Produksjonsmetoder og egenskaper til kunstige diamanter. Historien om opprettelsen av kunstige edelstener Produsenter av kunstige diamanter

Mineraler og mineraler har en tendens til å havne i dypet av jorden. Men folk har et behov for å bruke ulike mineraler, inkludert diamanter. Derfor, med utviklingen av teknologi, starter utviklingen og overgangen til kunststeinutvinning. Kunstige diamanter er praktisk talt ikke forskjellig i dag fra naturlige mineraler. Det er vanskelig selv for gemologer å skille steinene etter utseende, noe som indikerer et høyt nivå av likhet.

Kunstig diamant

Verdifulle egenskaper av diamant

Selvfølgelig har selv utviklingen av utstyr og teknologi ennå ikke forårsaket en fullstendig overgang fra naturstein til syntetiske diamanter. Så langt er selskaper som dyrker diamanter i laboratorier styrt av "to av tre"-prinsippet:

• kvalitet;
• størrelse;
• lønnsomhet.

To av de tre kriteriene velges i løpet av prosessen, men inntil grensen eller idealet er nådd, har forskerne noe å strekke seg etter.

De fleste ser rådiamanter i butikker som allerede er behandlet som polerte diamanter. Steinene er satt inn i edle metaller og fungerer som dyre smykker.

Den kjemiske sammensetningen av en diamant er karbon med en spesiell krystallgitterstruktur. Opprinnelsen til mineralene er ikke nøyaktig kjent. Det er til og med en teori om den kosmiske opprinnelsen til diamanter. Det er sannsynligvis derfor det er vanskelig å fullstendig gjenta eller gjenskape bildet av steindannelse i laboratoriet.

De første forsøkene på å syntetisere steinen begynte etter å ha studert strukturen til diamant - den er veldig tett, krystallgitteret består av atomer forbundet med kovalente sigmabindinger. Det er lettere å ødelegge disse forbindelsene enn å danne dem.

Til tross for at diamanten er smykke nummer én, brukes steinen på mange områder ved siden av smykker. Det var denne faktoren som fikk forskere til å syntetisere kunstige steiner. Diamant har også unike egenskaper fra et kjemi- og fysikksynspunkt:

• Høyeste hardhet (10 av 10 på Mohs-skalaen). Selv legeringssammensetningen av stål er ikke så hard som diamant.
• Smeltepunktet til stoffet er 800-1000 grader Celsius med tilgang på oksygen og opptil 4000 grader Celsius uten tilgang på oksygen, med videre transformasjon av diamant til grafitt.
• Diamant brukes som et dielektrikum.
• Mineralet har den høyeste varmeledningsevnen.
• Steinen har luminescens.
• Mineralet løses ikke opp i syre.

Inntreden av syntetiske diamanter på markedet kan skje over natten og komme som en overraskelse. Diamantindustrien vil gjennomgå endringer og salgsvolumet vil gå ned. Halvledere vil begynne å bli laget av stein. På grunn av deres høye smeltepunkt kan diamanthalvledere varmes opp til høyere temperaturer enn silisium. Ved temperaturer på rundt 1000 grader Celsius begynner silisiumet i mikrokretsene å smelte og slår seg av, men diamanten fortsetter å virke.

Kunstig diamant er en virkelig nyttig ting i vitenskap og produksjon. Det er et vanlig ordtak blant forskere som syntetiserer diamanter for industrien: "Hvis du ikke kan lage noe av en diamant, lag en diamant av den."

Metoder for å skape materie

De første forsøkene på å skaffe en kunstig diamant begynte på slutten av 1700-tallet, da sammensetningen av steinen ble kjent, men teknologien gjorde det ikke mulig å gjenskape den nødvendige temperaturen og trykket for dannelsen av mineralet. Det var først på femtitallet av det 20. århundre at forsøk på å syntetisere stoffet var vellykket. Blant de diamantdyrkende landene var USA, Sør-Afrika og Russland.

