Как делают искусственные бриллианты

Как можно в домашних условиях сделать алмаз и как делают искусственные алмазы на производстве? Когда появились первые алмазы и кто изобрел методику их производства? Технология получения алмаза из графита в цехе и дома, схожесть алмаза, угля и графита. Получение алмаза из угля в домашних условиях. Сколько времени понадобится на изготовление алмаза дома?

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

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.

Производство синтетических Алмазов. Алмазы

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.

Как появились синтетические алмазы?

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).

Читайте также:
Что сделать из бисера и проволоки для начинающих

Название искусственных бриллиантов

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.

Стразы Swarovski

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.

Читайте также:
Какого цвета бывают кораллы в природе

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.

Где применяют синтетические алмазы?

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!

Искусственные бриллианты : как называются, из чего делают искусственный алмаз и как он используется в промышленности. 4637 0 4.33. Содержание. Как появились синтетические алмазы ? 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.

Как самому сделать алмаз и возможно ли это в домашних условиях — лучшие способы

Вопрос, как сделать алмаз своими руками, минуя многовековые природные процессы, приходил в голову тысячам людей. Первым ответ нашел советский физик, положивший начало процессу. Есть способы получения камня дома.

Алмазы

Первые искусственные алмазы

Выращивание алмазов осуществляется с 1953 г. Первой производство синтетических кристаллов наладила Швеция. В СССР разработки велись с 1938 г. ученым Лейпунским, внесшим основной вклад в определение нужных условий, чтобы сделать из графита дорогой самоцвет.

Первый советский лабораторный камень был получен в 1961-м.

Далее много стран (Бельгия, США, Англия, Япония и др.) наладили производство искусственных алмазов. Для этого использовались иные методы:

  • осаждение из газовой среды (ацетилен, метан, т. е. углеводороды);
  • детонация взрывчатки;
  • высокое давление, высокая температура (HPHT);
  • ультразвуковая кавитация.

Можно ли из графита получить алмаз

300 лет назад уголь, графит и алмаз и относились к совершенно разным веществам. В 17-м веке появились первые исследования, подтверждающие родство непохожих друг на друга предметов.

В Англии Теннант, занимавшийся химией, смог сделать опыт, выявивший, что все они состоят из углерода. Действительно, внешне ни о каком сходстве не может быть и речи.

  1. Темно-серый, блестящий, ближе к пастообразному, чем к твердому, состоящий из скользящих друг по другу чешуек – таков графит. Его твердость по шкале Мооса равна 2 баллам, где за 1 принят тальк. Применяется как смазка между скользящими друг по другу поверхностями и при изготовлении карандашей. Проводит ток.
  2. Уголь черный, на изломе может блестеть. Абсолютно непрозрачен. Твердость от 2 до 5 баллов из-за примесей кислорода и азота, вступающих в реакцию с углеродом, позволяющих сделать структуру более плотной.
  3. Алмазы – это эталон твердости среди камней, 10 из 10. Они прозрачны, применяются для резки стекла. Не проводят ток.

В 20-м веке проводилось много опытов, с помощью которых предполагалось сделать самоцвет из графита или угля.

В 1955 году эксперимент увенчался успехом – путем воздействия температуры и давления слоистая кристаллическая решетка графита перестроилась до тетраэдрической алмазной.

Условия превращения графита в алмаз:

  • температура 1800 °С;
  • давление в 120 тысяч атмосфер.

Современные методы синтеза алмазов из графита

Искусственный алмаз можно сделать из богатых углеродом веществ (сажи, графита, сахарного угля и др.) при высоком давлении (более 50 тысяч атмосфер) и температуре выше 1200 °С с добавлением катализаторов. Кристаллы нарастают в метане.

Читайте также:
Почему потеет чайник стеклянный изнутри электрический

Выпускаемые синтетические камни отличаются по прочности:

  • АСО – обычной прочности;
  • АСР – повышенной прочности;
  • АСВ – высокой прочности;
  • АСК и АСС – алмазы монокристаллические.

Сделать синтетический алмаз из графита можно путем соблюдения этапов сложного технологического процесса.

