Где применяются искусственные алмазы

Как правильно называется искусственный бриллиант. История создания, для чего выращивают синтетический алмаз и в каких сферах его можно применять. Насколько отличаются от настоящих бриллиантов.

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.

Производство синтетических Алмазов. Алмазы

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!

Как проверить золото в домашних условиях на подлинность? Эффективные и простые способы для быстрой проверки золота уксусом, йодом, ляписным карандашом, магнитом. Проверять золото или нет — личное дело каждого, но мы советуем всё-таки повнимательнее присмотреться к украшению, чтобы избежать неприятных моментов. Несколько простых методов, о которых мы расскажем сегодня, стоит взять на вооружение – ведь никогда не знаешь, где пригодится новое знание. Как определить золото в домашних условиях. Как определить пробу золота. Золотые изделия, предназначенные для широкого рынка, всегда имеют пробу. Это оттиск из трех цифр на внутренней стороне изделия.

Искусственные бриллианты: как называются, из чего делают искусственный алмаз и как он используется в промышленности

Алмаз ювелирного качества – одно из самых совершенных творений природы. Достаточно взглянуть на бриллиант чистой воды – и сразу понимаешь: вот он, Идеал! Человек горд и амбициозен: он стремится не только скопировать шедевры природы, но и усовершенствовать их.

Синтетический бриллиант – это абсолютная копия природного алмаза, но лишенная недостатков, присущих натуральному минералу. Чтобы создать технологии, позволяющие выращивать сияющие кристаллы в лабораторных условиях, Человечеству пришлось проделать долгий путь.

Да, искусственные алмазы стоят дешевле природных аналогов и не имеют инвестиционной ценности. Однако для их добычи не используется каторжный труд (блокбастер «Кровавый алмаз» смотрели?), не наносится ущерб природе, да и украшения с синтетическими бриллиантами доступны большему числу любителей драгоценностей.

Как появились синтетические алмазы?

Природные алмазы ювелирного качества достаточно редки, да и добыча их – весьма дорогостоящий процесс. Это обуславливает очень высокую цену на эти поистине королевские камни.

Алмазы образуются на огромных глубинах, под чудовищным давлением, а затем, в ходе вулканических процессов, выносятся ближе к поверхности. Они залегают в гигантских кимберлитовых трубках, и чтобы добыть один алмаз, привлекательный с ювелирной точки зрения, нужно переработать сотни тонн породы.

Процесс образования алмазов растягивается на сотни миллионов лет. Их запасы постепенно истощаются, что вызывает неуклонный рост цен. Именно поэтому бриллианты естественного происхождения представляют серьезный интерес в плане инвестиций.

Попытки создать искусственный бриллиант предпринимались давно – аж с позапрошлого века, когда была открыта формула алмаза. Чарующие камни оказались обычным углеродом, то есть, близкими родственниками обычного графита и каменного угля. А необыкновенную твердость, прозрачность, блеск и прочие черты, присущие алмазу, углерод обрел благодаря особой кубической кристаллической решетке.

Долгое время состояние науки и техники не позволяло получить кристалл алмаза в искусственных условиях. Ученые периодически сообщали о якобы удачных попытках вырастить алмаз, однако до середины прошлого столетия они были фальсификацией.

Золотые серьги из коллекции «Бриллианты Якутии» (перейти в каталог SUNLIGHT)

Пальма первенства в этом отношении принадлежит шведскому ученому Бальцару фон Платену – ему в 1953 году удалось впервые получить алмаз в искусственных условиях. А затем технология производства была усовершенствована уже американскими исследователями.

Первые искусственные алмазы появились на рынке несколько лет спустя, ученые других стран научились выращивать алмазы в лабораториях, но до настоящего успеха было еще далеко: синтетические минералы не отличались высоким качеством и могли использоваться исключительно в технических целях.

Со временем технологии совершенствовались, и в 1970 году Герберту Стронгу и Роберту Уэнторфу из американской корпорации General Electric удалось наконец получить алмазы ювелирного качества весом до одного карата. Но использованная ими технология оказалась нерентабельной: себестоимость производства синтетических камней приближается к цене натуральных алмазов, а то и превосходит ее.

Самый крупный алмаз ювелирного качества из известных на данный момент был выращен в 2015 году. Чистейший бриллиант в 10,2 карата был огранен из заготовки в 32,26 карата. А его автором стала компания из Санкт-Петербурга New Diamond Technology.