Utstyr for å lage kunstige diamanter

De første syntetiske diamantene var langt fra ideelle, men i dag er steinene så å si umulig å skille fra naturlige diamanter. Vekstprosessen er arbeidskrevende og materielt dyr. Det er flere alternativer og former for diamantsyntese:

• Metode for å produsere HPHT-diamanter. Denne teknikken er nær naturlige forhold. Med det er det nødvendig å opprettholde en temperatur på 1400 grader Celsius og et trykk på 55 000 atmosfærer. Produksjonen bruker frødiamanter, som legges på et grafittlag. Størrelsen på frøsteinene er opptil 0,5 millimeter i diameter. Alle komponenter er plassert i en spesiell enhet som ligner en autoklav i en bestemt rekkefølge. Først plasseres en base med et frø, så er det en metallegering, som er en katalysator, deretter presset grafitt. Under påvirkning av temperatur og trykk omdannes de kovalente pi-bindingene til grafitt til sigma-bindinger av diamant. Metallet smelter under prosessen, og grafitt legger seg på frøet. Syntese varer fra 4 til 10 dager, alt avhenger av den nødvendige størrelsen på steinen. Det fulle potensialet til teknikken har ikke blitt avslørt, og ikke alle forskere stolte på denne teknologien før de så de store krystallene av edelstenskvalitet laget. Kuttet av de resulterende steinene er det samme.
• Syntese av CVD-diamanter. Forkortelsen står for "dampdeponering." Det andre navnet på prosedyren er filmsyntese. Teknologien er eldre og mer velprøvd enn HPHT-produksjon. Det er hun som lager industrielle diamanter som til og med kan brukes til blader i mikrokirurgi. Teknologien krever også et substrat som et diamantfrø er plassert på og alt dette er plassert i spesielle kamre. Vakuumforhold skapes i slike kamre, hvoretter rommet fylles med hydrogen- og metangasser. Gassene varmes opp ved hjelp av mikrobølgestråler til en temperatur på 3000 grader Celsius, og karbonet som var i metanet legger seg på basen, som forblir kald. Syntetisk diamant laget ved hjelp av denne teknologien er renere, uten nitrogenforurensninger. Denne teknikken har skremt de fleste bekymringene som trekker stein fra naturen, siden den er i stand til å produsere en ren og stor krystall. En slik stein har praktisk talt ingen metalliske urenheter og vil være vanskeligere å skille fra naturstein. Diamanter oppnådd ved hjelp av denne teknologien kan brukes i datamaskiner som en halvleder i stedet for silisiumskiver. Men for dette er det nødvendig å forbedre vekstteknikken, siden størrelsen på de resulterende diamantene for øyeblikket er begrenset. I dag når parametrene til platene nivået på 1 centimeter, men om 5 år er det planlagt å nå nivået på 10 centimeter. Og kostnaden for en karat av et slikt stoff vil ikke overstige $5.
• Metoden for eksplosiv syntese er en av de nyeste ideene til forskere som gjør det mulig å få en kunstig diamant. Teknikken gjør det mulig å skaffe kunststein gjennom detonering av eksplosiver og påfølgende avkjøling etter eksplosjonen. De resulterende krystallene er små, men metoden er nær den naturlige dannelsen av mineraler.

Og nylig har det dukket opp en retning som gjør det mulig å lage minnediamanter. Denne trenden gjør at minnet om en person kan bli udødeliggjort i stein. For å gjøre dette kremeres kroppen etter døden, og grafitt lages av asken. Deretter brukes grafitt i en av metodene for å syntetisere diamanter. Så steinen inneholder restene av en menneskekropp.

Siden alle metoder er dyre, bruker de ofte i smykker ikke kunstige stoffer, men forfalskninger eller andre typer stein. Glass blant diamanter er den billigste og utdaterte praksisen. I dag er det mislykket, siden du enkelt kan skille originalen fra den falske - bare klø på steinen eller se på lysets spill. Cubic zirconias selges oftest som diamanter.

Utsikter for utvikling av diamantsyntese

Fremtiden for syntetisk diamant begynner i dag. Det kunstige mineralet har blitt et symbol på tiden, og snart vil folk få tilgang til rimelige og vakre produkter. Men teknologiene er fortsatt på utviklings- og forbedringsstadiet. For eksempel er et laboratorium i Moskva i stand til å dyrke opptil 1 kilo diamanter per år ved å bruke de ovennevnte teknologiene. Dette er selvsagt ikke nok til å møte industriens behov. Videre bearbeiding av de utvunnede steinene krever også tid og utstyr.