  1. Вначале в специальной камере создаются нужные условия для роста кристаллов. Каждый алмаз растет индивидуально. Одна лаборатория способна вырастить не более 200–300 алмазов в год.
  2. После выращивания камню придают цвет. Окраска лабораторного алмаза медово-желтая из-за азота. Для получения желтого, розового, зеленого, красного оттенка применяются технологии постростовой термобарической обработки (HPHT) – дополнительный отжиг минерала при высоких температурах и давлениях.

Самостоятельное получение алмаза из графита

Есть 2 основных способа, позволяющих вырастить довольно крупный алмаз в домашних условиях.

1-й способ

Чтобы своими руками быстро сделать алмаз из графита, потребуется:

  • источник тока, к примеру, сварочный аппарат;
  • графит из карандаша;
  • провод;
  • холодная вода или жидкий азот.

Суть процесса такова:

  • графит нужно соединить с проводом и опустить в емкость;
  • конструкцию нужно сильно охладить, сделать это можно жидким азотом либо путем замораживания в морозильной камере;
  • после охлаждения подать ток к проводу.

После прохождения электрического заряда графит преобразуется в алмаз. Нужно соблюдать меры предосторожности при работе с электроприборами. При пропускании тока емкость может представлять опасность.

По теме видеоролик:

2-й способ

Настоящий алмаз можно сделать из графита более безопасным способом. Для него необходимы:

  • дистиллированная вода (40 мл);
  • поваренная соль (100 гр.);
  • грифель из карандаша (12 гр.);
  • прочная нить.

Вначале нужно смешать сухие компоненты, затем залить дистиллятом и оставить на сутки. Далее образовавшийся раствор сливается в другую емкость, лучше – с узким горлом, но не выливается совсем, он еще пригодится.

На дне тары обнаруживаются кристаллы – основа будущего камня. Самый крупный привязывается к одному концу нити и опускается в слитый раствор. Второй конец привязывается на зубочистку, карандаш или любую деревянную палочку, расположенную сверху посуды с раствором.

При испарении воды на кристаллической основе будут оседать новые составляющие будущего камня. Если раствора много, то можно сделать несколько точек наращивания самоцвета одновременно. Для получения крупного камня раствор готовится повторно. Новая порция подливается по мере испарения предыдущей.

Для повторного получения жидкости можно растворить в теплой воде маленькие кристаллы, образовавшиеся на дне тары.

Чтобы сделать минерал успешно, нужно соблюдать условия:

  • в комнате не должно быть перепадов температур;
  • следить за уровнем жидкости – растущий камень не должен оказаться на воздухе.

Смотрите как на практике можно самому вырастить кристалл:

Можно ли из угля получить алмаз

Вырастить бриллиант в домашних условиях из угля вполне реально. Для этого будут нужны:

  • термостойкая колба или стакан на 2–3 литра;
  • колба поменьше;
  • пестик и ступка;
  • древесный уголь, можно магазинный;
  • затравка в виде натурального кристалла алмаза;
  • бумажные фильтры.

Для отслеживания процесса пригодится микроскоп, но и без него осуществится рост самоцвета. Этапы выращивания:

  1. Измельчение древесного угля в ступке при помощи пестика. Подойдут мелкие кусочки размером 3–5 мм.
  2. Полученная масса засыпается в термостойкую емкость, заливается дистиллированной водой так, чтобы полностью скрыться. Целиком заполнять тару нельзя – жидкость убежит при нагревании.
  3. Емкость ставится на очень медленный огонь. По мере выкипания вода подливается. Этот этап может занимать от нескольких часов до нескольких дней.
  4. Получаемый желтый, насыщенный углеродом раствор пропускается через бумажные фильтры, наливается в маленькую пробирку и снова выпаривается. Это повторяется 3–4 раза. Цвет жидкости становится густо-желтым.
  5. Через 2–3 дня маленькая пробирка с полученным раствором ставится в теплое место. В нее опускается маленький кристалл алмаза, на котором начинается рост углеродных решеток. При испарении нужно подливать новый раствор – будущий бриллиант не должен контактировать с воздухом.

Процесс идет очень медленно – за год нарастает 0,01 карата. Поэтому чем больше кристалл для затравки, тем скорее пойдет рост.

Наука не стоит на месте. Разработанная технология LifeGem позволяет получить бриллианты даже из человеческих останков путем их нагревания и дальнейшего прессования.