Недавно в прессу просочились сведения о том, что украинские ученые превзошли российских: им удалось получить искусственный алмаз весом аж в 109 карат. Подробности технологии пока не разглашаются, посему судить о правдивости этой истории сложно.

На данный момент лидерами в производстве искусственных алмазов являются компании из США, Японии и России. А на предприятиях Поднебесной ежегодно клепают миллиарды карат бриллиантов, но очень низкого качества, для технических нужд.

Название искусственных бриллиантов

Запомните: искусственный бриллиант называется… Да так он и называется: искусственный или синтетический бриллиант или алмаз. Могут существовать некоторые торговые наименования, но алмаз остается таковым по определению.

Искусственно выращенный бриллиант имеет такие же характеристики, как и природный прототип: он состоит из чистого углерода, столь же бескомпромиссно тверд, прозрачен, практически невосприимчив к агрессивным химикатам и так далее. Более того, он лишен изъянов, присущих природному собрату (трещин, пятен и иных дефектов).

Золотые серьги с жемчугом и бриллиантами (перейти в каталог SUNLIGHT)

Искусственный бриллиант – не имитация и не подделка, а минерал искусственного происхождения. Отличить его от природного алмаза не сможет даже ювелир, не располагающий оборудованием для спектрографии, а что говорить о простом обывателе?

Искусственные бриллианты тоже могут проходить сертификацию, но они оцениваются отдельно от природных собратьев. В частности, российский 10-каратный бриллиант был сертифицирован Международным геммологическим институтом (IGI) в Гонконге.

Обыватели, а зачастую – и продавцы некоторых ювелирных магазинов, зачастую называют искусственными бриллиантами всевозможные имитации. Но между понятиями «синтетический алмаз» и «имитация» лежит пропасть!

Фианит

В химическом плане фианит – это кубический цирконий. Фианит является разработкой советских ученых, пытавшихся получить камень, сходный с алмазом по оптическим свойствам, но куда менее дорогой.

Это у них получилось, и теперь фианиты используются как при производстве оптического оборудования, так и для изготовления бюджетных ювелирных изделий. Внешне они похожи на алмазы, но не обладают такой игрой цвета, гораздо мягче и со временем могут помутнеть. Зато стоят очень недорого!

Муассанит

Перед вами самый качественный и дорогой заменитель алмаза на современном рынке. Но тут наблюдается смешение понятий. Муассанит – минерал природного (скорее всего, космического) происхождения. Кристаллы его крайне невелики и в ювелирной промышленности не используются.

Зато искусственный аналог муассанита карборунд распространен гораздо шире. Именно он используется в качестве вставок в украшения. Карборунд приближается по твердости к алмазу (9,5 по шкале Мооса) и значительно опережает его по способности выдерживать нагревание. Он блестит даже ярче, чем бриллиант!

Лейкосапфир

Лейкосапфир – бесцветный корунд, который часто называют белым сапфиром. Белые сапфиры стоят значительно дешевле своих синих собратьев и часто выступают в роли «бриллиантов» в украшениях среднего ценового сегмента. Они практически не мутнеют, проявляют выдающуюся твердость и прозрачность – словом, весьма качественная и недешевая имитация.

Синтез корунда гораздо проще и дешевле, чем получение искусственного происхождения, поэтому ювелиры часто работают именно с лейкосапфирами искусственного происхождения.

Корунды – славное семейство, включающее не только сапфиры, но и рубины. Эти камни практически идентичны по свойствам и химическому составу, за исключением добавок, определяющих цвет.

Рутил

Рутил – один из самых дешевых и низкокачественных аналогов бриллианта. В химическом плане – это оксид титана, в физическом – природный мутный кристалл бурого цвета. Для ювелирных целей он малопригоден.

Однако в середине прошлого столетия рутил научились делать искусственно, причем придавая ему внешний вид бриллианта. На тот момент это было прорывом в ювелирной промышленности, и украшения с «титанией» или «радужным камнем» заполонили прилавки магазинов. Но искусственный рутил достаточно мягок и склонен к помутнению.

Стальные серьги в подарочной упаковке с кристаллами Swarovski (перейти в каталог SUNLIGHT)

Стразы

В эту группу входят разнообразные имитации бриллиантов, созданные на основе стекла. Обычную стекляшку сложно перепутать с благородным камнем, но ювелиру Георгу Страссу удалось приблизиться к идеалу хотя бы визуально. Он разработал технологию нанесения металлической пудры на поверхность стекла, что позволило получить эффектный «бриллиантовый» блеск.