Derfor utføres diamantutvinning foreløpig med tradisjonelle metoder, og ingen nekter å utvikle nye forekomster eller oppdage kimberlittrør. Så snart produksjonen av kunstige diamanter dukket opp, begynte De Beers-selskapet - et virtuelt monopol på diamantmarkedet - å bekymre seg for virksomheten sin. Konsernets årlige omsetning er opptil 7 milliarder dollar per år. Men så langt er syntetiske steiner ikke konkurrenter til naturlige diamanter, og deres markedsandel når bare 10%.

Og også, sammen med syntese, utviklet det seg også gemologi, som lar oss fortelle om opprinnelsen til steinen. Syntetiske diamanter kan lett skilles fra naturlige. Tegnene er:

• inneslutninger av metaller i steiner fra laboratoriet;
• vekstsektorer som er identifisert i fargede diamanter;
• forskjellig karakter av diamantluminescens.

Teknologien og kunnskapen til forskere forbedres hver dag. Prosessen er satt i gang og spesialister jobber med den. Snart vil verden se resultatene og kanskje til og med forlate den tradisjonelle utvinningen av diamanter fra jordens dyp.

Diamantsmykker er selvfølgelig drømmen til enhver ambisiøs dame. Det var imidlertid ikke mangelen på slike smykker som var årsaken til at mange forskere rundt om i verden jobbet i flere tiår på jakt etter en måte å produsere en kunstig diamant. Det er viktig i mange bransjer (optikk, medisin, mikroelektronikk), og målet med teknologien som ble skapt var å sikre at kunstige diamanter ikke bare mister egenskapene til en naturlig edelsten, men også overgår den i krystallens perfeksjon. gitter.

I dag er det minst fire kjente måter å lage en kunstig diamant på. Det er vanskelig å si hvilken av dem som er mest progressiv, fordi den ene er for dyr, ulempen med den andre er den skitne fargen på krystallene, den tredje har en betydelig forskjell fra den naturlige i formen på krystallene. Derfor er produksjonsteknologien valgt avhengig av formålet som steinen skal brukes til. Krystallgitteret til naturlig diamant er et tetraeder; det har ingen like i styrke, og i sin evne til å bryte lys er det betydelig bedre enn glass: diamant - 2,42, glass - 1,8.

Hvis vi vurderer den mest pålitelige måten å skaffe syntetiske diamanter på, vil dette være veien nærmest naturlige forhold. Det er imidlertid også den dyreste. Den høye kostnaden ligger først og fremst i selve installasjonen - en høytrykkspresse. En sylinder er plassert i den, og inne i den er et spesielt kammer laget av tantalkarbid med krystallinsk karbon (grafitt). Slik finnes en diamant i jordens dyp. Sylinderen er utstyrt med spesielle hull gjennom hvilke vann tilføres under høyt trykk og kjølemedier trenger inn.

I prosessen med flertrinnsteknologi vil grafitt bli diamant. Først tilføres en kraftig vannstrøm under høyt trykk, som komprimerer grafitten. Etter dette fryses det til -12 grader celsius. Kompresjonsprosessen stopper ikke bare gjennom hele den teknologiske prosessen, men tvert imot øker på grunn av frysing fra 2-3 tusen atmosfærer i begynnelsen til 20 tusen på slutten. Deretter kommer en elektrisk strøm inn i et brøkdel av et sekund, og til slutt blir isforseglingen avrimet og en kunstig diamant født.

Den resulterende diamanten gjenskaper nøyaktig det naturlige krystallgitteret til tetraederet, men har en noe skitten fargetone. Imidlertid er styrken til analogen mye overlegen den naturlige. På denne måten får man stein til tekniske formål. En annen teknologi er også ganske enkel, når diamanter dyrkes i metan uten lufttilgang. Du kan ikke gjøre dette uten spesialutstyr. Syntetisk diamant har til syvende og sist en kubisk krystallform, helt identisk i styrke, men svart i fargen.

