Diamantele artificiale: cum arată, cum sunt obținute și unde sunt folosite?

Diamantele se remarcă prin densitatea lor unică a structurii, care permite pietrei să reziste la sarcini grele și la temperaturi ridicate. Această proprietate este folosită în experimente și dezvoltări spațiale, în producția de dispozitive medicale și ceasuri de precizie și în industria nucleară. După tăiere, frumosul mineral se transformă într-un diamant, care este foarte apreciat de bijutieri. Tehnologiile moderne fac posibilă crearea acestuia în condiții artificiale, reducând prețul fără a pierde calitatea.

Pentru utilizare activă la scară industrială, diamantele artificiale au fost produse din 1993. Calitatea lor era atât de înaltă încât bijutierii au necesitat teste speciale pentru a determina autenticitatea pietrelor. Pentru consumatorul mediu, diferența nu era deloc evidentă, așa că multe companii au început să folosească cristale pentru a crea bijuterii de lux.

În laboratoarele moderne se cultivă mai multe tipuri din această piatră sintetică: cerusite, fabulite, strasuri, feroelectrice, moissanite. Este considerat cel mai frumos și mai curat cub de dioxid de zirconiu, care se numește „zirconiu cubic”. Este folosit în multe domenii ale industriei și completează colecțiile caselor de modă Thomas Sabo și Pandora.

Caracteristicile cheie ale diamantelor de cultură:

• cost redus în comparație cu pietrele naturale (prețul este de 10-15 ori mai mic);
• ușurință de tăiere;
• fără defecte ascunse care afectează duritatea (bule de aer, fisuri);
• imitație completă a unui diamant adevărat după tăiere.

Printre iubitorii de pietre frumoase, părerile au fost împărțite și despre proprietățile unei pietre nenaturale. Unii dintre ei cred că doar un diamant adevărat este capabil să alunge spiritele rele, să-și protejeze proprietarul de daune și de ochi rău și să-l ajute în afacerile comerciale.

Pietrele artificiale au fost dezvoltate în ultimii ani de renumitele mărci Diamond Foundry, Helzberg's Diamond Shops și LifeGem. Această afacere din Statele Unite este considerată cea mai profitabilă și promițătoare, deoarece daunele aduse mediului sunt minime. În plus, multe experimente geologice demonstrează că perioada de formare a diamantelor în natură a luat sfârșit. Prin urmare, dezvoltarea de noi zăcăminte va deveni în curând un lucru al trecutului.

Diamantele adevărate au fost populare de secole. Diamantele scumpe împodobeau hainele regale și coroanele, au fost moștenite și au intrat în rezervele de aur ale trezoreriei multor țări. Chiar și astăzi, mineralele fațetate sunt cea mai bună investiție și doar cresc în valoare în fiecare an.

Primul diamant artificial a fost obținut în 1950 de oamenii de știință suedezi la laboratorul ASEA. După cercetări, experiența lor a fost repetată de compania americană General Electric în 1956, îmbunătățind tehnologia. Pe parcursul mai multor decenii, au apărut noi metode și dezvoltări care au făcut posibilă schimbarea nuanței, formei și mărimii unui mineral sintetic. În 1967, a fost obținut un brevet pentru cultivarea pietrelor prețioase.

Istoria producției lor în Uniunea Sovietică începe cu prima piatră, care a fost sintetizată la Institutul de Fizică și Înaltă Presiune la sfârșitul anilor 50 ai secolului trecut. Dar munca activă în această direcție este realizată de omul de știință OI Leipunsky, care a publicat multe lucrări și calcule științifice încă din 1946.

O adevărată descoperire a avut loc la începutul anilor 60 ai secolului trecut, când tinerii oameni de știință de la Laboratorul de înaltă presiune din Moscova au creat o presă specială. Cu ajutorul lui, a fost posibil să se stabilească o producție pe scară largă de pietre grele: volumul a ajuns la o mie de carate pe zi. Toate diamantele industriale produse au fost folosite pentru nevoile rachetării și ingineriei mecanice, au fost exportate, aducând profituri de miliarde.

În ultimii ani, noi tehnologii au fost dezvoltate în Rusia de către casele private de bijuterii și laboratoarele științifice.

Diamantele artificiale cultivate în laboratoarele companiilor chimice de top sunt greu de distins de pietrele reale în ceea ce privește transparența și strălucirea. Dar toate metodele cunoscute necesită investiții mari și sunt laborioase.

