Kunstige diamanter: hvordan ser de ud, hvordan fås de, og hvor bruges de?

Diamanter skiller sig ud for deres unikke strukturtæthed, som gør det muligt for stenen at modstå store belastninger og høje temperaturer. Denne ejendom bruges i rumforskning og -udvikling, i produktionen af ​​medicinsk udstyr og præcisionsure og i den nukleare industri. Efter skæring bliver det smukke mineral til en diamant, som er højt værdsat af guldsmede. Moderne teknologier gør det muligt at skabe det under kunstige forhold, hvilket reducerer prisen uden at miste kvalitet.

Til aktiv brug i industriel skala er kunstige diamanter blevet produceret siden 1993. Deres kvalitet var så høj, at juvelerer krævede særlige tests for at fastslå stenenes ægthed. For den gennemsnitlige forbruger var forskellen slet ikke indlysende, så mange virksomheder begyndte at bruge krystaller til at skabe luksuriøse smykker.

I moderne laboratorier dyrkes flere typer af denne syntetiske sten: cerussitter, fabulitter, rhinestones, ferroelektrik, moissaniter. Den smukkeste og reneste terning af zirconiumdioxid, som kaldes "cubic zirconia", betragtes. Det bruges i mange områder af industrien og supplerer kollektionerne fra Thomas Sabo og Pandora modehuse.

Nøgletræk ved dyrkede diamanter:

• lave omkostninger sammenlignet med natursten (prisen er 10-15 gange mindre);
• let skæring;
• ingen skjulte defekter, der påvirker hårdheden (luftbobler, revner);
• fuld efterligning af en ægte diamant efter skæring.

Blandt elskere af smukke sten var meningerne også delte om egenskaberne af en unaturlig sten. Nogle af dem mener, at kun en ægte diamant er i stand til at drive onde ånder væk, beskytte sin ejer mod skader og det onde øje og hjælpe ham i kommercielle anliggender.

Kunstige sten er blevet udviklet i de senere år af de kendte mærker Diamond Foundry, Helzberg's Diamond Shops og LifeGem. Denne virksomhed i USA betragtes som den mest rentable og lovende, da skaden på miljøet er minimal. Derudover beviser mange geologiske eksperimenter, at perioden med dannelse af diamanter i naturen er forbi. Derfor vil udviklingen af ​​nye forekomster snart blive fortid.

Ægte diamanter har været populære i århundreder. Dyre diamanter prydede kongelige klæder og kroner, blev arvet og opført i guldreserverne i mange landes statskasse. Selv i dag er facetterede mineraler den bedste investering og stiger kun i værdi hvert år.

Den første kunstige diamant blev opnået i 1950 af svenske videnskabsmænd ved ASEA-laboratoriet. Efter forskning blev deres erfaring gentaget af det amerikanske firma General Electric i 1956, hvilket forbedrede teknologien. I løbet af flere årtier er der dukket nye metoder og udviklinger op, som har gjort det muligt at ændre nuancen, formen og størrelsen af ​​et syntetisk mineral. I 1967 blev der opnået patent på dyrkning af smykkesten.

Historien om deres produktion i Sovjetunionen begynder med den første sten, som blev syntetiseret ved Institut for Fysik og Højtryk i slutningen af ​​50'erne af forrige århundrede. Men aktivt arbejde i denne retning udføres af videnskabsmanden OI Leipunsky, som offentliggjorde mange videnskabelige artikler og beregninger tilbage i 1946.

Et reelt gennembrud skete i begyndelsen af ​​60'erne af forrige århundrede, da unge forskere fra Moskvas højtrykslaboratorium skabte en særlig presse. Med hans hjælp var det muligt at etablere en storstilet produktion af kraftige sten: mængden nåede tusind karat om dagen. Alle producerede industrielle diamanter blev brugt til raket- og maskinteknik, blev eksporteret, hvilket gav milliarder i overskud.

I de senere år er nye teknologier blevet udviklet i Rusland af private smykkehuse og videnskabelige laboratorier.

Kunstige diamanter dyrket i laboratorier hos førende kemiske virksomheder er svære at skelne fra ægte sten med hensyn til gennemsigtighed og lysstyrke. Men alle kendte metoder kræver store investeringer og er besværlige.

