камень искусственный, а затем понять, на каком этапе информация была искажена.

В качестве курьеза можно привести следующую ситуацию на рынке. К искусственным алмазам, выращенным двумя разными методами – HPHT (синтез алмаза из графита при высоких давлениях и температурах) и CVD (синтез из газовой фазы) – наблюдается совершенно различное отношение продавцов. Многие представители торговли, особенно индийские, уверены, что именно ограненные CVD алмазы неотличимы от природных камней в принципе.

Трудно сказать, на чем основывается эта уверенность, поскольку геммологические лаборатории однозначно распознают все синтетические алмазы, независимо от метода их выращивания.

Скажем несколько слово о том, как можно распознавать синтетические алмазы (на практике – ограненные из них бриллианты). Можно условно выделить два способа: экспрессный и лабораторный. Оба они основаны на том, что некоторые свойства природных и синтетических алмазов различаются и те или иные приборы позволяют это видеть.

Рис. 1. Детекторы для скрининга ограненных алмазов (слева направо: ALROSA Diamond Inspector, Gemetrix Jewellery Inspector, EXA, GIA ID 100, HRD D-Screen, Presidium)

Практика работы с камнями и изделиями в Геммологическом центре МГУ показывает, что на российском рынке постепенно растет количество синтетических бриллиантов. Они встречаются как в неоправленном виде, так и в ювелирных изделиях.

Таблица 1. Характеристики синтетических бриллиантов, предоставляемых на экспертизу в Геммологический центр МГУ

Даже с учетом роста количества синтетических алмазов, мы оцениваем их долю на рынке бриллиантов в первые проценты. Если бриллианты крупные, то на рынке принято продавать их с сертификатами и экспертными заключениями лабораторий. То есть они прошли проверку на предмет подлинности, и в этом случае достаточно изучить документ лаборатории, чтобы понять, какой это камень.

Другое дело – мелкие бриллианты. Традиционно они не проходят контроль подлинности, поэтому существует риск подмешивания синтетики к природным камням. Мы все чаще видим, что и в ювелирных изделиях могут использоваться природные бриллианты вперемешку с искусственными.

В связи с участившимися случаями покупки ювелирами партий меле, в которых подмешивается синтетика, в лаборатории Гемцентра МГУ в 2019 году появилась услуга для ювелиров и дилеров – проверка партий неоправленных мелких бриллиантов https://www.gem-center.ru/labnews-melee-screening.htm

Рис. 2. Ювелирные изделия на российском рынке, в которых закреплены одновременно и природные, и синтетические бриллианты

Законодательство в целом защищает права потребителя, но оно не проработано детально в отношении именно ювелирных камней, в частности – случаев продажи синтетических камней под видом природных. Это касается не только России, но и других стран.

Отсутствие четких правил не является благом для рынка, потому что в целом ряде случаев введение потребителя в заблуждение ненаказуемо по закону. Есть конкретный пример, когда покупательница в США более чем за четыре тысячи долларов купила себе камень, который продавался как «эко даймонд» – то есть экологический бриллиант.

При этом слово «эко» было написано в самом верху и крупным шрифтом, а то, что камень выращен в лаборатории, было написано внизу и мелким шрифтом. Покупательница сначала купила камень и была очень рада, но можно представить ее разочарование, когда она поняла, что это не природный бриллиант! В государственных масштабах это частный случай, но для индустрии ювелирных украшений – довольно показательный. Подобная ситуация снижает и доверие покупателей к индустрии в целом, и спрос на камни, в том числе и на бриллианты.

На сегодняшний день влияние синтетических алмазов на рынок бриллиантов в целом можно оценить как негативное. Даже если на них сумели заработать отдельные компании-производители или, скажем, некоторые ювелиры получили свою прибыль, продав покупателям эти камни, это не значит, что надо ставить крест на природных бриллиантах и тех их качествах, которые всегда ценили потребители.

Здесь уместно посмотреть, какой объем от рынка всех бриллиантов занимает синтетика. По разным оценкам, это от 4 до 10%. Согласно недавнему отчету аналитической компании Bain (Diamond Global Industry Report), в 2020 году прогнозируется снижение мирового рынка изделий с бриллиантами на 2%, а падение спроса на природное алмазное сырье оценивается в 26%. Если сопоставить доходы от торговли синтетикой и падение спроса на природные камни, не так велика добавленная стоимость, создаваемая искусственными алмазами, сколь велики убытки индустрии в целом, возникшие из-за падения глобального спроса на бриллианты.

Связано ли падение глобального спроса на бриллианты с появлением на рынке синтетики, с подмешиванием синтетики в партии природных камней, с введением потребителей в заблуждение? Вопрос риторический. Ответ понятен. Как это отразится на рынке в глобальной перспективе?