HPHT sau High Pressure, High Temperature este cea mai comună tehnologie. Oamenii de știință au pus pietre reale cu dimensiunea de 0,5 mm pe bază de zirconiu cubic sintetic. Într-o cameră specială, conform principiului de funcționare, care amintește de o autoclavă, se creează o combinație între o temperatură de cel puțin 1400 ° C și o presiune de 55.000 de atmosfere. Pe baza naturală sunt aplicate diverși compuși chimici și straturi de grafit.

După 10 zile de o astfel de expunere, se formează legături sigma puternice, îmbinările din jurul bazei sunt formate într-o piatră tare și transparentă.

Această tehnologie este una dintre primele în cultivarea mineralelor artificiale. Este utilizat pe scară largă atunci când este necesar să se creeze un strat de diamant deosebit de puternic și ascuțit, pentru a crea diamante de înaltă calitate. Toate componentele și substratul de diamant sunt plasate în camere speciale care creează un vid. După umplerea cu metan, începe expunerea la razele cuptorului cu microunde, binecunoscută din munca unui cuptor cu microunde. La temperaturi ridicate, compușii chimici ai carbonului încep să se topească și să se combine cu baza.

Tehnologia CVD produce diamante de înaltă calitate, care nu sunt inferioare ca proprietăți față de cele reale. Pe baza acestora, se dezvoltă o tehnologie pentru a înlocui plăcile de computer rezistente la uzură, dielectricii și bisturiile ultra-subțiri în oftalmologie.

Una dintre cele mai recente evoluții este metoda de sinteză explozivă. Se bazează pe o combinație de încălzire puternică a unui amestec chimic folosind o explozie și înghețarea ulterioară a mineralului rezultat. Rezultatul este un diamant sintetic natural realizat din carbon cristalin. Dar costul ridicat îi face pe chimiști să caute noi opțiuni pentru sinteza masei de piatră.

Dintre toate diamantele, pietrele sintetice ocupă doar 10% din piață. Cristale de zirconiu cubic ieftine sunt folosite pentru a face bijuterii pentru femei. Casele de modă celebre decorează cu ele rochii de seară, genți și pantofi și le folosesc într-un decor exclusivist.

Peste 90% din diamantele artificiale sunt folosite în industrie. Direcții principale:

• mașini de șlefuit de înaltă precizie, unelte pentru tăierea materialelor dure;
• microelectronică și producție de calculatoare;
• industria de apărare;
• robotică;
• lasere unice pentru chirurgia ochilor;
• Inginerie Mecanică;
• mașini-unelte noi în metalurgie;
• stiinta rachetelor.

Progresele recente includ utilizarea diamantului sintetic pentru a face o lentilă artificială. Operațiile de transplant au arătat că claritatea și ușurința tăierii fac implantul ideal pentru pacient.

Industria produce diamant sintetic, care este atât de asemănător cu un cristal natural încât sunt necesare o serie de teste de laborator pentru a-l identifica. Să aruncăm o privire la cele mai comune diferențe.

• Toate diamantele cultivate artificial au o ștampilă specială. Oferă numele companiei sau laboratorului care a produs produsul.

• Este mai bine să folosiți un microscop puternic, mai degrabă decât o lupă pentru inspecție. În ateliere, defectele sunt detectate cu ajutorul unui spectrograf și sunt iluminate sub raze ultraviolete.

• Diamantele reale nu răspund la câmpurile electromagnetice. Puteți folosi această proprietate ca metodă de testare: o piatră sintetică este atrasă de un magnet puternic.

• Dacă este necesar să identificați un diamant acasă, acesta este așezat pe hârtie albă groasă. O inspecție atentă dezvăluie zone de creștere care apar atunci când se formează un strat de carbon sub presiune ridicată.

• Pietrele naturale sunt create din cele mai mici cristale simple, prin urmare au o structură omogenă. Când sunt privite în detaliu la microscop, produsele nenaturale par să fie compuse din multe cristale microscopice.

În doar 10-15 secunde, acestea permit să distingă materialele sintetice de piatra naturală cu o acuratețe de 95-98%, oferă informații maxime despre calitatea și structura cristalului.

Producția de diamante sintetice este descrisă în următorul videoclip.