Τεχνητά διαμάντια: πώς μοιάζουν, πώς προέρχονται και πού χρησιμοποιούνται;

Τα διαμάντια ξεχωρίζουν για τη μοναδική πυκνότητα δομής τους, η οποία επιτρέπει στην πέτρα να αντέχει σε μεγάλα φορτία και υψηλές θερμοκρασίες. Αυτή η ιδιότητα χρησιμοποιείται σε διαστημικά πειράματα και εξελίξεις, στην παραγωγή ιατρικών συσκευών και ρολογιών ακριβείας και στην πυρηνική βιομηχανία. Μετά την κοπή, το όμορφο ορυκτό μετατρέπεται σε διαμάντι, το οποίο εκτιμάται ιδιαίτερα από τους κοσμηματοπώλες. Οι σύγχρονες τεχνολογίες καθιστούν δυνατή τη δημιουργία του σε τεχνητές συνθήκες, μειώνοντας την τιμή χωρίς απώλεια ποιότητας.

Για ενεργή χρήση σε βιομηχανική κλίμακα, τα τεχνητά διαμάντια παράγονται από το 1993. Η ποιότητά τους ήταν τόσο υψηλή που οι κοσμηματοπώλες απαιτούσαν ειδικές δοκιμές για να προσδιορίσουν τη γνησιότητα των λίθων. Για τον μέσο καταναλωτή, η διαφορά δεν ήταν καθόλου εμφανής, έτσι πολλές εταιρείες άρχισαν να χρησιμοποιούν κρύσταλλα για να δημιουργήσουν πολυτελή κοσμήματα.

Στα σύγχρονα εργαστήρια, καλλιεργούνται διάφοροι τύποι αυτής της συνθετικής πέτρας: cerussites, fabulites, rhinestones, ferroelectrics, moissanites. Θεωρείται ο πιο όμορφος και καθαρότερος κύβος διοξειδίου του ζιρκονίου, που ονομάζεται «κυβική ζιρκονία». Χρησιμοποιείται σε πολλούς τομείς της βιομηχανίας και συμπληρώνει τις συλλογές των οίκων μόδας Thomas Sabo και Pandora.

Βασικά χαρακτηριστικά των καλλιεργημένων διαμαντιών:

• χαμηλό κόστος σε σύγκριση με φυσικές πέτρες (η τιμή είναι 10-15 φορές μικρότερη).
• ευκολία κοπής?
• χωρίς κρυφά ελαττώματα που επηρεάζουν τη σκληρότητα (φυσαλίδες αέρα, ρωγμές).
• πλήρης απομίμηση ενός πραγματικού διαμαντιού μετά την κοπή.

Μεταξύ των λάτρεις των όμορφων λίθων, οι απόψεις διίστανται επίσης για τις ιδιότητες μιας αφύσικης πέτρας. Μερικοί από αυτούς πιστεύουν ότι μόνο ένα πραγματικό διαμάντι μπορεί να διώξει τα κακά πνεύματα, να προστατεύσει τον ιδιοκτήτη του από τη ζημιά και το κακό μάτι και να τον βοηθήσει σε εμπορικές υποθέσεις.

Οι τεχνητές πέτρες έχουν αναπτυχθεί τα τελευταία χρόνια από τις γνωστές μάρκες Diamond Foundry, Helzberg's Diamond Shops και LifeGem. Αυτή η επιχείρηση στις Ηνωμένες Πολιτείες θεωρείται η πιο κερδοφόρα και πολλά υποσχόμενη, καθώς η βλάβη στο περιβάλλον είναι ελάχιστη. Επιπλέον, πολλά γεωλογικά πειράματα αποδεικνύουν ότι η περίοδος σχηματισμού των διαμαντιών στη φύση έχει τελειώσει. Ως εκ τούτου, η ανάπτυξη νέων κοιτασμάτων θα γίνει σύντομα παρελθόν.

Τα πραγματικά διαμάντια ήταν δημοφιλή εδώ και αιώνες. Πανάκριβα διαμάντια κοσμούσαν βασιλικά ρούχα και στέμματα, κληρονομήθηκαν και μπήκαν στα χρυσά αποθέματα του θησαυροφυλακίου πολλών χωρών. Ακόμη και σήμερα, τα πολύπλευρα ορυκτά είναι η καλύτερη επένδυση και αυξάνονται μόνο σε αξία κάθε χρόνο.