Цена страз колеблется в широчайших пределах: от копеечной для безделушек китайского производства до весьма кусачей для знаменитых кристаллов Сваровски. Однако самый качественный страз даже близко не стоит к бриллианту, а царапается он практически как обычное стекло.

Стразы Swarovski имеют уникальный состав, поэтому так высоко ценятся в мире. Маэстро более века назад разработал технологию производства искусственного хрусталя, которая по сей день остается секретной и непревзойденной.

Из чего делают искусственные бриллианты

На данный момент известно несколько технологий производства искусственных бриллиантов. Однако одни очень сложны и дороги, другие не позволяют получить алмазы высокого качества.

Наиболее часто бриллианты делают из алмазов, полученных по следующим технологиям:

• HPHT. Технология HPHT (высокое давление, высокая температура) является классической и самой широко используемой в производстве – графитовые заготовки помещают в пресс и воздействуют на них катализаторами и высочайшей температурой. Практически все технические и львиная доля ювелирных алмазов изготовлены по этой технологии.
• CVD. В ходе химического процесса происходит осаждение углерода из газовой смеси на затравку, причем высокое давление не используется, что удешевляет процесс. Таким образом удается получать алмазные пленки достаточно большой площади. Однако чистые алмазы по этой технологии вырастить практически невозможно.
• Микровзрыв. В ходе направленных микровзрывов углеродистой взрывчатки получают алмазную пыль, которую впоследствии охлаждают и очищают от графита в азотной кислоте. Полученный продукт используют преимущественно для производства абразивных материалов.
• Воздействие ультразвука. Достаточно перспективная и недорогая технология, не требующая особых условий. На графитовую суспензию воздействуют ультразвуковой кавитацией, в результате получая кристаллы алмаза. Теоретические выкладки идеальны, производство обещает быть весьма недорогим, но вот беда: пока что алмазы, полученные таким образом, не отличаются высоким качеством, а стоимость процесса приближается к золотому стандарту, технологии HPHT.

Технология HPHT считалась исчерпавшей себя, пока не произошло чудо. Тот самый крупнейший питерский алмаз сделан именно по HPHT. Так что имеются все шансы на то, что испытанная временем технология выйдет на новый уровень.

Искусственно синтезируют не только традиционные бесцветные алмазы, но и их окрашенных собратьев. Добавление азота дарит алмазу лимонную желтизну, бор – пронзительный голубой цвет, облучение способно окрасить его в зеленый или красный цвет.

Где применяют синтетические алмазы?

Как говорилось выше, искусственный бриллиант отличается от настоящего лишь происхождением: со всех других точек зрения эти минералы идентичны. А это значит, что сфера применения искусственных алмазов точно такая же, как у природного камня.

Подавляющее большинство искусственных алмазов изготавливается целенаправленно для технических нужд. Они используются при производстве режущего инструмента и абразивов, электроники и оптических приборов, медицинского оборудования и буровых установок.

Золотое кольцо с бриллиантами (перейти в каталог SUNLIGHT)

Лучшие экземпляры, отличающиеся чистотой и достаточно крупными размерами, превращаются в бриллианты и украшают кольца, браслеты, кулоны, серьги, броши и прочую ювелирку.

Цена искусственных алмазов

Вопреки распространенному заблуждению, цена синтетического алмаза не так уж мала (если говорить о минералах ювелирного качества). На сегодняшний день рыночная цена синтетического бриллианта едва ли вполовину меньше, чем стоимость природного аналога с соответствующими характеристиками.

Например, в США традиционные помолвочные кольца с однокаратными искусственными бриллиантами дешевле аналогичных с природными камнями всего на треть. И их раскупают!

Наука не стоит на месте, просвещенная публика все больше склоняется в сторону синтетических бриллиантов – да здравствует тренд на экологичность! Так что в скором времени ожидается совершенствование технологий и получение искусственных бриллиантов превосходного качества по более низким ценам.

Однако вряд ли от этого подешевеют царственные природные камни, так что алмазодобытчики могут не волноваться: спрос на натуральные бриллианты не обнулится никогда!

