Как выращивают алмазы искусственные

Как выращивают синтетические алмазы и кто вырастил самый большой

В природе алмазы образуются на глубине в несколько сот километров под поверхностью земли, при высокой температуре и давлении, а затем выносятся на поверхность магматическими породами.

Этот процесс пытались сымитировать в лаборатории с 18-го века, когда стало понятно, что алмаз по своему строению является углеродом. Но реально первые настоящие синтетические алмазы получились только в середине 20-го века, в Америке.

Технология, разработанная американской компанией, до сих пор остается самым распространенным коммерческим способом получения недорогих технических алмазов и алмазного порошка.

Небольшую ячейку, внутри которой находится графит и железо-никелево-кобальтовый расплав, выступающий в качестве растворителя и катализатора, обжимают с помощью пресса, создавая внутри давление в размере 50 тысяч атмосфер, и одновременно поддерживая температуру около 1300 градусов – примерно в таких условиях зарождаются алмазы в земных недрах.

Грядка для алмазов: как в Беларуси выращивают драгоценности — МИР 24

Таким способом производят около двадцати миллиардов карат искусственных алмазов в год, так же научились делать синтетические алмазы для ювелирных целей, но не самого высокого качества и массой до 1 карата.

Пресс с камерой для создания синтетических алмазов и фабрика в Китае, производящая миллионы карат алмазов в год.

Пресс с камерой для создания синтетических алмазов и фабрика в Китае, производящая миллионы карат алмазов в год.

Сейчас, в эпоху освоения нанотехнологий, этот способ не считается самым перспективным, но тем не менее и его удается значительно улучшать. Например, российская компания New Diamond Technology (NDT) , базирующаяся в Санкт-Петербурге, стала недавно рекордсменом в выращивании крупных алмазов именно по традиционному методу.

Если каких-то двадцать лет назад двухкаратный алмаз считался гарантированно природным, то сейчас выращивают все более крупные синтетические алмазы, почти каждый год побивая старые рекорды.

Причем эти алмазы отличаются высочайшим качеством и чистотой, и можно вырастить не только прозрачные, но и голубые и желтые алмазы, очень похожие на лучшие природные образцы.

Растут такие алмазы довольно быстро, тридцатикаратный камень белого цвета (размером около 2 сантиметров) вырастили за триста часов.

Пока это больше эксперименты, но специалисты считают, что ювелирный рынок готов к появлению большой массы искусственных алмазов, и дело тут не только в цене.

Ведь экологические мотивы играют все большую роль в выборе покупателем той или иной марки, а синтетические камни создаются с помощью высоких технологий совершенно без вмешательства в природу. Они «бесконфликтны», и для их появления нет необходимости создавать «лунные ландшафты» в местах разработок.

А цена искусственных камней высочайшего класса пока составляет около половины цены природного камня, но скорее всего станет еще ниже. Уже сейчас в Америке выращивают чистые «каратники» для помолвочных колец, и, ставя цену всего на треть меньше, чем для природных алмазов, находят своих покупателей.

А российская фирма вырастила три года назад самый большой синий синтетический алмаз, который огранили в пятикаратный бриллиант и продали за 250 тысяч долларов. Это почти на порядок дешевле, чем стоил бы природный алмаз такого редкого цвета, но пока цена не показатель – массово синие бриллианты еще не выращиваются и не продаются.

Два самых больших на сегодняшний момент пятикаратных синтетических синих алмаза, правый — выращен российской фирмой NDT

Два самых больших на сегодняшний момент пятикаратных синтетических синих алмаза, правый — выращен российской фирмой NDT

Синтетический алмаз не стоит путать с фианитом, искусственным камнем, технология выращивания которого была разработана советским институтом ФИАН в 70-х годах. Эти камни похожи внешне, но совершенно различны с точки зрения химического состава, если синтетические алмазы состоят из углерода, как и природные, то фианиты – кристаллы диоксида циркония, они производятся проще и намного дешевле.

Друзья, если бы вы купили украшение с искусственным бриллиантом, что послужило бы причиной — экологичность, цена, чистота или что-то еще?

Источник

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!

Источник

Как и где выращивают крупнейшие в мире алмазы

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). Драгоценные камни с такими характеристиками для ювелирного мира — явление достаточно тривиальное, а вот искусственный камень, ограненный из 32-каратного синтетического алмаза — это для рынка синтетических алмазов событие, и событие уникальное.