For å oppnå det, er naturlig diamant nedsenket i en spesiell beholder av enheten i små mengder, som et frø. Det varmes opp og karbon tilføres gradvis (0,2 % hver time). Eksplosjonsteknologi produserer de reneste diamantene når det gjelder farge, styrke og krystallgitterform. For å produsere dem bruker de den samme grafitten, som forvarmes og i eksplosjonsøyeblikket blir til diamantflis. Nettopp i smuler, fordi med denne metoden er utbyttet av krystaller veldig stort, men de viser seg små.

De samme små kunstige diamantene oppnås ved lave temperaturer. Denne teknologien bruker en spesiell metallkatalysator, som kan redusere trykk og temperatur betydelig. Som regel plasseres grafitt, løsemiddel, jern, kobolt og nikkel i kammeret. Diamanten "vokser" lag for lag i mellomlaget mellom den varme grafitten og katalysatorplaten. Slik oppnås diamanter for tekniske formål. I løpet av hver enkelt syklus vokser den opp til 50 gram.

Avhengig av katalysatoren som brukes, varierer diamanter i farge. Dermed gir en blanding av nikkel en grønn fargetone; ved hjelp av beryllium oppnås blå diamanter. Du kan få andre farger: hvit gjennomsiktig og matt, gul. Lavtemperaturprosessen gir syntetiske diamanter en firkantet form. Styrken er høyere enn naturlig diamant. Hvis du plasserer korundflis i et kammer sammen med krom, og bruker ren korund som katalysator, vil du kunne få en perfekt rubin.

Hvis du legger til jern og titan til denne sammensetningen, kan du få safir. Temperaturen vil trenge 600 grader Celsius, og trykket er bare 1,5 tusen atmosfærer. Moderne teknologier gjør det dermed mulig å lage edelstener som selv en profesjonell gullsmed ikke kan skille fra naturlige ved deres ytre egenskaper. Hvis du plukker opp instrumenter med høy presisjon, vil du selvfølgelig kunne oppdage urenheter. Men dette kan ikke gjøres med det blotte øye.

Opprettelsen av alle de ovennevnte teknologiene ble muliggjort av kunnskapen om at naturlig diamant i hovedsak bare er karbon. Det samme rene karbonet er trekull og grafitt. Derfor blir sistnevnte oftest omgjort til edle diamantkrystaller ved å bruke en av metodene. Det er kjent at karbon kan være i fast, gassform og flytende tilstand. Ved å studere tidspunktet for disse tilstandene og bruke trykk- og temperaturendringer, er det nå mulig å produsere kunstige diamanter.

Hilsen, våre kjære! Alle har hørt den berømte setningen "Diamanter er en jentes beste venn." Dette er ikke bare engangspynt, men den mest holdbare investeringen, som også er en moteriktig dekorasjon. Noen ganger koster det ham en formue, som det tar lang tid å spare til, og å forvente en gave fra en tilfeldig rik beundrer er helt dumt. Men det er et utmerket alternativ - en kunstig diamant, som ikke ser annerledes ut enn den ekte, men koster flere ganger mindre.

I dag vil du ikke bare lære om typene og metodene for å skaffe denne steinen under kunstig skapte forhold, men også prøve å lage den selv hjemme ... i mikrobølgeovnen!

Alle er interessert i navnet i smykkeverdenen til en stein skapt ikke av naturen, men av menneskelige hender. "Selvfølgelig er det en falsk," vil du si, og du tar feil. Poenget er at det er nødvendig å skille mellom håndverksproduksjon av forfalskninger og en høyteknologisk prosess som gradvis gjentar utseendet til en dyrebar perle. Til dette brukes dyrt utstyr og høykvalitets råvarer. Resultatet er en perfekt diamant som selv en erfaren spesialist ikke kan skille fra en naturlig.

Vanlige trekk ved naturlig og syntetisk diamant

Den kontinuerlige produksjonen av disse steinene hadde en dobbel innvirkning på steingruveindustrien. På den ene siden løste "tvillingbroren" til den ekte diamanten problemet med mangelen på naturstein. På den annen side har uærlige selgere nå muligheten til å utgi "kunstige steiner" som ekte steiner og tjene enorme penger på det.