Если у тебя возникла острая необходимость выяснить, как проверить золото в домашних условиях, ты попал по адресу. Сразу скажем, что нам совершенно неинтересно, какие жизненные обстоятельства заставили тебя это сделать. Может, ты собираешься купить какую-нибудь драгоценность по подозрительно низкой цене, либо же только что устроился в ломбард и тебе хотят впарить сомнительное золотое украшение. Однако золото с пробой 999 по большому счету является банковским металлом, а не ювелирным. Поэтому украшения из него не так часто встретишь. Самой популярной пробой на кольцах, сережках, браслетах, цепочках и прочих аксессуаров является 585 проба.

Искусственные алмазы — как делают и где применяют

Ювелирное искусство и мода

Алмаз – самый твердый самоцвет из всех камней, известных минералогии. Кроме того, он приобретает невероятный блеск и красоту после огранки.

Залежей природных алмазов на планете не так уж и много, а спрос среди ювелиров и промышленников на них постоянно растет. Это способствовало созданию синтетических камней, которые по внешнему виду и свойствам аналогичны настоящим.

Искусственные алмазы обладают и другими неоспоримыми преимуществами – они стоят дешевле и покрывают спрос на камни природного происхождения.

История происхождения

Комплект украшений с искусственными бриллиантами

Начало производства синтетических алмазов приходится на 1797 год. Первые экземпляры нельзя назвать успешными, так как они не обладали свойствами природного минерала. В 1926 году удалось добиться позитивного результата, однако технология требовала усовершенствования.

Лишь в 1954 году первые синтетические кристаллы были успешно выращены в Швеции. Это были камни небольших размеров промышленного назначения. К началу 70-х годов ХХ века была отработана технология изготовления крупных экземпляров ювелирного качества. В скором времени в лабораториях стали производить не только бесцветные кристаллы, но и разноцветные экземпляры.

Технологии производства

Схематичный рисунок пресса. Высокое давление, высокая температура

В настоящее время известны следующие технологии производства синтетических алмазов:

1. Метод НРНТ. Под воздействием высокой температуры (1500°С) и высокого давления 50-70 тыс. атмосфер) маленький алмаз природного происхождения вырастает в крупный кристалл. В процессе синтеза также участвует графит, который вступает во взаимодействие с основой. Эта технология считается самой распространенной из-за простоты и воссоздания исходных характеристик.
2. Метод CVD (пленочный синтез). Методика позволяет создавать сверхпрочные алмазы в виде пленки толщиной до 3-х мм. Для этого алмазная подложка и углерод помещаются в вакуум, который заполняется метаном. Под влиянием высокой температуры (3100°С), появившейся из-за СВЧ-излучения, углерод плавится и вступает во взаимодействие с основой.
3. Взрывной синтез. В специальной камере приводится в действие взрывчатка, содержащая углерод. В результате этого создается высокое давление и температура, под воздействием которой углерод превращается в алмаз. Последующее замораживание кристалла завершает процесс синтеза.
4. Ультразвуковая кавитация. Для производства алмазов используется суспензия графита, которая под влиянием ультразвуковой кавитации помещается в органический растворитель. В результате этого получаются алмазы, которые по технологии выращивания схожи с HPHT-кристаллами, но по качеству в разы хуже.

На практике наибольшей популярностью пользуются две первые методики синтеза алмазов, так как технологические затраты и простота производства сопоставимы с качеством полученных кристаллов.

Основные характеристики

Бесцветный бриллиант, вырезанный из алмаза, выращенного по CVD-технологии.

Синтетический алмаз является максимально приближенной копией камня природного происхождения не только по внешним признакам, но и по физико-химическим свойствам:

• Химический состав. Как и оригинал, синтетические экземпляры — это углерод с простой формулой С.
• Примеси. В чистом виде алмаз не имеет примесей. Дополнительные химические элементы могут намеренно вводиться в состав синтетических кристаллов для изменения их свойств. Например, наличие бора, железа, никеля и азота в составе влияет на цвет выращенных камней. За счет включений никеля, бора и железа можно изменить их диэлектрические свойства.
• Твердость. Этот показатель у синтетических алмазов зависит от наличия дефектов в структуре и технологии выращивания. Самыми прочными считаются монокристаллы и образцы, произведенные методом HPHT. В некоторых случаях они могут быть тверже природных алмазов. Показатель прочности камней, полученных CDV-методом, составляет 30-70%от твердости монокристаллов.
• Дисперсия. Выраженные оптические свойства характерны для всех искусственных алмазов вне зависимости от того, каким методом они создаются.
• Структура. Для синтетических образцов характерна монокристаллическая и поликристаллическая структура. В первом случае – это один цельный камень, во втором – большое количество сросшихся мелких кристаллов. Монокристаллы востребованы в ювелирной отрасли, поликристаллы нашли свое применение в промышленности.
• Теплопроводность. У синтетического монокристалла этот показатель в 7,5 раз по сравнению с медью и в 1,1 раза выше, чем у камня природного происхождения.