В дополнение к теме видео, как происходит процесс изготовления алмаза из стекла:

Сделать алмаз своими руками и без существенных затрат – это реально. Полученные камни можно использовать для создания декора, украшения интерьера. Главное, что нужно при выращивании самоцвета, – это терпение.

Хотите сделать алмаз сами? Имеете опыт выращивания? Расскажите в комментариях. Поделитесь информацией с друзьями и знакомыми – она будет им интересна.

Искусственные бриллианты : как называются, как делают , для чего используют. Содержание. Для каких целей используются искусственные кристаллы алмазов ? Из чего делают искусственные бриллианты . Как называются искусственные бриллианты . Цены на искусственные алмазы . Человек всегда старался постоянно что-то скопировать у природы. И совершенно понятно почему: мы не можем придумать чего-то более совершенно и качественного, чем те вещи, которые уже существуют вокруг нас. Человеческие самолеты похожи на птиц, наши высокоэтажные дома чем-то напоминают муравейники и т.д. Тут можно вспомнить огромное количество примеров, однако, речь не о том.

Как делают искусственные алмазы и бриллианты

Геологические процессы, побуждающие молекулы углерода кристаллизоваться в сверкающие и твердые алмазы, включают высокую температуру и большое давление. Эти условия формируются в результате тектонической и вулканической активности в недрах земли, когда магматические массы вырываются на поверхность. Несмотря на то, что запасы алмазов на Земле считаются значительными, большая их часть залегает на большой глубине, недоступной для современных способов добычи. Так как камни используются не только в ювелирном деле, но и в промышленности, ученые закономерно начали изучать возможности получения алмазов и бриллиантов лабораторным путем. Рассмотрим основные пункты вопроса как делают искусственные алмазы и бриллианты?

Читайте также:
Браслеты из бисера своими руками мастер класс

Что такое синтетический алмаз

Не всем нравится определение «синтетический» в отношении алмазов. Считается более точным и близким к сути – «лабораторно созданный». Кроме того, упоминание «синтетической» природы порождает у потенциальных покупателей негативные ассоциации с синтетикой как более дешевым и низкокачественным аналогом, в то время как синтез драгоценных камней в условиях лаборатории позволяет получить камни с характеристиками, превышающими природный эквивалент.

Синтетический алмаз, он же HPHT-алмаз, CVD-алмаз или нанокамни в зависимости от технологии производства. Это аутентичный, то есть состоящий из молекул чистого углерода камень, с трёхмерной изотропической формой кристаллической решетки.

Искусственный алмаз может быть по структуре монокристаллом (один большой кристалл) или получить поликристаллическую форму (состоять из массы небольших кристаллов, сросшихся между собой). Первый тип синтезированных камней востребован для ювелирной промышленности и производства сложного высокоточного оборудования. Поликристаллы используются в промышленных целях для изготовления инструментов. По чистоте и твердости синтезированные алмазы могут даже превосходить природные образцы.

По оттенкам можно получить синтетические алмазы:

  • бесцветные (без примесей);
  • голубой (присутствует бор);
  • желтый (в структуре есть азот).

Также путем воздействия на камни радиоактивным излучением получают кристаллы зеленого и красного цветов. Желтые камни – самые доступные по цене из цветных, в то время как бесцветные синтетические бриллианты ценятся дороже.

Что такое синтетический бриллиант

Полученные в лабораторных условиях камни изначально также малопривлекательны, как и натуральные алмазы. Чтобы придать кристаллам привлекательный, ювелирный вид, их подвергают огранке. В результате получается синтетический бриллиант – ограненный алмаз лабораторного производства.

Такие бриллианты прекрасно преломляют свет, искрятся и отличить их от натурального «собрата» довольно сложно. Одним из признаков, что перед вами синтезированный камень – его безупречность (отсутствие дефектов, вкраплений, идеальная окраска). Алмазы, добытые из кимберлитовой трубки, чаще имеют вкрапления, примеси, трещинки.

Стоимость искусственного бриллианта будет несколько дешевле, чем у природного аналога, но значительно выше, чем у камней-заменителей.

Некоторые производители даже «клеймят» свои творения, нанося лазерную гравировку на бриллиант с серийным номером и пометкой «LG» или ее аналогом, что означает «выращен в лаборатории».