HPHT eller High Pressure, High Temperature er den mest almindelige teknologi. Forskere sætter ægte sten 0,5 mm i størrelse i basis af syntetiske cubic zirconia. I et specielt kammer, i henhold til driftsprincippet, der minder om en autoklave, skabes en kombination af en temperatur på mindst 1400 ° C og et tryk på 55.000 atmosfærer. Forskellige kemiske forbindelser og grafitlag påføres den naturlige base.

Efter 10 dage med sådan eksponering dannes stærke sigma-bindinger, leddene omkring basen dannes til en hård og gennemsigtig sten.

Denne teknologi er en af ​​de første inden for dyrkning af kunstige mineraler. Det er meget brugt, når det er nødvendigt at skabe en særlig stærk og skarp diamantbelægning, for at skabe diamanter af høj kvalitet. Alle komponenter og diamantsubstratet er placeret i specielle kamre, der skaber et vakuum. Efter påfyldning med metan begynder eksponering for mikrobølgestråler, velkendt fra arbejdet med en mikrobølgeovn. Ved høje temperaturer begynder kemiske forbindelser af kulstof at smelte og kombineres med basen.

CVD-teknologi producerer diamanter af høj kvalitet, som ikke er ringere i egenskaber end ægte. På grundlag heraf udvikles en teknologi til at erstatte slidbestandige computertavler, dielektrikum og ultratynde skalpeller inden for oftalmologi.

En af de seneste udviklinger er den eksplosive syntesemetode. Det er baseret på en kombination af skarp opvarmning af en kemisk blanding ved hjælp af en eksplosion og efterfølgende frysning af det resulterende mineral. Resultatet er en naturligt forekommende syntetisk diamant lavet af krystallinsk kulstof. Men de høje omkostninger får kemikere til at lede efter nye muligheder for syntese af stenmasse.

Blandt alle diamanter optager syntetiske sten kun 10% af markedet. Billige cubic zirconia krystaller bruges til at lave kvinders smykker. Berømte modehuse dekorerer aftenkjoler, håndtasker og sko med dem, og bruger dem i eksklusiv indretning.

Mere end 90% af kunstige diamanter bruges i industrien. Hovedretninger:

• højpræcisionsslibemaskiner, værktøjer til skæring af hårde materialer;
• mikroelektronik og computerfremstilling;
• forsvarsindustrien;
• robotteknologi;
• unikke lasere til øjenkirurgi;
• Maskiningeniør;
• nye værktøjsmaskiner inden for metallurgi;
• raketvidenskab.

Nylige fremskridt omfatter brugen af ​​syntetisk diamant til at lave en kunstig linse. Transplantationsoperationer har vist, at klarheden og lette skæringen gør implantatet ideelt for patienten.

Industrien producerer syntetisk diamant, som minder så meget om en naturlig krystal, at der kræves en række laboratorietests for at identificere den. Lad os tage et kig på de mest almindelige forskelle.

• Alle kunstigt dyrkede diamanter har et særligt stempel. Den angiver navnet på den virksomhed eller det laboratorium, der har produceret produktet.

• Det er bedre at bruge et kraftigt mikroskop i stedet for et forstørrelsesglas til inspektion. På værksteder opdages defekter ved hjælp af en spektrograf og belyses under ultraviolette stråler.

• Ægte diamanter reagerer ikke på elektromagnetiske felter. Du kan bruge denne egenskab som en testmetode: en syntetisk sten tiltrækkes af en stærk magnet.

• Hvis det er nødvendigt at identificere en diamant derhjemme, placeres den på tykt hvidt papir. Tæt eftersyn afslører vækstzoner, der opstår, når et lag kulstof dannes under højt tryk.

• Natursten er skabt af de mindste enkeltkrystaller, derfor har de en homogen struktur. Når de ses i detaljer under et mikroskop, ser unaturlige produkter ud til at være sammensat af mange mikroskopiske krystaller.

På kun 10-15 sekunder giver de mulighed for at skelne syntetiske stoffer fra natursten med en nøjagtighed på 95-98%, give maksimal information om krystallens kvalitet og struktur.

Produktionen af ​​syntetiske diamanter er beskrevet i den følgende video.