Это зависит от того, насколько конечный потребитель примет искусственные бриллианты, когда действительно поймет, что это такое. Сейчас покупателю сложно определиться с осознанным выбором, поскольку на него сваливается противоречивая информация. С одной стороны, искусственный алмаз не отличается от природного по составу, структуре и свойствам, то есть это точно такой же материал. С другой стороны, непонятно: та магия и та рыночная ценность, которая присуща природному алмазу… несет ли ее в себе искусственный бриллиант?

При сравнении природных и синтетических бриллиантов по стоимости очевидно, что синтетический бриллиант будет дешевле природного при условии такого же размера и качества. Разница в стоимости несколько лет назад определялась в 20–30%, сейчас оценивается в разы (от 2 до 4 раз). При этом тенденция к понижению стоимости наблюдается и для природных, и для синтетических бриллиантов.

Снижение стоимости природных бриллиантов вызвано глобальными экономическими условиями, в первую очередь снижением спроса в США и в Китае. Падение стоимости синтетических бриллиантов связано с тем, что с каждым годом их производится все больше. То есть снижение цен на синтетические бриллианты происходит быстрее, чем на природные, в первую очередь потому, что объемы их производства потенциально ничем не ограничены, в то время как природные алмазы – невозобновляемый природный ресурс. И отдельно нужно сказать, что стоимость синтетического алмаза может быть выше стоимости природного, если этот конкретный синтетический бриллиант больше конкретно этого природного по весу или лучше его по качеству.

Если потребителю предложить за одну и ту же цену однокаратный природный бриллиант и двухкаратный синтетический, то ситуация усложняется, и мы не беремся предугадать, какой будет выбор. Разные потребители будут выбирать по-разному. Вероятно, поэтому «Де Бирс» заявляет, что новая линейка ювелирных изделий с искусственными бриллиантами более доступна по цене и таргетирует более молодые поколения.

Нами уже упоминался отчет компании Bain о состоянии глобального рынка бриллиантов на основе анализа данных 2018 года. Аналитики Bain пишут: «Если индустрия природных бриллиантов сможет дифференцировать природные и синтетические бриллианты, например, позиционировать природные камни как Luxury и синтетические для Fashion Jewelry, то к 2030 году доля рынка синтетики составит 5–10% по стоимости. С учетом снижения стоимости производства синтетики мы ожидаем, что искусственные бриллианты станут доступны более широкой аудитории покупателей. В качестве полемики с этими утверждениями можно вспомнить, что имитации бриллиантов есть на рынке уже сотни лет и используются как бижутерия очень широко. Если для Fashion Jewelry нужен дешевый заменитель природного бриллианта, почему для этой цели не годится фианит или, скажем, стекло от Сваровски?

На наш взгляд, сложности с прогнозом того, как потребитель будет относиться к синтетическим алмазам, проистекают из непонимания того факта, что для специалиста на рынке есть 4 категории камней (природный камень, его имитация, синтетический аналог и природный облагороженный камень), а для публики, то есть для покупателей, всего две категории: настоящее и поддельное. И есть чаяния некоторых людей, кто вложился в синтетику, сделал на нее ставку, что потребители будут ценить синтетический алмаз на уровне природного, но просто имеющего меньшую цену.

Этого не произойдет. Все аналоги цветных драгоценных камней покупатели всегда и везде относят к категории подделок. То, что синтетический алмаз будет считаться драгоценным камнем, – это утопия, и такого не будет никогда. То есть синтетический алмаз можно сравнивать с искусственным муассанитом или искусственным оксидом циркония, которым он пока проигрывает по цене. Наверное, это ненадолго, так как все инвестиции в реакторы, большие китайские фабрики по синтезу, приводят к увеличению количества синтетических алмазов и, следовательно, к снижению их стоимости.

Автор благодарит за участие в подготовке материала сотрудников Геммологического центра МГУ Анну Алексееву, Александра Столяревича, Татьяну Пахарь и Ольгу Яковлеву.

Источник

Что такое искусственные алмазы и насколько они ценны: выращивание, история, применение

Синтетический, или искусственный, алмаз – имитация натурального минерала, ничем не уступающая оригиналу. Синтезированные алмазы не имеют дефектов, более чистые и твердые, чем натуральные.

Что такое искусственные алмазы и бриллианты

Синтетические алмазы производят в лабораториях по нескольким методикам. Чтобы их изготовить, требуется дорогостоящее оборудование и качественное сырье. Наиболее известны HPHT-алмазы или CVD-алмазы.

Качественный синтетический бриллиант (алмаз, подвергшийся обработке) внешне не отличается от оригинала, а также совпадает по физико-химическим свойствам. Поэтому более грамотное название для таких камней – «выращенные (или созданные) в лаборатории», т. к. понятие «синтетические» у людей обычно ассоциируется с некачественной имитацией.

Быстрая скорость синтеза искусственной копии (камень массой 1 карат создается 5 суток) позволяет заметно снизить цену на него, в сравнении с натуральным камнем.

В настоящее время зафиксирован самый большой искусственный алмаз массой в 34 карата.

Искусственные аналоги самоцвета производят в наибольших количествах в Китае, США, Японии, России, Ирландии, ЮАР.