Цвета синтетических алмазов

Синтетический алмаз в чистом виде – это абсолютно прозрачный камень, лишенный каких-либо природных включений и дефектов. При добавлении примесей камни становятся цветными:

• синие – примесь бора;
• желтые – за счет добавления азота;
• черные – цвет обеспечивает примесь никеля;
• розовые и коричневые – за счет изменения кристаллической решетки.

Редко производят камни красного, зеленого и сиреневого цвета. Оттенок искусственных алмазов может быть как бледным, так и насыщенным.

Искусственные алмазы разного цвета

Применение

Синтетические алмазы востребованы в ювелирной отрасли и промышленности.

Ювелирная отрасль

Кольцо с желтым синтетическим бриллиантом

Доля кристаллов, полученных методом синтеза, на рынке ювелирных бриллиантов составляет 2%. Несмотря на их идентичность, а по некоторым свойствам и превосходство, с натуральными камнями, процесс изготовления до сих пор остается затратным. Это сказывается на стоимости, которая у синтетических образцов немного ниже по сравнению с натуральными камнями.

В ювелирных украшениях мастера используют как бесцветные, так и разноцветные кристаллы. Желтые, голубые, зеленые коричневые, сиреневые и красные камни обрабатывают бриллиантовой огранкой и вставляют в драгоценные металлы.

Синтетические алмазы в ювелирных украшениях используют такие известные торговые марки, как Pure Grown Diamonds, Nightingale online jewellers и Lab Diamonds Direct.

Электроника

Благодаря полупроводниковым, диэлектрическим и высоким механическим свойствам синтетические алмазы используются в качестве сырья для комплектующих высокочастотной техники, транзисторов, счетчиков, электронных плат, детекторов излучения.

Высокая теплопроводность искусственных алмазов позволяет использовать их в качества теплоотвода для транзисторов и диодов, расположенных в мощных подстанциях. Это снижает риск возникновения аварийных ситуаций, вызванных перегревом электронного оборудования, и увеличивает срок его эксплуатации.

Режущий и шлифовальный инструмент

Алмазы на пластинах шлифовального диска

Благодаря высокой твердости синтетические алмазы используют для резания и шлифовки любых материалов – от жаропрочных сталей до горных пород и алмазов природного происхождения. Алмазную крошку используют для напыления режущего и сверлильного инструмента, а также добавляют в абразивные порошки и пасты.

Алмазный инструмент предназначен для обработки металлов на низких оборотах скорости. В противном случае при сильном нагреве углерод, находящийся в составе алмаза, входит во взаимодействие со сталью и растворяется в ней. Этот процесс повышает износ инструмента.

Оптика

Алмазы, полученные HPHT- и CVD-методом, широко применяют в производстве сверхточного оптического и лазерного оборудования, которое используется в медицине, военной отрасли и авиастроении.

Стоимость

Цена синтетических кристаллов на 20-30% ниже, чем стоимость настоящих кристаллов. Ориентировочная цена камней, выращенных в лаборатории, в зависимости от огранки, цвета и размера составляет:

• 118 $ — за прозрачный камень круглой огранки с 57 гранями весом 0,2 карата;
• 214 $ — за желтый кристалл огранки «антик» весом 0,35 карат;
• 501 $ — за кристалл лимонного цвета огранки «груша» весом 0,57 карат;
• 659 $ — за голубой алмаз огранки «антик» весом 0,69 карат.

Дешевле стоят имитации ограненных алмазов. Например, средняя цена фианитов составляет 1,5-6 $ за 1 карат. Стоимость муассанита варьируется в пределах 70-150 $ за 1 карат.