Производство, на котором удалось вырастить рекордный кристалл сосредоточено в небольшом цеху в одном из технопарков неподалеку от Сестрорецка. Мощности предприятия ограничены тремя с лишним десятками гидравлических прессов, внутри которых, в условиях высоких температур и давлений, микрон за микроном растут алмазы высочайшего качества.

На пультах управления контроллеров у каждого пресса отражаются текущие параметры. «Общие принципы синтеза алмазов хорошо известны и используются в промышленности уже более полувека. А вот детали режимов синтеза — одно из ноу-хау нашей компании» — поделился директор по производству Роман Колядин. «… Прецизионные кондиционеры поддерживают микроклимат в цеху с точностью до десятых долей градуса. При этом даже небольшой сквозняк может повлечь за собой нежелательное отклонение в температурном режиме, что может существенно ухудшить качество алмаза» — добавляет специалист.

Краткий экскурс в историю

Первые попытки синтезировать искусственный алмаз предпринимались еще в конце XVIII века, когда ученые пришли к окончательному выводу, что основой алмаза является углерод. С конца XIX века ученые попытались превратить дешевые и доступные формы углерода (уголь или графит) в твердый и блестящий алмаз.

Заявления о достигнутом успехе делали многие, включая известных ученых, в числе которых французский химик Анри Муассан и британский физик Уильям Крукс. Несколько позднее было установлено, что предъявить реальные свидетельства полученного результата никто из них так и не смог. Первый искусственный алмаз, предъявленный миру, был получен в 1954 году в лаборатории компании General Electric.

Интересно, что в процессе получения синтетического алмаза в GE руководствовались «технологией», которую использует сама природа. Как рассуждали специалисты, натуральные алмазы образуются при температуре порядка 1300°С и давлении порядка 50 000 атм. в толще мантии планеты на глубине сотен километров под поверхностью Земли.

На поверхность кристаллы выносят лампроиты, кимберлиты и прочие магматические породы. Для имитации описанных условий в лабораторных условиях специалисты GE использовали пресс, обжимающий ячейку, внутри которой был помещен графит и железо-никелево-кобальтовый расплав, выступающий в роли катализатора и растворителя.

Свою технологию специалисты GE назвали HPHT (High Pressure High Temperature — высокое давление, высокая температура). Со временем именно она была взята за основу при получении недорогих технических алмазов и алмазного порошка.

Как выращивают алмазы сегодня

Промышленное производство синтетических алмазов сегодня ведется преимущественно по одной из двух технологий — это вышеупомянутая технология HPHT и технология CVD. Менее употребимы экзотические методики, такие как синтез нанокристаллов алмаза из графита при взрыве или экспериментальный метод получения микронных алмазов из суспензии частиц графита в органических растворителях под воздействием ультразвуковой кавитации.

Технология сводится к процессу выращивания монокристаллов алмаза при высокой температуре (около 1500 °C, с нужным градиентом) и высоком давлении (50−70 тыс. атм.). Гидравлический пресс обжимает специальный контейнер, внутри которого находится металлический расплав (железо, никель, кобальт и др.) и графит.

На подложке размещается одна или несколько затравок — небольших кристаллов алмаза. Сквозь камеру протекает электрический ток, разогревающий расплав до нужной температуры. В этих условиях металл служит растворителем и катализатором процесса кристаллизации углерода на затравке в форме алмаза.

Процесс выращивания одного крупного или нескольких более мелких кристаллов длится, в среднем, 12−13 суток.

Объемы промышленного производства искусственных алмазов и алмазной пыли сегодня достигает миллиарды карат в год. В 1970-х используя технологию HPHT научились изготавливать и ювелирные камни среднего качества весом до 1 карата.

Начиная с 1960-х годов ведущие лаборатории мира совершенствуют альтернативную менее затратную технологию синтеза алмазов — CVD (Chemical Vapor Deposition, осаждение из газовой фазы). В процессе синтеза алмазы осаждаются на подложку, подогреваемую до 600−700°С из углеводородного газа, который ионизируется с помощью СВЧ-излучения или разогревается до высоких температур.

При осаждении на кремний или поликристаллический алмаз получается поликристаллическая пластина, имеющая ограниченное применение в электронике и оптике. Скорость роста — от 0,1 до 100 мкм/ч. Толщина пластин обычно ограничена 2−3 мм, поэтому вырезанные из нее алмазы можно использовать в качестве ювелирных, но их размер, как правило, не превышает 1 карата.