Где применяются

У искусственных алмазов и бриллиантов широкий спектр использования. До 90% искусственных алмазов идут на нужды научных лабораторий и промышленности. Среди производителей даже существует поговорка: «Если больше алмаз ни на что не годен, сделайте из него бриллиант». Благодаря высоким характеристикам прозрачности и дисперсии света их используют не только в ювелирном деле, но и в производстве высокоточных электронных приборов. Камни с более низким качеством идут на изготовление режущих и шлифовальных инструментов, для оптических приборов, а также в качестве теплопроводников.

2-3% рыночного сектора ювелирных алмазов представлены именно синтетическими камнями. Их получают посредством HPHT-процесса, так и благодаря CVD-процессу. На сегодняшний день процесс получение монокристалла алмаза – дорогостоящий, потому увеличить процент искусственно выращенных камней для ювелиров представится возможным после удешевления технологий без потери качества.

Постепенно искусственные алмазы вытесняют селенид цинка, используемый в качестве выходного окна в установках гиротронов и CO2 лазерах и других высокомощных источниках излучения. Благодаря высокой теплопроводности и невысоком коэффициенте линейного расширения алмазные окна прекрасно выводят микроволновое и ИФК (инфракрасное) излучение.

Алмаз среди материалов с высокой теплопроводностью отличается низкой способностью проводить электрический ток. Такая характеристика делает его незаменимым материалом для отведения тепла в мощных транзисторах или лазерных диодов высокой мощности. Применение алмазов в системе теплоотвода оправдано тем, что ремонт электронных устройств или замена будет стоить значительно дороже. Синтетические алмазы используют в качестве термораспределителей, чтобы избежать перегрева полупроводников, например, кремния.

Производство промышленных инструментов

Твердость алмазов делает востребованными синтетические камни при изготовлении полировальных паст, абразивов, а также сверхтвердых режущих инструментов.

Так как показатели твердости у алмаза максимальные, покрытие из него применяется для изготовления шлифовальных кругов, сверл, буров, способных обработать любые материалы. В частности, инструменты для огранки алмазов на добывающих предприятиях также с алмазным покрытием.

Примечательно, что синтетические камни предпочтительнее природных, так как в массе своей более единообразны по характеристикам.

Преимущественно алмазное покрытие подразумевает вкрапление алмазных зерен в металлическую матрицу на основе кобальта. При работе металл истирается, а размещенные в массе алмазы постепенно обнажаются, сменяя отработанное покрытие.

Читайте также:
В чем измеряется размер кольца на палец

Есть технология покрытия инструмента алмазным слоем по принципу CVD-процесса, но пока этот подход не может вытеснить металлическую матрицу с поликристаллическими алмазными зернами.

Единственное ограничение для применения алмазных инструментов – высокоскоростная обработка стали. В месте среза достигается критически высокая температура, приводящая к растворению углерода в железе. Из-за этого инструмент быстро изнашивается. Такой подход оказывается нерентабельным.

На сегодняшний день промышленное производство искусственных алмазов и бриллиантов еще не достигло уровня, когда они могли бы полноценно конкурировать с рынком природных камней. Технологическая база нуждается в совершенствовании. Однако, уже сейчас начались рекламные, маркетинговые баталии между алмазодобывающими компаниями и производителями синтетических камней.

Технология производства

В условиях лаборатории синтетические алмазы получают путем физических или химических процессов. Кристаллизация молекул углерода в алмазную решетку происходит под воздействием нескольких факторов, которые необходимо создать искусственно. Особенность производства алмазов заключается в поддержании качественной среды, не допускающей сторонних примесей в камере синтеза. В противном случае характеристика камня будут снижены по сравнению с эталонными образцами.

Температура и давление, или HPHT-технология

Аббревиатура расшифровывается как «High Pressure High Temperature», а сам метод имитирует процессы образования алмазов естественным путем. Углеродную заготовку помещают в капсулу с металлами-катализаторами – кобальтом, железом и никелем. Эта капсула-ячейка далее раскаляется и обжимается многотонными прессами для имитации давления в земных недрах при выходе магматических масс.

Такой метод требует установки, способной генерировать нагрев при высоких температурах и высокое давление. Однако, этот способ достаточно дешевый, потому применяется для создания алмазной пыли и технических алмазов. Единственный недостаток установки Платена, результат не всегда получается безупречным, что и определило ее специализацию на производстве технического алмазного сырья.

