Как выращивают бриллианты искусственные

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

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.

Производство синтетических Алмазов. Алмазы

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

Как выращивают синтетические алмазы , основные способы и особенности промышленного производства. История их получения в России. 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.

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

Искусственный ( синтетический ) алмаз – это выращенный в лаборатории кристалл по химическому составу и свойствам идентичный природному алмазу . Бриллиантом правильно называть ограненный алмаз исключительно природного происхождения. Термин « искусственный бриллиант » − это неверная формулировка.

Твердость, плотность, преломление и расщепление света синтетического экземпляра такие же, как и у кристалла, добытого в недрах земли. Потребности промышленности подтолкнули научное сообщество на поиск методов создания алмаза в лаборатории.

СИНТЕТИЧЕСКИЙ АЛМАЗ: доступная роскошь

C тех пор, как ученые научились создавать искусственные алмазы, их производство приобрело промышленные масштабы. Определение статуса синтетических кристаллов еще не завершено, но ювелирные дома уже начали использовать искусственные алмазы в своих изделиях.

ЧТО ТАКОЕ СИНТЕТИЧЕСКИЙ БРИЛЛИАНТ

В конце XVIII века ученые обнаружили, что алмаз — одна из форм углерода. Это положило начало многочисленным попыткам воссоздать драгоценный камень из подручных материалов: таких, как уголь или графит.

Как появились искусственные алмазы

Начиная с XIX века, многие известные физики и химики заявили об удачном завершении опытов по выращиванию алмазов. Правда, ни одно из таких заявлений не подтвердилось документально.

Лишь в 1927 году советский физик О. Лейпунский совершил прорыв, вычислив необходимые для процесса условия. Дальнейшие исследования и эксперименты проводились параллельно в СССР, США и Швейцарии.

HPHT и CVD

Создал и запатентовал первую рабочую установку синтеза кристаллов швед Балтазар Платен. Свой метод он подсмотрел у природы.

Натуральные алмазы образуются на глубине, в раскаленной мантии земной коры с температурой более 1000°С и давлением около 50.000 атмосфер.

Платен воссоздал похожие условия: ячейку с никелем, кобальтом и железом раскаляли и обжимали многотонным прессом. Металлы в этом случае выступали катализатором, а прессы имитировали давление в тысячи атмосфер.

Такой способ получил название HPHT (High Pressure High Temperature) — высокое давление, высокая температура. Метод несовершенный, но простой и бюджетный. Сегодня он используется для массового изготовления технических алмазов и алмазной пыли.

В 60-х годах XX века был изобретен более совершенный метод CVD (Chemical vapor deposition) — химическое осаждение из газовой фазы. Суть технологии — в кристаллизации алмазов из углеводородного газа на выращенную методом HPHT подложку. CVD позволяет создавать более крупные и чистые кристаллы.

Нано-алмазы

Помимо HPHT и CVD, есть и другие, более узконаправленные, технологии:

• детонационный синтез алмазов — высокие температура и давление получаются благодаря детонации графита. В результате разложения углеродосодержащих веществ образуются нанокристаллы;
• ультразвуковой синтез наноалмазов — позволяет синтезировать микрокристаллы из суспензии графита в органической жидкости при обычном давлении и комнатной температуре.

Сходства и различия

Долгое время HPHT-алмазы и CVD-алмазы отличались от природных размерами — в искусственных условиях невозможно было вырастить камень крупнее карата. Но многие компании продолжают работать над устранением этого недостатка.

На сегодняшний день в искусственных условиях выращивают камни со следующими характеристиками:

размер	6 и более карат
твердость	10 по шкале Мооса
показатель преломления света	2,417 — 2,419
цвет	D, E, F
чистота	от чистейших IF до технических SI
тип	в основном II (менее 0,001% азота)

У искусственных алмазов есть отличия от природных:

• “искусственники” могут иметь включения металла, оставшиеся от производства;
• на цветных камнях можно рассмотреть секторы роста, которые появляются из-за ускоренных процессов кристаллизации;
• природные и искусственные кристаллы по разному люминисцируют в УФ-лучах.