Отличие между натуральным и искусственным алмазом

Искусственный бриллиант

Визуально найти отличия между синтетическим и настоящим алмазом практически невозможно, у обоих экземпляров идентичные физические и оптические свойства. Чтобы определить происхождение, рекомендуется обратить внимание на следующие моменты:

• На все алмазы, полученные синтетическим способом, наносят клеймо – запатентованный знак лаборатории или компании, которая занимается производством камней.
• У настоящих алмазов однородная структура, у синтетических – зернистая. Распознать отличие можно с помощью микроскопа при увеличении в более чем 80 раз.
• Алмаз природного происхождения формируется в недрах Земли миллионы лет, в то время как синтетический кристалл можно получить за несколько часов.
• Синтетический алмаз реагирует на сильный магнит, камень природного происхождения таким свойством не обладает.
• У синтетического алмаза, расположенного на белом листе бумаги, по канту видна белая полоса, так называемая зона роста.
• У искусственных кристаллов полностью отсутствуют дефекты и микроскопические включения, которые присущи натуральным камням.
• Исследование флюоресценции позволяет отличить натуральные алмазы от синтетических. Настоящие камни под воздействием ультрафиолета отсвечивают голубым цветом, а синтетические – красным или желто-зеленым в зависимости от метода выращивания.

В мире для идентификации синтетических алмазов используют специальные приборы, разработанные компанией De Beers.

С помощью DiamondSure камни поверяют методом абсорбции, в результате чего 98% самоцветов удается идентифицировать. DiamondView используют для проверки остальных 2% камней методом флюоресценции.

Разница между синтетическим алмазом и имитацией

Те, кто плохо разбираются в терминологии и характеристиках камней, обычно не видят той огромной разницы, которая существует между искусственными кристаллами и имитацией.

Искусственный (синтетический) алмаз – это камень, выращенный в условиях лаборатории, при этом его свойства и внешний вид практически идентичны натуральным самоцветам. У обоих экземпляров одинаковая твердость и плотность. Искусственный алмаз стоит на порядок дешевле настоящего камня, однако его цена дороже имитации.

Имитация алмаза – это кристаллы, которые изготовлены из более дешевых камней или качественного стекла. Внешне они похожи на настоящий минерал, однако по свойствам значительно уступают. Часто на рынке камней за настоящий алмаз пытаются выдать муассанит, фианит, стразы или нексус.

Муассанит

Муассанит

Этот минерал часто выдают за бриллиант, несмотря на то, что по физическим характеристикам они абсолютно разные. В природе муассанит встречается редко, при этом не отличается высоким качеством. Чаще на прилавках магазинов можно встретить экземпляры, полученные искусственным способом.

Фианит

Кольцо с фианитом

По химическому составу фианит является диоксидом циркония, поэтому часто его называют цирконитом. Изначально камень был разработан для промышленных нужд, однако его сходство с бриллиантом и яркий отлив привлекли внимание ювелиров. Человек, плохо разбирающийся в драгоценных камнях, не сможет визуально отличить фианит от ограненного алмаза.

Стразы

Attract Кольцо Swarovski

Наиболее известными стразами, имитирующими бриллианты, являются Сваровски. С середины 19-го века компания поставляет на рынок кристаллы, изготовленные из хрусталя по уникальной формуле.

Нексус

Nexus Diamonds

Статусные камни, создаваемые компанией Nexus Diamonds, являются самой дорогой имитацией бриллиантов. Их позиционируют как реликвии, которые передаются по наследству. В некоторых случаях они стоят дороже настоящих алмазов.

Как проверить золото в домашних условиях на подлинность. Драгоценности. Автор Андрей Кожевников На чтение 11 мин Просмотров 10.7к. Если золото высокой пробы, то продавец может не согласиться на подобное действие. В общественных местах не рекомендуется кусать вещи из гигиенических соображений. Золото — не окисляется. Поэтому следующие методы основаны на реакции с окислителями. Проверить ими золото можно в домашних условиях. Подробно рассмотрены каждый из них ниже в статье. Реакция с уксусом или его эссенцией.

Искусственные алмазы: как выглядят, как их получают и где они используются?

Алмазы выделяются уникальной плотностью структуры, позволяющей камню выдерживать большие нагрузки и высокие температуры. Это свойство применяется при космических опытах и разработках, в производстве медицинских приборов и точных часов, ядерной промышленности. После огранки красивый минерал превращается в бриллиант, который высоко оценивается ювелирами. Современные технологии позволяют создать его в искусственных условиях, снижая цену без потери качества.

Особенности

Для активного использования в промышленном масштабе искусственные алмазы стали выпускаться с 1993 года. Их качество было настолько высоким, что ювелирам требовалось проведение специальных тестов для определения подлинности камней. Для обычного потребителя разница не была очевидна вовсе, поэтому многие компании стали применять кристаллы для создания роскошных украшений.