Возможности этого метода синтеза в начале 2000-х привлекли большое внимание как небольших стартапов, так и крупных компаний, таких как Element Six, входящей в промышленную группу De Beers.

Потенциал метода HPHT до последнего времени оставался сильно недооцененным. «Когда мы несколько лет назад покупали оборудование, нам все в одни голос говорили, что промышленные прессы пригодны разве что для синтеза алмазных порошков», — говорит Николай Хихинашвили. Все внимание и ресурсы были сосредоточены главным образом на совершенствовании метода CVD.

В то же время технология HPHT считалась нишевой, поскольку подавляющее большинство специалистов просто не верили, что с ее помощью можно выращивать достаточно крупные и качественные кристаллы. И, тем не менее, по словам Николая, специалистам компании NDT удалось предложить собственную технологию синтеза, позволяющую получать алмазы такого качества и размеров, которые до этого момента удавалось достичь только работая с натуральными кристаллами. Что касается технологий огранки, то выращенные в лаборатории, и природные алмазы обрабатываются совершенно одинаково.

Лучшие друзья девушек

«Мы, конечно, не единственные, кто выращивает алмазы крупнее 5−6 карат, — делится Николай. — Но абсолютно все компании сегодня подчиняются принципу «два из трех»: крупные, качественные, коммерчески выгодные. Наша компания первой освоила технологию, позволяющую получать крупные кристаллы алмаза высокого качества по приемлемой стоимости.

32 пресса позволяют нам вырастить около 3000 карат в месяц, и при этом все камни очень высокого качества — алмазы цветовых категорий D, E, F и чистоты от чистейших IF до SI, в основном типа II. 80% нашей продукции составляют ювелирные алмазы массой от 0,5 до 1,5 карата, хотя технологические возможности позволяют вырастить под заказ алмаз любых размеров».

В доказательство сказанного Николай продемонстрировал журналистам кристалл размером с 10-рублевую монету: «Вот этот, к примеру, 28 карат. После огранки получится бриллиант карат в 15».

С начала 2000-х мировой алмазный монополист, концерн De Beers, высказывал опасения в связи с перспективой выхода на ювелирный рынок синтетических алмазов, которые, по убеждению руководства, могли бы подорвать его бизнес. Но, как показало время, синтетические алмазы не конкуренты натуральным камням, поскольку занимают в сравнении ничтожно малую долю ювелирного рынка.

Кроме того, за время совершенствования технологий их производства были разработаны методы исследований, позволяющие достаточно уверенно и точно идентифицировать синтетические алмазы. В числе характерных признаков синтеза следует назвать включения металла, а в цветных алмазах — легко определяемые секторы роста. Кроме того, искусственные камни, полученные при помощи технологий HPHT, CVD в сравнении с натуральными природными алмазами в УФ-лучах имеют разный характер люминесценции.

«Как относятся потребители к выращенным алмазам? Вполне благосклонно, — говорит Николай, — особенно современная молодежь, для которой оказывается важно, что эти алмазы бесконфликтны и созданы людьми с помощью высоких технологий без вмешательства в природу. Ну и, что немаловажно, стоимость таких камней примерно вдвое ниже.

Разумеется, в сертификате должно быть отражено, что камни выращены, но ясно, что обладательнице кольца с таким бриллиантом не потребуется носить с собой сертификат! В то же время и по физическим, и химическим свойствам алмазы, выращенные в лаборатории NDT, идентичны природным» — резюмировал специалист.

Что общего между алмазом и азотом

В зависимости от содержания азота алмазы могут быть отнесены к одному из двух основных типов. Алмазы типа I включают в свой состав до 0,2% азота, атомы которого расположены в узлах кристаллической решетки группами (Ia) или по одиночке (Ib). Алмазы именно этого типа преобладают среди природных алмазов (98%). Чаще всего такие камни не бывают бесцветными.

Алмазы типа IIa практически не содержат азота (менее 0,001%). Такие кристаллы в царстве природных минералов — редкость, всего 1,8%. Практически не встречаются (в 0,2% случаев) безазотные алмазы с примесью бора (IIb).

Атомы бора в узлах кристаллической решетки обуславливают их электропроводность и придают алмазам голубоватый оттенок.