Vi vil lære litt senere om hvordan man skiller naturens kunst fra håndverket til den moderne diamantindustrien, men foreløpig om fellestrekkene til kunstige og naturlige diamanter.

De er nesten identiske i:

• Fysiske egenskaper, atomstruktur, kjemisk sammensetning;
• Gjennomsiktighet, grad av termisk ledningsevne, renhet av krystallgitteret;
• Råmateriale for produksjon (krystallisert rent karbon);
• Utseende.

Hvis du blir presentert med en ring med en "briljant" og de forsikrer deg om at den ikke er noe mer enn "gull og diamanter", vil du aldri mistenke bedrag. Selv en erfaren gullsmed under et forstørrelsesglass vil noen ganger ikke være i stand til å skjelne spor av den kunstige opprinnelsen til en stein, spesielt hvis den er hvit, fordi en gjennomsiktig kunstig diamant uten blandinger av andre farger ikke kan skilles fra en naturlig.

Mangefasettert palett av syntetiske diamanter

En helt gjennomsiktig diamant regnes som den sjeldneste og dyreste. Selv om steiner med nyanser også er etterspurt og tiltrekker øyet med sin fascinerende skjønnhet.

I dag produseres flere typer fargede kunstige diamanter i verden:

• Blå (fra blek til rik himmelsk nyanse, som oppnås ved å tilsette bor til sammensetningen; når 1,25 karat);
• Gul (fra lys sitron til rik lys gul og til og med oransje; denne paletten er dannet av nitrogen; slike diamanter kan nå 2 karat og er mye lettere å dyrke enn blå);
• Rosa, rød, lilla, grønn (avhengig av tilsetning av forskjellige urenheter under behandlingen, kan du få diamanter av de mest utrolige nyanser).

En liten historie om kunstige diamanter

De første "forfalskningene", erstatninger for naturlige diamanter, ble registrert tilbake i 1920.

Charles Parsons oppfant prototypen til den nåværende syntetiske krystallen. Den var så suveren fremført at den havnet i kjedet til den kjente Sybil Shepherd. Dekorasjonen ble senere en av relikviene fra det britiske imperiet. Det er interessant at ingen andre ennå har lyktes i å gjenskape den aller første "falske" diamanten, selv om forfatteren selv ikke var så fornøyd med skapelsen hans.

Før andre verdenskrig bestemte to amerikanske selskaper seg for å masseprodusere diamanter. Under laboratorieforhold utførte de det første eksperimentet med karbon. Utgangsmaterialet ble utsatt for trykk og høye temperaturer. Iveren til oppfinnere avtok under krigen, selv om mange forskere er sikre på at diamanter var nødvendig spesielt for militære behov, og da forsvant behovet for dem.

Kjent for sine diamanter er QUINTUS, et prosjekt av svenske forretningsmenn. Det er han som eier et stort parti med steiner. De ble hovedsakelig brukt i industrien, siden de ikke var veldig vakre for å lage smykker, selv grove, og ikke nådde smykkernes estetikk.

Den første dyrebare diamanten ble skapt i Tokyo i 1997. Den var røykfylt, med skimmer og en gulaktig fargetone karakteristisk for ekte stein. I dag kontrollerer Japan omtrent 8 % av verdens diamantproduksjon. USA og Kina anses med rette som "monstre" innen steinsyntese.

Nå er dette en fullskala produksjon, som lar smykkeelskere gnistre med luksuriøse smykker. Småsteiner dyrket i "inkubator"-forhold settes inn i anheng, ringer og brukes til å dekorere klær og sko. Samtidig treffer kostnadene deres ikke budsjettet så mye.

Eiere av store smykkekjeder deler ikke mye entusiasme for den massive oversvømmelsen av markedet med "forfalskninger." Det er anslått at de vil miste mer enn 15 % av fortjenesten fra salg av naturstein.

Hvis du er kresen og ønsker å ha ekte diamanter og er villig til å betale for deres naturlige opprinnelse, anbefaler vi deg å kjenne alle deres syntetiske erstatninger.