Эти различия можно увидеть только на специализированном оборудовании. Поэтому поставщики и продавцы искусственных алмазов обязаны указывать на бирках к товару сведения о происхождении кристаллов.

Цена за карат зависит от свойств каждого камня, но в любом случае стоимость даже самого лучшего синтетического алмаза будет в 2 раза ниже природного.

Достоинства и недостатки искусственных алмазов:

• идентичность с натуральными камнями;
• создание без вмешательства в природу;
• более низкая цена.

• недостатки обусловлены несовершенством производства — немногие предприятия обладают оборудованием, способным создавать алмазы нужного размера, чистоты и по конкурентоспособной цене.

ГДЕ ПРИМЕНЯЮТСЯ СИНТЕТИЧЕСКИЕ АЛМАЗЫ

Высокие технологии

Основная сфера применения искусственных алмазов — промышленность и высокие технологии:

• режущий инструмент — искусственные алмазы являются одними из самых твердых веществ;
• теплопроводники — сочетание высокой теплопроводности и минимальной электропроводности делает искусственный камень незаменимым в качестве теплоотвода для мощных лазеров и транзисторов;
• оптика — натуральные алмазы не подходят для этих целей, так как имеют слишком много дефектов;

Ювелирная промышленность

Технологический прорыв поставил перед ювелирными и алмазодобывающими компаниями вопрос о необходимости контролировать поток искусственных камней на ювелирный рынок. Сейчас рост их сбыта ограничивается юридически. В дополнение к этому некоторые компании открывают собственные производства искусственных ювелирных алмазов.

Именно так поступили De Beers. Алмазодобывающая корпорация долгое время отказывалась заниматься изготовлением алмазов. Однако в 2018 году создала дочернюю компанию Lightbox Jewelry, которая начала продажу искусственных камней под своим брендом.

КАК НАЗЫВАЮТСЯ ИСКУССТВЕННЫЕ БРИЛЛИАНТЫ

По сложившемуся стереотипу «искусственный» — это нечто только внешне похожее на оригинал. Но имитация не всегда значит подделка.

Так как современные выращенные алмазы идентичны природным, маркетологи предлагают заменить прижившийся термин «искусственный алмаз» на формулировки, которые отражали бы природу происхождения этого камня более точно:

• «созданные»;
• «выращенные в лаборатории»;
• «созданные в лаборатории».

Искусственно выращенные «бриллианты»

Есть и другие виды искусственных камней. Они близки по структуре к алмазам, но немного не дотягивают по характеристикам твердости и показателям преломления света.

1. Муассанит. В природе он образует мелкие бесцветные кристаллы с алмазным блеском — карбид кремния. Но природный минерал встречается крайне редко. Поэтому когда речь идет о муассаните, обычно говорят об искусственном карбокорунде. Камень очень похож на алмаз (его показатель преломления даже более высокий: 2,65 — 2,69), а твердость лишь немного ниже (8,5-9,25 по шкале Мооса). Муассанит также отличается термочувствительностью (при нагревании выше 65°С меняет цвет).
2. Нексус. Камень создают, соединяя углерод с другими компонентами. По прочности практически не уступает алмазу.
3. Фианит. Создан учеными Физического института Академии наук СССР (ФИАН), в честь которого и был назван. Фианиты используются для имитации алмазов, с которыми их легко перепутать из-за сходного показателя преломления (2,15-2,25).

При переводе на иностранные языки фианит нередко называют цирконом или цирконием, что не является верным, так как циркон — минерал с отличающимися физическими показателями, а цирконий — химический элемент.

Имитации бриллиантов

Отдельно стоят кристаллы, имитирующие лишь внешний вид алмаза. Они значительно уступают по прочности и не имеют алмазного блеска (показатель преломления — меньше 1,9).