Если вспомнить космическую теорию происхождения алмазов, то там присутствует нагрев в слоях атмосферы и взрыв при ударе о поверхность земли. Детонационный синтез нано-алмазов относится также к физическим методам. С помощью взрывчатки графит подвергается резкому нагреву до высоких температур и увеличению давления.

Интересным в данном методе является то, что микрокристаллы получаются при комнатной температуре и обычном атмосферном давлении. На суспензию из графита и органической жидкости воздействуют ультразвуковой кавитацией. При прохождении звуковых волн определенной интенсивности в жидкости образуются пузырьки. Когда эти пузырьки-пустоты схлопываются, получается выброс большого количества энергии аналогичный гидравлическому удару. В результате этой энергии хватает для образования кристаллической решетки наноалмазов.

В основе этой технологии лежат химические процессы. Полное название — Chemical vapor deposition, или химическое осаждение из газа. Процесс происходит при низком давлении, а синтезированные алмазы отличаются более высоким качеством, нежели при воздействии температуры и прессов.

В качестве источников углерода выступает газ, чаще всего используют метан или другое водород-углеродсодержащее соединение. Осаждение происходит на так называемую «затравку», на которой будет формироваться кристаллическая решетка.

Такой метод позволяет получить тонкие, но достаточно большие по площади алмазные образцы, которые будут использоваться для лазерных и других высокоточных приборов.

Достоинства и недостатки

Единственным недостатком синтетических алмазов и бриллиантов является их цена. Производство камней требует сложного оборудования, условий лаборатории. Кроме того, чтобы получить небольшой камень, требуется время.

Из достоинств лабораторно выращенного кристалла можно выделить:

  • полную идентичность природному аналогу (определить синтезированное происхождение можно только в лаборатории);
  • высокую чистоту камня, с минимальным процентом примесей;
  • максимальную твердость по шкале Моос;
  • способность отводить большое количество тепла в совокупности со свойствами диэлектрика;
  • устойчив к кислотам и другим агрессивным средам.

Еще одно достоинство синтезированных алмазов – их «гуманная составляющая». При разработке алмазных шахт в странах Африки используется человеческий труд, плюс из-за военных конфликтов алмазные месторождения становятся предметом ожесточенных конфликтов с человеческими жертвами. Лабораторные камни исключают оба этих фактора, они исключительно «мирные». Этот факт делает их привлекательными для людей, не желающих поддерживать любые проявления дискриминации и насилия.

В заключении стоит упомянуть, что синтетические алмазы и их имитации не одно и тоже. Да, фианиты, муассанит – тоже искусственные камни, которые заменяют природный бриллиант в ювелирных украшениях. Они похожи внешне – бесцветные, искрятся, но по молекулярному составу имеют значительные отличия. Также их выдают физико-химические отличия в характеристиках.

Среди любителей алмазов и бриллиантов есть как поклонники природных камней, так и те, кто принципиально интересуется достижениями науки. Ювелирные украшения с синтетическими бриллиантами не уступают аналогам, поражая сверканием и переливами на гранях. Возможность получать фэнтезийную окраску также дает ювелирам преимущества в создании сложных дизайнерских работ, ведь теперь камень можно создать под заказ.

Самые крупные и качественные искусственные алмазы выращивают сегодня в окрестностях Сестрорецка, по соседству с Санкт-Петербургом. О российской компании NDT и о том, как рождаются на свет лучшие друзья девушек мы расскажем в нашей сегодняшней публикации. Сертификат на рекордный по размеру синтетический бриллиант массой в 10.02 карата, цвета Е и чистоты VS1 был выдан Международным геммологическим институтом Гонконга (IGI) российской компании New Diamond Technology (NDT).

Источники
  • https://sunlight.net/wiki/iskusstvennye-brillianty-kak-nazyvayutsya-iz-chego-delayut-iskusstvennyj-almaz-i-kak-ispolzuetsya.html
  • https://zakamnem.ru/interesno/kak-sdelat-almaz
  • https://severbrilliant.ru/blog/iskusstvennye-almazy-brillianty.php

Рейтинг
Загрузка ...