В современных лабораториях выращивают несколько видов этого синтетического камня: церусситы, фабулиты, стразы, сегнетоэлектрики, муассаниты. Наиболее красивым и чистым считается кубик диоксида циркония, который называется «фианит». Он используется во многих областях промышленности, дополняет коллекции модных домов Thomas Sabo и Pandora.

Основные особенности искусственно выращенных алмазов:

• низкая стоимость по сравнению с натуральными камнями (цена меньше в 10–15 раз);
• легкость огранки;
• отсутствие скрытых дефектов, которые влияют на твердость (пузырьков воздуха, трещин);
• полная имитация настоящего бриллианта после огранки.

Среди любителей красивых камней также разделились мнения о свойствах ненатурального камня. Некоторые из них считают, что только настоящий алмаз способен отгонять злых духов, охранять своего владельца от порчи и сглаза, помогает ему в коммерческих делах.

Обладатели искусственных бриллиантов утверждают, что их украшения не менее эффективно излучают позитивную энергию и приносят удачу.

Искусственно созданные камни в последние годы разрабатывают известные бренды Diamond Foundry, Helzberg s Diamond Shops и LifeGem. Этот бизнес в США считается наиболее прибыльным и перспективным, так как вред для окружающей среды минимален. К тому же многие геологические опыты доказывают, что период формирования алмазов в природе окончен. Поэтому разработка новых месторождений скоро отойдет в прошлое.

История получения

Настоящие алмазы пользуются популярностью уже несколько столетий. Дорогостоящие бриллианты украшали царские одежды и короны, передавались по наследству и входили в золотой запас казны многих стран. Даже на сегодняшний день ограненные минералы являются лучшим капиталовложением, которое только возрастает в цене каждый год.

Поэтому первые разработки и попытки создания синтетического камня начались уже в конце XIX века.

Первый искусственный алмаз был получен в 1950 году шведскими учеными в лаборатории компании ASEA. После исследования их опыт повторила американская фирма General Electric в 1956 году, усовершенствовав технологию. В течение нескольких десятилетий появлялись новые способы и разработки, которые позволили менять оттенок, форму и размеры синтетического минерала. В 1967 году был получен патент на выращивание ювелирных камней.

История их получения в Советском Союзе начинается с первого камня, который был синтезирован в Институте физики и высоких давлений в конце 50-х годов прошлого века. Но активную работу в этом направлении проводит ученый О. И. Лейпунский, выпустивший множество научных трудов и расчетов еще в 1946 году.

Его работы в области химии использовались в качестве основы для новых методов, они практически стали основой для современного промышленного производства искусственных алмазов.

Настоящий прорыв случился в начале 60-х годах прошлого века, когда молодые ученые Московской лаборатории высоких давлений создали специальный пресс. С его помощью удалось наладить масштабный выпуск сверхпрочных камней: объем достигал тысячу карат в сутки. Все произведенные технические алмазы использовались для нужд ракетостроения и машиностроения, шли на экспорт, принося миллиардные прибыли.

В последние годы в России новые технологии разрабатываются частными ювелирными домами и научными лабораториями.

Они привлекают зарубежных экспертов из ЮАР, США и Европы, стараясь удешевить методику.

Как делают синтетические алмазы?

Искусственные алмазы, выращенные в лабораториях ведущих химических компаний, трудно отличить от настоящего камня по прозрачности и яркости блеска. Но все известные методы требуют больших капиталовложений, являются трудоемкими.

Поэтому основная задача ученых – найти идеальный баланс между качеством и стоимость производства.

Методика НРНТ

НРНТ или High Pressure, High Temperature – это наиболее распространенная технология. В основу синтетического фианита ученые закладывают настоящие камни величиной в 0,5 мм. В специальной камере, по принципу работы напоминающей автоклав, создается сочетание температуры не менее 1400°С и давления в 55000 атмосфер. На натуральную базу накладываются разные химические соединения, пласты графита.

После 10 дней такого воздействия возникают прочные сигма-связи, соединения вокруг основы формируются в твердый и прозрачный камень.

Такая технология максимально воссоздает природные условия для появления минерала, поэтому качество всегда на высоте, практически исключаются дефекты.

CVD производство или пленочный синтез

Эта технология является одной из первых в выращивании искусственных минералов. Она широко используется при необходимости создания особо прочного и острого алмазного покрытия, создания высококачественных алмазов. Все компоненты и алмазная подложка закладываются в специальные камеры, которые создают вакуум. После заполнения метаном начинается воздействие СВЧ-лучей, хорошо известных по работе микроволновой печи. При высокой температуре химические соединения углерода начинают расплавляться и соединяться с основой.