Алмазы в промышленном производстве

Ювелирные алмазы — весьма прибыльный бизнес для NDT и подобных компаний, но уже сегодня отчетливо прослеживается другой, более приоритетный и, по всей вероятности, долгосрочный тренд. Технический директор NDT Александр Колядин любит повторять: «Если из алмаза изготовить уже ничего больше нельзя, сделай бриллиант».

В действительности наиболее перспективным направлением рынка крупных высококачественных синтетических алмазов можно с уверенностью назвать промышленность. «Ни один природный алмаз не может быть использован в специальной оптике или электронике, — говорит Александр Колядин, — поскольку в них изначально слишком много дефектов. А вот пластины, вырезанные из алмазов нашего производства, располагают почти идеальной кристаллической решеткой.

Поэтому некоторые исследовательские организации, которым мы предоставляем наши образцы для изучения, с трудом верят в полученные результаты измерений — настолько близки они к идеальным. При этом удается достичь еще одного существенного результата — обеспечить повторяемость характеристик, что для ряда промышленных направлений оказывается принципиально важно. Алмазы — это своего рода теплоотводы, окна для специальной оптики и синхротронов, это силовая микроэлектроника, над созданием и совершенствованием которой сейчас работают во всем мире».

Львиную долю доходной части бюджета компании пока обеспечивают ювелирные алмазы. Вместе с тем, складывающиеся тенденции позволяют предположить, что уже в ближайшие годы спрос на синтетические алмазы и алмазные пластины для специальной оптики, микроэлектроники и других высокотехнологичных промышленных сфер возрастет в прогрессии.

«Промышленное направление пока составляет 20% нашего производства, но года через три мы планируем довести его до 50%, тем более что спрос быстро растет. Сейчас мы в основном делаем пластины 4 х 4 и 5 х 5 мм, вырезали по заказу несколько 7 х 7 и 8 х 8 мм и даже 10 х 10 мм, но говорить о массовом производстве пока преждевременно.

Наша очередная цель, — говорит Николай Хихинашвили, — переход к изготовлению дюймовых алмазных пластин. Это тот «золотой размер» и необходимый минимум, который очень востребован в массовой электронной и оптической промышленности. И для получения таких пластин потребуется вырастить кристалл алмаза массой в сто карат».

Предоставить первые «прототипы» таких пластин в NDT планируют уже к концу текущего года.

На этом всё, с вами был простой сервис для выбора сложной техники Dronk.Ru. Не забывайте подписываться на наш блог, будет ещё много интересного.

Спонсор поста кэшбэк-сервис LetyShops. Возвращайте деньги за любые покупки в интернете. Подробнее о том что такое кэшбэк-сервис читайте в нашей статье Выбираем кэшбэк-сервис на 6-летие Алиэкспресс

Источник

Что из себя представляет искусственный бриллиант?

Люди всегда восхищались бриллиантом. Раньше его заменители вроде белого сапфира визуально опознавал даже неспециалист. Сегодня благодаря достижениям науки оригинал копируется на сто процентов.

А по свойствам искусственно выращенный бриллиант лучше природного и дешевле.

Что такое искусственный бриллиант

Синтетические алмазы, или искусственные бриллианты, – это выращенные человеком кристаллы. Они создаются из того же углерода, что и натуральные, имеют аналогичную природным камням структуру, состав, физические свойства. Все алмазы отличает дисперсия, прочие характеристики зависят от способа создания.

Культивированные алмазы – это, как правило, камушки до 1 карата. Синтез более крупных экземпляров не окупается, хотя положение может измениться. Например, в России вырастили 10-каратный густо-синий алмаз. Он получен в условиях, имитирующих природные.

У камушка изумрудная огранка, безупречные форма и блеск, а включения заметны лишь под десятикратным увеличением.

История

Что такое искусственный алмаз, первым поведал миру француз Анри Муассан в начале ХХ века. Он открыл максимально схожий камень, обнаружив осколки метеора в кратере. И стал Нобелевским лауреатом.

Ещё один популярный аналог, синтезированный советскими учёными в 1976 году, называется фианит.

Бриллианты выращивают на основе высокоуглеродистых веществ – графита, очищенной сажи, угля. Существует два основных способа, поэтому различают НРНТ— и CVD—кристаллы.

Первозданный минерал и сотворённый двойник одинаково невзрачны на вид, оба сверкают только после огранки.