Diamantdobler og hvordan skille en "falsk" stein fra en naturlig

En av de vanligste falske diamantene i disse dager er cubic zirconia. Det ble først anskaffet i 1976 og er zirkoniumdioksid. Cubic zirconia skimrer akkurat som ekte diamanter, og brukes overalt i den moderne smykkeindustrien. Vanligvis oppgir selgere navnet på steinen på prislappen, men skruppelløse handelsmenn kan gi den ut som dyrebar. Hvordan skille cubic zirconia fra naturlig diamant? Det er veldig enkelt: du må veie to identiske steiner (naturlig og erstatning). Den ekte vil veie mer på grunn av sin større tetthet, mens cubic zirconia vil være lettere.

Det antas at sistnevnte også kan beregnes ved hjelp av ultrafiolett stråling. Når de utsettes for det, får cubic zirconia en grønn-gul nyanse.

Moissanite er en dyrere analog av diamant. Det er nesten umulig å skille dem. Det vitenskapelige navnet på moissanitt er silisiumkarbid, som med moderne utstyr forvandles til en praktfull skinnende perle.

Oppdageren av denne steinen, Henry Moissan, ble tildelt Nobelprisen. Han var den første som fant meteorittfragmenter i krateret til en vulkan, som senere ble råvarer for diamantproduksjon.

Hvordan gjenkjenne denne "dobbelen" og ikke bli lurt når du kjøper? En naturlig diamant er merkelig nok ikke ideell i utseende. Overflaten er litt ru, i motsetning til det glatte skallet av moissanite. Hvis du ser nøye etter, kan du finne en svart refleksjon av diamantfragmenter, mens det i en syntetisk stein ikke er fremmede inneslutninger.

Blant andre diamanterstatninger er zirkon, hvit safir og topas, og granat av yttriumaluminium i bruk i dag.

Vel, vi kan ikke la være å nevne det velkjente "glasset" eller rhinestones. Tidligere ble de laget av naturlig bergkrystall, men nå av enkelt glass og polymerer. Tilbake på 1700-tallet kom Georg Friedrich Strass opp med ideen om å påføre metallpulver på undersiden av krystall, og dermed oppnå en speillignende diamanteffekt. Ekte rhinestones i dag regnes på ingen måte som dårlig oppførsel. Hva er de kjente produktene fra Swarovski verdt, som streber etter å få alle verdens berømte skjønnheter inn i samlingen deres!

Ikke undervurder alle typer erstatninger, de har sin verdi i smykkeverdenen. I tillegg er produksjonen deres en veldig arbeidskrevende prosess, som lar oss få praktfulle prøver som ikke er dårligere enn natursteiner i estetiske kvaliteter.

Varme, gass og trykk

La oss gå litt dypere inn i selve den tekniske prosessen, og så finne ut hvordan du får tak i en diamant hjemme. La oss mestre, så å si, yrket til smykketeknologer for å forstå hvor komplekst og møysommelig arbeid det er.

I dag er det to metoder for å produsere diamant i et laboratorium.

1. Diamantpulver er plassert i en spesiell kapsel, som løses opp under trykk og høye temperaturer. Deretter skjer krystalliseringsprosessen, som tar opptil flere måneder. Resultatet er diamanter med kubiske fasetter, forskjellige fra ekte, ikke bare i form, men også i selve vekstprosessen.
2. Den andre metoden involverer også tilstedeværelsen av et kammer fylt med gass. Når de utsettes for energistrømmer, ødelegges gassmolekyler i et vakuum, og karbonatomer legger seg inne i kapselen i form av plater. I et stort nok kammer kan dusinvis av diamanter dyrkes på noen få uker. De vil være flassende, med grove svarte kanter. Noen ganger oppnås steiner med denne metoden med en brun fargetone, men alle urenheter blir godt renset under varmebehandlingsprosessen. Så begynner håndverkerne å kutte.

Å dyrke en diamant hjemme

Som du kan se er prosessen veldig interessant, gode håndverkere tjener fantastiske summer i diamantindustrien. Er du klar for å prøve deg i dette yrket? Så la oss starte eksperimentet.

Vi trenger:

• Mikrobølgeovn;
• 3 blyantstifter (grafitt), ca. 3 mm tykke;
• 15 cm bomullstråd;
• 2 krus;
• Oliven olje.