1. Шпинель (дегуссит) . Натуральная шпинель редка и имеет малиновый цвет. Поэтому для имитации алмазов используют искусственные камни, которым можно придать любой цвет.
2. Хрусталь — является высококачественным стеклом.
3. Стразы Сваровски — небольшие камни с идеально равными гранями и различными оптическими эффектами.
4. Белый сапфир — искусственный бесцветный сапфир с высокими показателями прочности.
5. Рутил — его показатель преломления даже выше, чем у алмаза, однако из-за высокого эффекта двупреломления тыльные грани кристалла затуманены.

КАК ВЫРАСТИТЬ ДОМА ИСКУССТВЕННЫЙ АЛМАЗ

На основе углерода вырастить искусственный бриллиант в домашних условиях не получится, так как это потребует высоких температур и давления.

С куда меньшими затратами можно создать собственный прозрачный кристалл из неорганических солей, например — алюмакалиевых квасцев.

ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

1. В стеклянной банке развести насыщенный раствор квасцев (в 400 мл горячей воды добавлять соль, пока она не перестанет растворяться).
2. Отфильтровать полученный раствор через бумажный фильтр и оставить на сутки. За это время на дне банки образуются бесцветные кристаллы.
3. Слить раствор в чистую стеклянную емкость, еще раз его отфильтровать.
4. Из полученных кристаллов выбрать самый чистый и привязать его на леску. Другой конец лески привязать к карандашу или любому другому предмету, который будет положен на горлышко банки.
5. Леска с кристаллом опускается в раствор до середины уровня.
6. Камень выдерживается в растворе, пока не достигнет желаемого размера (до 2-3 месяцев). Для чистоты камня раствор желательно периодически фильтровать.
7. Когда кристалл достигнет нужного размера, его необходимо достать из раствора, обсушить, обрезать леску и покрыть бесцветным лаком.
8. Домашняя имитация алмаза готова.

Мне 42 года и я специалист в области минералогии. Здесь на сайте я делюсь информацией про камни и их свойства — задавайте вопросы и пишите комментарии!

Источник

Выращенные человеком бриллианты ни в чем не уступают природным образцам. И потому с успехом используются в драгоценностях самого высокого уровня.

На сегодняшний день это первый и единственный в мире бренд уровня fine jewelry, создающий украшения с искусственно выращенными бриллиантами . Предприниматели рассказали «РБК Стиль» об инвестиционном потенциале выращенных алмазов и об их конкуренции с природными экземплярами. Андрей Жарков, основатель компании Ultra C. — Чем отличаются лабораторно выращенные бриллианты от натуральных, созданных природой? — Строго говоря, ничем. Это тот же самый углерод с кристаллической решеткой, что и у обычного бриллианта .

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

« Синтетические бриллианты — не более, чем поветрие и мода, — говорит Брюс Кливер, генеральный директор De Beers. — Они не подходят, чтобы отмечать значительные события вашей жизни, которые хотелось бы запомнить надолго». Ему вторит финансовый директор компании Нимеш Пател: «Такие камни — не что-то уникальное.

Потеряв украшение с синтетическим бриллиантом , вы вряд ли сильно расстроитесь. Тема искусственно выращенных бриллиантов активно подогревается последние два года. Единственный вопрос, который все это время волнует общественность: «Чем же они отличаются от натуральных?» Правильный ответ — практически ничем.

Чистый углерод.

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?

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.

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.

Источник

Алмаз -рекордсмен 2015-го года, выращенный российской компанией NDT, весом в 30 карат, до обработки. 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.

Синтетический алмаз не стоит путать с фианитом, искусственным камнем, технология выращивания которого была разработана советским институтом ФИАН в 70-х годах. Друзья, если бы вы купили украшение с искусственным бриллиантом , что послужило бы причиной — экологичность, цена, чистота или что-то еще? Метки: алмаз , как это сделано, камни, наука, технология. Подписаться.

Новости партнеров. Смотрите также.