Где востребованы синтетические алмазы

90% искусственных алмазов «забирают» наука и промышленность. Особо чистые экземпляры востребованы точным машиностроением и нанотехнологиями для создания инструментов повышенной прочности (шлифовальных кругов, свёрл, пил, скальпелей, ножей).

Самая узнаваемая сфера – индустрия красоты. Украшения с искусственными алмазами популярны, потому что роскошны и доступны по цене, не хлопотны в уходе.

Цвета искусственных алмазов

У натуральных бриллиантов разные цвета или оттенки. Базовая гамма созданных человеком камушков беднее – жёлтый, синий, бесцветный. Каждый привлекателен по-своему:

1. Белый. Самые желанные, поскольку традиционно бриллиант ассоциируется с белым прозрачным фоном. Но их производство наиболее трудоёмкое. Растёт кристалл медленно, постоянно нужно следить, чтобы не попал азот (иначе оттенок получится желтоватым) или бор (синеватым). Популярны даже однокаратные блестящие малютки.
2. Голубой. Гамма варьируется от небесного голубого до густого синего. Цвет создают примеси бора, вес достигает 1,25 карата.
3. Жёлтый. Самый лёгкий в создании вид. Диапазон цвета – от насыщенного лимонного до изысканной желтоватости – создают примеси азота. Иногда получается оптимистичный пламенно-оранжевый. Вес алмазов достигает двух каратов.

Другие цвета получаются после дополнительной обработки базового кристалла. Так, чтобы синтезировать культовый для многих чёрный бриллиант, как катализатор используют никель.

Цвет обозначается цифрой. Для бесцветного это 1. Такие камни называются бриллиантами чистой воды.

Искусственный алмаз и имитация – разные вещи

Сегодня существует две группы аналогов бриллиантов:

• искусственно выращенные камни с природной структурой и качествами (муассанит, фианит);
• камни, за сильный блеск называемые заменителями алмазов, – бесцветный сапфир, рутил, кристаллы Сваровски, полимеры.

Вторая группа – это имитация, потому что их структура и свойства далеки от натуральных.

Муассанит

Самый качественный, прочный, дорогой искусственный бриллиант. Химически это карбид кремния или карборунд. Требуется минимальное вмешательство, чтобы внешне уравнять его с настоящим алмазом. Камень равнодушен к внешним агрессивным воздействиям, лишён дефектов типа шероховатости или чёрных включений, присущих натуральному минералу.

Ярче алмаза, его сложнее отличить, чем фианит. Однако сильная бликовка многих раздражает и выдаёт происхождение.

Красоту подчёркивает обрамление из белого золота, платины или серебра. В отличие от бриллиантов, дополняющих вечерний наряд, Муассанит уместен для любого времени суток.

Фианит

Камень представлен во многих цветах, степенях чистоты, яркости. Бесцветный один из самых ценных. Фианит тяжелее равного по размерам алмаза.

Эта характеристика служит маркером при определении происхождения кристалла.

Сияет не так ярко, как бриллиант, но лучше отбрасывает блики.

Однако легко царапается, мутнеет, впитывает масла, на солнце становится зеленовато-жёлтым. Об этом нужно помнить при ношении украшений.

Нексус

Результат соединения углерода с другими компонентами. Высокопрочен, поэтому на него даётся фактически вечная гарантия.

Стразы

Самый известный «заместитель» благородного бриллианта, первоначально хрустальный. Сегодня сырьём служит стекло или полимеры из акрила.

Название получено в честь эльзасского ювелира Георга Страсса, придумавшего наносить металлическую пудру как подложку на стекло. Сейчас покрытие создают, осаждая металл, а стразы усовершенствовались, обретя торговый бренд Swarovski.

Производятся одноимённым австрийским концерном и чешской фирмой Preciosa.

Модные веяния

Бриллианты имитировали во все времена. Более века тому в перстни вставляли хрусталь, циркон, белые разновидности сапфира, шпинели, рутила.

Синтетические заменители выращивают с 70-х годов ХХ века. Они превратились в самостоятельный сегмент ювелирного рынка.

Фаворитом стал фианит, который потеснили позже Муассанит и Нексус. С 1990-х из всех имитаций бриллианта на первом месте Муассанит.

Но учёные работают дальше, поэтому появление нового тренда не за горами.

Как выращивают кристаллы

Сегодня камни изготавливают двумя основными способами – физическим и химическим. Реально создать бриллианты в домашних условиях.