Το πρώτο τεχνητό διαμάντι αποκτήθηκε το 1950 από Σουηδούς επιστήμονες στο εργαστήριο ASEA. Μετά από έρευνα, η εμπειρία τους επαναλήφθηκε από την αμερικανική εταιρεία General Electric το 1956, βελτιώνοντας την τεχνολογία. Κατά τη διάρκεια αρκετών δεκαετιών, έχουν εμφανιστεί νέες μέθοδοι και εξελίξεις που κατέστησαν δυνατή την αλλαγή της απόχρωσης, του σχήματος και του μεγέθους ενός συνθετικού ορυκτού. Το 1967 αποκτήθηκε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την καλλιέργεια πολύτιμων λίθων.

Η ιστορία της παραγωγής τους στη Σοβιετική Ένωση ξεκινά με την πρώτη πέτρα, η οποία συντέθηκε στο Ινστιτούτο Φυσικής και Υψηλής Πίεσης στα τέλη της δεκαετίας του '50 του περασμένου αιώνα. Αλλά ενεργή εργασία προς αυτή την κατεύθυνση πραγματοποιείται από τον επιστήμονα OI Leipunsky, ο οποίος δημοσίευσε πολλές επιστημονικές εργασίες και υπολογισμούς το 1946.

Μια πραγματική ανακάλυψη συνέβη στις αρχές της δεκαετίας του '60 του περασμένου αιώνα, όταν νέοι επιστήμονες από το Εργαστήριο Υψηλής Πίεσης της Μόσχας δημιούργησαν ένα ειδικό πιεστήριο. Με τη βοήθειά του, ήταν δυνατό να δημιουργηθεί μια μεγάλης κλίμακας παραγωγή λίθων βαρέως τύπου: ο όγκος έφτασε τα χίλια καράτια την ημέρα. Όλα τα βιομηχανικά διαμάντια που παράγονται χρησιμοποιήθηκαν για τις ανάγκες της πυραυλικής και μηχανολογίας, εξάγονταν, αποφέροντας κέρδη δισεκατομμυρίων.

Τα τελευταία χρόνια, νέες τεχνολογίες έχουν αναπτυχθεί στη Ρωσία από ιδιωτικούς οίκους κοσμημάτων και επιστημονικά εργαστήρια.

Τα τεχνητά διαμάντια που καλλιεργούνται σε εργαστήρια κορυφαίων χημικών εταιρειών είναι δύσκολο να διακριθούν από τις πραγματικές πέτρες όσον αφορά τη διαφάνεια και τη φωτεινότητα. Αλλά όλες οι γνωστές μέθοδοι απαιτούν μεγάλες επενδύσεις και είναι επίπονες.

HPHT ή Υψηλή Πίεση, Υψηλή θερμοκρασία είναι η πιο κοινή τεχνολογία. Οι επιστήμονες βάζουν πραγματικές πέτρες μεγέθους 0,5 χιλιοστών στη βάση της συνθετικής κυβικής ζιρκονίας. Σε ειδικό θάλαμο, σύμφωνα με την αρχή λειτουργίας, που θυμίζει αυτόκλειστο, δημιουργείται ένας συνδυασμός θερμοκρασίας τουλάχιστον 1400 ° C και πίεσης 55.000 ατμοσφαιρών. Στη φυσική βάση εφαρμόζονται διάφορες χημικές ενώσεις και στρώματα γραφίτη.

Μετά από 10 ημέρες τέτοιας έκθεσης, σχηματίζονται ισχυροί δεσμοί σίγμα, οι αρμοί γύρω από τη βάση σχηματίζονται σε μια σκληρή και διαφανή πέτρα.

Αυτή η τεχνολογία είναι από τις πρώτες στην καλλιέργεια τεχνητών ορυκτών. Χρησιμοποιείται ευρέως όταν είναι απαραίτητο να δημιουργηθεί μια ιδιαίτερα ισχυρή και αιχμηρή επίστρωση διαμαντιών, για τη δημιουργία διαμαντιών υψηλής ποιότητας. Όλα τα εξαρτήματα και το υπόστρωμα διαμαντιού τοποθετούνται σε ειδικούς θαλάμους που δημιουργούν ένα κενό. Μετά την πλήρωση με μεθάνιο, αρχίζει η έκθεση σε ακτίνες μικροκυμάτων, πολύ γνωστές από την εργασία ενός φούρνου μικροκυμάτων. Σε υψηλές θερμοκρασίες, οι χημικές ενώσεις του άνθρακα αρχίζουν να λιώνουν και να ενώνονται με τη βάση.

Η τεχνολογία CVD παράγει διαμάντια υψηλής ποιότητας που δεν είναι κατώτερα σε ιδιότητες από τα πραγματικά. Στη βάση τους, αναπτύσσεται μια τεχνολογία για την αντικατάσταση ανθεκτικών στη φθορά πλακών υπολογιστών, διηλεκτρικών και εξαιρετικά λεπτών νυστέρι στην οφθαλμολογία.