CVD технология дает алмазы высокого качества, которые по свойствам не уступают настоящим. На их основе разрабатывается технология замены износостойких плат компьютеров, диэлектриков и сверхтонких скальпелей в офтальмологии.

Ученые надеются, что в недалеком будущем за 1 карат синтетических камней, полученных с помощью этой технологии, удастся снизить цену до 5–8 долларов.

Методика взрывного синтеза

Одной из последних разработок является способ взрывного синтеза. Она основана на сочетании резкого нагрева химической смеси с помощью взрыва и последующего замораживания полученного минерала. В результате получается синтетический алмаз с природными свойствами, произведенный из кристаллического углерода. Но высокая себестоимость заставляет химиков искать новые варианты синтеза каменной массы.

Сфера применения

Среди всех алмазов синтетические камни занимают только 10% рынка. Недорогие кристаллы фианита применяются для изготовления женской бижутерии. Знаменитые дома моды украшают ими вечерние наряды, сумочки и обувь, используют в эксклюзивном декоре.

Прогрессивная молодежь все чаще выбирает их за безопасность и экологичность.

Более 90% искусственных алмазов находят применение в промышленности. Основные направления:

• высокоточные шлифовальные станки, инструменты для резки твердых материалов;
• микроэлектроника и изготовление компьютеров;
• оборонная промышленность;
• робототехника;
• уникальные лазеры для операций на глазах;
• машиностроение;
• новые станки в металлургии;
• ракетостроение.

Среди последних достижений – использование синтетического алмаза для изготовления искусственного хрусталика. Операции по пересадке показали, что чистота и легкость огранки делает имплантат идеальным для пациента.

Он отличается правильным углом преломления и долговечностью.

Сравнение с натуральными камнями

Промышленность выпускает синтетический алмаз, настолько похожий на природный кристалл, что для его идентификации требуется ряд лабораторных тестов. Рассмотрим наиболее распространенные различия.

• Все искусственно выращенные алмазы имеют специальное клеймо. Оно сообщает название компании или лаборатории, которая произвела изделие.

• Для осмотра лучше использовать не лупу, а мощный микроскоп. В мастерских дефекты выявляют с помощью спектрографа, просвечивают под лучами ультрафиолета.

• Настоящие бриллианты не реагируют на электромагнитное поле. В качестве метода проверки можно использовать это свойство: синтетический камень притягивается к сильному магниту.

• Если необходимо идентифицировать бриллиант в домашних условиях, его кладут на белую плотную бумагу. При внимательном рассмотрении становятся заметны зоны роста, которые возникают при формировании слоя углерода под высоким давлением.

• Природные камни создаются из мельчайших монокристаллов, поэтому имеют однородную структуру. Ненатуральные изделия при детальном рассмотрении под микроскопом словно составлены из множества микроскопических кристаллов.

Алмазные биржи всего мира используют для анализа специальные приборы Diamond Check и M-Screen.

Всего за 10-15 секунд они позволяют с точностью до 95-98% отличить синтетику от натурального камня, дают максимум информации о качестве и структуре кристалла.

Выращивание искусственных алмазов – перспективная отрасль. Активное развитие робототехники и нанотехнологий требует все больше камней для производства лазеров, сверхпрочного покрытия. После обработки синтетический бриллиант в 1 карат оценивается в 800–900 долларов по сравнению с натуральным кристаллом ценой в 4000 долларов. Это дает возможность удешевить многие процессы, операции в офтальмологии и микрохирургии, открывает новые возможности для науки.

О производстве синтетических алмазов рассказано в следующем видео.

В этой статье вы узнаете, как определить настоящее золото, чем оно отличается от фиктивного блестящего сплава, а также с помощью чего провести быстрый тест, не выходя из дома. Как визуально отличить золото при покупке в магазине? Как можно проверить золото в домашних условиях? Мы собрали несколько наиболее безопасных способов, которые при соблюдении всех правил не нанесут вреда, как самому изделию, так и организму человека из-за потенциальной токсичности. Йод. Если появилось краснеющее пятнышко – перед вами серебро ниже 925 пробы. На золотой поверхности цвет химиката практически не меняет, или становится зеленоватым. Важно: Хромпик – крайне токсичный и канцерогенный реактив.