Og nå selve handlingen:

• Hell litt olivenolje i en liten tallerken og legg en tråd rundt omkretsen slik at den absorberer overskuddet.
• Løft nå tråden litt og knyt den til en svak knute. La oss føre en grafittstang inn i den. Du kan plassere den på 2 tannpirkere slik at den er rett over overflaten av oljen. Du kan forsiktig trekke i begge ender av tråden, knytte en stram knute. La hele denne strukturen stå i en halv time.
• Vask og tørk mikrobølgeovnen grundig; det skal ikke være matrester eller støv.
• Snu kruset og plasser det i mikrobølgeovnen. Plasser de to gjenværende stengene på den, og den forberedte oljestangen over dem. Dekk toppen med et ekstra krus. Slå på komfyren på maksimal temperatur og tid.
• Til slutt vil de uoljede stengene forbli urørt, og området som ble impregnert vil smelte og det dannes en diamant i stedet. Du kan ikke berøre strukturen med hendene med en gang, ellers risikerer du å bli brent.

Du kan beundre din egen kreasjon, og selv om denne kreasjonen ikke akkurat ligner en juvel, men snarere et håndverk fra et sett med "ung kjemiker", men du har lært det grunnleggende om "steinbehandling" og "diamantgruvedrift".

Hvordan velge riktig

Når det gjelder å kjøpe smykker, kan hver enkelt av oss neppe kalles en ekspert, så det er bedre om du kjøper smykker i pålitelige smykkebutikker til kjente butikkjeder.

Enig, å kjøpe en falsk glassdiamant sammen med en diamant er ikke særlig hyggelig. Det antas at alle ekte diamanter har en spesiell markering. I tillegg veier de mer enn syntetiske og har et annet krystallgitter. Forfalskninger er noen ganger mer feilfrie i utseende, uten urenheter og med en perfekt glatt overflate; de ​​kan reagere på sterke magneter, så i tilfelle, før du kjøper, utfør et eksperiment rett i butikken. Hvis du vil være 100 % sikker, ta med steinen for undersøkelse til en gemolog, en diamantspesialist. Han vil helt sikkert kunne avgjøre om personen foran deg er en kunstig person eller ikke.

Imidlertid er det ikke skammelig å bruke unaturlige steiner nå, spesielt hvis budsjettet ditt ikke tillater deg å kjøpe luksuriøse ekte diamanter. Et kjede eller øredobber med cubic zirconia eller rhinestones vil skinne enda klarere enn deres naturlige kolleger, og vil koste flere ganger mindre enn produkter med diamanter.

Så i dag har vi blitt kjent med hva diamanterstatninger er og "hva de spises med", eller rettere sagt, hvordan de oppsto og hvordan de produseres. Vi har lært hvordan vi selvstendig kan utvinne en diamant fra en enkel blyant og kan med rette betrakte oss selv som eksperter på dette emnet.

Team LyubiKamni

Diamanter har fascinert mennesker siden antikken, tjent som luksuriøs dekorasjon og var bevis på en persons rikdom. Tidligere ble deres verdi bestemt av det faktum at de bare var av naturlig opprinnelse, var sjeldne, og utvinningen deres var en ekstremt vanskelig oppgave. Nå har et verdig og rimelig alternativ dukket opp - kunstig dyrkede diamanter.

Historisk informasjon

For første gang ble kunstig diamant kjent takket være verdensrommet, og mer spesifikt, en meteoritt som falt fra himmelen. Dette skjedde på begynnelsen av forrige århundre i Frankrike, hvoretter den franske forskeren Henri Moissan oppdaget en stein som i egenskaper svært lik diamant i krateret som ble dannet etter fallet. Deretter ble Moissan tildelt Nobelprisen for sin oppdagelse, og steinen han oppdaget ble navngitt til hans ære - moissanite.

Moissanite

I Sverige i 1950 dyrket lokale forskere først en edelsten i laboratoriet. Sovjetiske forskere utmerket seg også ved å lage kunstig dyrkede diamanter. I 1976, basert på karbonforbindelser, klarte de å lage en analog kalt cubic zirconia.