Копирование природы

Алмазный зародыш кладут под пресс в камере с высокой температурой и давлением. Через неделю получается качественный аналог. При необходимости процедуру повторяют.

Бриллианты получаются в виде кубов или восьмигранников, что отличает их от натуральных. Технология известна как HTHP или «GEPOL».

В газовой среде

Алмазное семечко помещается в камеру с метаном или другим углеродсодержащим газом под низким давлением. Энергия СВЧ-пучка разрушает молекулы газа, а выпаренный углерод и водород накладываются на зёрнышко послойно, создавая алмазные пластины.

Процесс занимает два дня, за один раз можно вырастить несколько пластинчатых кристаллов-слоёв. У них шероховатые графитовые края чёрного или коричневого цвета. Кристаллы термообработкой доводят до блеска, гранят.

Характеристики выращенных в камере или капсуле экземпляров идентичны натуральным.

Создаём алмаз дома

Процесс проходит в микроволновой печи – идеально вымытой и высушенной. Понадобятся также:

• три графитовых стержня толщиной 3 мм и длиной пару сантиметров – из простого карандаша;
• две чашки;
• оливковое масло;
• льняная или хлопковая нить длиной 14–16 см.

1. Налить немного масла в тарелку. По диаметру уложить нить, которая будет впитывать масло.
2. Промасленную нить завязать некрепким узлом, пропустить сквозь него графит. Стержень кладут на опоры из спичек без головок или зубочисток.
3. Узел затягивают вокруг стержня до упора на полчаса для пропитки маслом.
4. Нить удаляется аккуратно, чтобы грифель не пострадал, а масло осталось на намеченном участке стержня.
5. Кружку переворачивают вверх дном, укладывают на него параллельно два чистых стержня. На них выставляют промасленный графит. Конструкция накрывается второй чашкой.
6. Все помещается в микроволновую печь на максимум по температуре и времени.

Рукотворный алмаз окажется на участке, где было сосредоточено масло. Оно может спровоцировать искры в печи, которые исчезнут через несколько минут. Вынимают после остывания.

Стоимость искусственных камней

Многие пренебрегают культивированными камнями, считая их стекляшкой. На поверку такие алмазы недешевы, цена некоторых выше природных аналогов. Причин несколько:

• Синтезированные камни, особенно белые прозрачные, визуально неотличимы от настоящего минерала.
• Натуральные кристаллы не столь безупречны, как искусственные. У них есть включения, в отличие от культивированных аналогов с абсолютной чистотой.
• Синтетический алмаз прочнее, не выцветает, не требует особого ухода.

Цена камня определяется массой, качеством огранки, методом создания.

Наиболее доступны фианиты. Огранённый экземпляр стоит $1,5–6 за карат. Значительно дороже Муассанит – $75–155 за карат.

На стоимость влияет цвет – за жёлтый алмаз попросят $200–275 за карат, розовато-оранжевый – от $3000.

Как выбрать искусственный алмаз

Покупая синтетический камушек, нелишне попросить сертификат качества и оценить надёжность выдавшей его организации.

Если носить украшение планируется часто, избегают драгоценностей с напылением, например, из родия. Лучше вложиться в обрамление из золота, платины или палладия.

Оправой в изделиях с заменителями бриллиантов служат эстетичные, надёжные, недорогие титан, вольфрам или легированная сталь.

А также учитывается следующее:

1. Искусственные алмазы разы дороже, чем заменители, но значительно дешевле оригинала.
2. Белые камни дороже цветных, а смотрятся как натуральные.
3. Стоимость бесцветного Муассанита не намного меньше, а иногда больше природного бриллианта.
4. Получить идеальную прозрачность трудно, поэтому искусственные камни чистой воды ценятся больше, чем натуральные бриллианты оттенка шампанского.

В заключение

Итак, самые дешёвые из блестящих камушков – заменители бриллианта. Они менее прочны, чем натуральные, но сияют и блестят не хуже, а по отсутствию включений превосходят оригинал. Золотая середина – искусственные бриллианты.

Единственное отличие от натуральных аналогов – происхождение с лихвой компенсируют безупречные свойства, внешний вид, а главное цена. Если достижения науки и технологии дарят возможность получить запредельную красоту за приемлемые деньги, почему бы не воспользоваться этим, порадовав себя любимую.

Источник