Μία από τις τελευταίες εξελίξεις είναι η μέθοδος της εκρηκτικής σύνθεσης. Βασίζεται σε συνδυασμό απότομης θέρμανσης ενός χημικού μείγματος με χρήση έκρηξης και επακόλουθης κατάψυξης του ορυκτού που προκύπτει. Το αποτέλεσμα είναι ένα φυσικό συνθετικό διαμάντι κατασκευασμένο από κρυσταλλικό άνθρακα. Όμως το υψηλό κόστος κάνει τους χημικούς να αναζητούν νέες επιλογές για τη σύνθεση της πέτρινης μάζας.

Μεταξύ όλων των διαμαντιών, οι συνθετικές πέτρες καταλαμβάνουν μόνο το 10% της αγοράς. Φθηνά κυβικά κρύσταλλα ζιρκονίας χρησιμοποιούνται για την κατασκευή γυναικείων κοσμημάτων. Διάσημοι οίκοι μόδας διακοσμούν με αυτά βραδινά φορέματα, τσάντες και παπούτσια και τα χρησιμοποιούν σε αποκλειστική διακόσμηση.

Πάνω από το 90% των τεχνητών διαμαντιών χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία. Βασικές οδηγίες:

• μηχανές λείανσης υψηλής ακρίβειας, εργαλεία κοπής σκληρών υλικών.
• μικροηλεκτρονική και κατασκευή ηλεκτρονικών υπολογιστών.
• αμυντική βιομηχανία?
• ρομποτική;
• μοναδικά λέιζερ για χειρουργική επέμβαση ματιών.
• μηχανολογία;
• νέες εργαλειομηχανές στη μεταλλουργία.
• επιστήμη πυραύλων.

Οι πρόσφατες εξελίξεις περιλαμβάνουν τη χρήση συνθετικού διαμαντιού για την κατασκευή τεχνητού φακού. Οι επεμβάσεις μεταμόσχευσης έχουν δείξει ότι η διαύγεια και η ευκολία κοπής καθιστούν το εμφύτευμα ιδανικό για τον ασθενή.

Η βιομηχανία παράγει συνθετικό διαμάντι, το οποίο μοιάζει τόσο με ένα φυσικό κρύσταλλο που απαιτούνται διάφορες εργαστηριακές δοκιμές για την αναγνώρισή του. Ας ρίξουμε μια ματιά στις πιο κοινές διαφορές.

• Όλα τα τεχνητά διαμάντια έχουν ειδική σφραγίδα. Δίνει το όνομα της εταιρείας ή του εργαστηρίου που παρήγαγε το προϊόν.

• Είναι καλύτερο να χρησιμοποιείτε ένα ισχυρό μικροσκόπιο αντί για μεγεθυντικό φακό για επιθεώρηση. Στα εργαστήρια, τα ελαττώματα ανιχνεύονται με χρήση φασματογράφου και διαχέονται κάτω από τις υπεριώδεις ακτίνες.

• Τα πραγματικά διαμάντια δεν ανταποκρίνονται στα ηλεκτρομαγνητικά πεδία. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτήν την ιδιότητα ως μέθοδο δοκιμής: μια συνθετική πέτρα έλκεται από έναν ισχυρό μαγνήτη.

• Εάν είναι απαραίτητο να αναγνωρίσετε ένα διαμάντι στο σπίτι, τοποθετείται σε χοντρό λευκό χαρτί. Η προσεκτική επιθεώρηση αποκαλύπτει ζώνες ανάπτυξης που προκύπτουν όταν σχηματίζεται ένα στρώμα άνθρακα υπό υψηλή πίεση.

• Οι φυσικές πέτρες δημιουργούνται από τους μικρότερους μονοκρυστάλλους, επομένως έχουν ομοιογενή δομή. Όταν τα βλέπουμε λεπτομερώς κάτω από ένα μικροσκόπιο, τα αφύσικα προϊόντα φαίνεται να αποτελούνται από πολλούς μικροσκοπικούς κρυστάλλους.

Σε μόλις 10-15 δευτερόλεπτα, επιτρέπουν τη διάκριση των συνθετικών από τη φυσική πέτρα με ακρίβεια 95-98%, δίνουν μέγιστες πληροφορίες σχετικά με την ποιότητα και τη δομή του κρυστάλλου.

Η παραγωγή συνθετικών διαμαντιών περιγράφεται στο επόμενο βίντεο.