Разновидности искусственных алмазов: фианит, муассанит, циркон, топаз, белый сапфир, гранат алюмоиттриевый, стразы.

Дополнительно смотрите про муассанит:

История камней

В XVIII веке ученые выяснили химическое строение натурального минерала. Тогда же впервые родилась мысль о том, чтобы воссоздать его искусственным путем. Долгое время попытки создания синтетического алмаза терпели крах. Но в 1920-х годах это все-таки удалось. Был создан первый искусственный алмаз.

Новинка не отличалась совершенством, поэтому ученые не стояли на месте. В 1940-х годах ученые США, Швеции, СССР занялись вплотную этим вопросом.

Мелкие искусственные самоцветы хорошего качества были произведены в 1953 году шведским ученым, сконструировавшым установку, в которой образец сжимался поршнями с разных сторон. А начиная с 1970 года, специалисты научились синтезировать крупные алмазы, не уступающие оригиналу. С 1990-х годов появился новый метод – синтез с подрывом.

Цветовая гамма лабораторных камней

Наиболее востребованными считаются традиционные бесцветные алмазы. Во время их синтезирования требуется особое внимание, т. к. случайные примеси, попавшие в состав, добавят оттенок.

Из цветных принято изготавливать:

• желтые (примесь азота);
• синие (примесь бора);
• черные (примесь никеля).

Реже изготавливают розовые, сиреневые, красные, зеленые.

Как выращивают кристаллы

Для производства искусственных алмазов используют несколько технологий.

1. HPHT – термобарический способ (температура и давление). Камни, полученные этим методом, стоят относительно недорого, т. к. затраты не высоки. Суть заключается в нагреве (1500 градусов) углерода под высоким давлением (50000–70000 атмосфер) при участии металлов-катализаторов.
2. CVD – метод химического осаждения из газовой фазы. Камни, выращенные данным методом, используют в оптике и электронике. С помощью нагревания (3100 градусов) или СВЧ-излучения углеводородный газ (метан) осаживают на кремниевую пластину. Получается пленочка толщиной 2–3 мм.
3. Взрывной синтез. Из графита под высоким давлением за счет детонации взрывчатых веществ производят искусственную копию.
4. Ультразвуковая кавитация. В органический растворитель добавляют суспензию графита при нормальных условиях, и под действием ультразвуковой кавитации выращивают искусственный минерал.

В настоящее время наиболее популярно получение алмазов с помощью первых двух методик.

Смотрите передачу о производстве синтетических камней:

Сферы применения и открывающиеся возможности

Идеальные самоцветы используются в ювелирном деле. Несовершенные же экземпляры используются в промышленности.

1. Промышленные алмазы используют в производстве подшипников, сверл.
2. Из алмазной крошки делают напыления режущего и шлифовального инструмента.
3. Алмазный порошок применяют в металлургии, машиностроении, оборонном комплексе.
4. Алмазные пасты используют для создания особо точных деталей.
5. Синтетические кристаллы используют в электронике для создания игл, прослоек в микросхемах, счетчиках.
6. В медицине используют для производства инструментария, сверхмощного лазера.
7. Высокие технологии тоже не обошлись без синтетического алмаза – его используют при создании сотовых телефонов.

Сравнительные характеристики камней

Внешне отличить искусственный самоцвет от натурального очень сложно. Имитация не имеет ни вкраплений, ни дефектов, имеет те же физико-химические свойства, что и оригинал.

Но отличает имитацию и оригинал сроки и пути получения самоцвета. Натуральные камни формируются миллионы лет в естественной среде, копии же изготавливаются за считанные часы (1–2 мг/ч) в лабораториях.

Увидеть различия можно с помощью профессионального оборудования. При увеличении в 80 раз и более видна зернистая структура синтетического камня. А еще известно, что они реагируют на магнит. Если положить самоцвет на белый лист бумаги и при этом по краю камня будет видна белая полоса, то скорее всего он искусственный.

В условиях специализированной лаборатории можно найти отличия с помощью флюоресцентного анализа, Рамановской и инфракрасной спектрометрии, спектроскопии.

В продолжение темы смотрите видеосюжет:

Стоимость синтетических кристаллов

Внешне оригинал и имитация – неотличимы: нет ни примесей, ни дефектов. Стоимость за диоксид циркония начинается от 1,5 долларов за 1 карат, муассанита – от 75 долларов за 1 карат. Желтый алмаз стоит от 200 долларов, а розовато-оранжевый – от 3000 долларов за 1 карат.

Натуральные алмазы – ресурс, который в скором времени иссякнет. По некоторым данным, земля уже исчерпала ресурсы для производства натурального минерала. Поэтому производство искусственных самоцветов все больше и больше набирает популярность.

Знали ли вы о существовании искусственных алмазов? Рассказывайте о своем опыте в комментариях. Делитесь статьей с друзьями в соцсетях. Всего доброго.

Источник