Typer kunstige diamanter

Det er to hovedtyper av kunstige diamanter: med en naturlig struktur (cubic zirconia, moissanite) og den såkalte. "Erstatninger" - krystaller, polymerer, rutiler. Hver av de ovennevnte representantene for det syntetiske diamantmarkedet har sine egne egenskaper:

1. Cubic zirconias kommer i forskjellige farger og gir god gjenskinn. Fargeløse prøver regnes som de mest verdifulle. De skiller seg fra naturlige diamanter i vekt: som regel er cubic zirconia litt tyngre. Ulempene med steinen inkluderer dens evne til å raskt bli overskyet, og den er også ripet.
2. Moissanites er blant de mest verdifulle syntetiske diamantene. Steinen fikk sitt rykte på grunn av sin styrke, glatthet og lyse glans. Den skiller seg fra naturlig diamant på grunn av dens for sterke refleksjoner.
3. Rhinestones er en imitasjon av edelstein, som er mye brukt til design av klær, tilbehør, manikyr, etc. De er laget av glass eller akryl. Den mest populære produsenten av rhinestones er det østerrikske selskapet Swarovski. Produktene til dette merket er etterspurt over hele verden på grunn av deres brede utvalg, rimelige priser og god kvalitet.

Rhinestones

I CIS er den største diamantgruvebedriften ALROSA-gruppen av selskaper. I lang tid var Andrey Zharkov manager for ALROSA. For øyeblikket leder ikke Zharkov selskapet lenger, siden han har åpnet sin egen bedrift for produksjon av syntetiske diamanter. Som Andrey Zharkov innrømmer, anser han syntetiske diamanter for å være «det nye århundrets diamanter» og er overbevist om at markedet for syntetiske diamanter har en stor fremtid.

Metoder for dyrking av kunstige steiner

Det er mange kjente metoder for å lage syntetiske diamanter. Diamant er den hardeste steinen på jorden, så utviklerne av analogene prøver å sikre at produktene deres ikke er dårligere enn standarden. For dette formålet bygges enorme komplekser der visse betingelser er oppfylt og det nyeste utstyret brukes. Det er verdt å merke seg at prisen på noen kunstige diamanter overstiger kostnadene for naturlige diamanter, siden produsenten pådrar seg enorme kostnader i produksjonen.

Dyrking av diamanter

Nedenfor er de vanligste metodene for dyrking av kunstige diamanter:

1. Laboratoriet legger forholdene så nært som mulig til dem der diamanter dannes i naturen. En høytrykkspresse brukes til dette. Det er et spesielt rom inne i kroppen til denne pressen. Grafitt er plassert i et rom i en spesiell kapsel, som under trykk blir til diamant. Det tilføres strøm til kapselen. Først avkjøles den, deretter komprimeres den av en presse og en elektrisk impuls påføres. Deretter tines isen og den ferdige diamanten fjernes fra kapselen. Diamantene som oppnås på denne måten er uklare og porøse, og brukes mer til industrielle formål.
2. Dyrking av stein i et metanmiljø. Ytterligere masse legges til den naturlige diamanten, som brukes som et "frømateriale". Diamanten varmes opp til en temperatur på 1111 grader. Det er umulig å heve temperaturen høyere, for ved 1200 grader begynner steinen å bli til grafitt. Karbonatomer tilsettes den varme diamanten i kapselen. Under slike forhold vokser omtrent 0,2 % karbon fra den totale massen av frødiamanten på 1 time.
3. Eksplosjonsmetode. Brukes til å produsere diamantstøv. Grafitt plasseres på en spesiell oppvarmet overflate, som blir til diamantstøv under en detonasjonsbølge.
4. Anvendelse av katalysatorer. Metaller som jern, rhodium, palladium og platina brukes som katalysatorer. Katalysatormetaller gjør diamantproduksjonsprosessen enklere fordi mindre trykk kreves og temperaturen ikke er så høy. Selve krystallene oppnås i rommet mellom varm grafitt og filmen til metallkatalysatoren. Diamanter oppnådd ved denne metoden brukes hovedsakelig til industrielle formål.

Kostnader for kunstige diamanter

Prisen på syntetiske diamanter avhenger av mange faktorer. Disse inkluderer kompleksiteten i produksjonen, farge, kutt, etc. Spesiell oppmerksomhet bør rettes mot gjeldende trender i edelsteinsmarkedet. Avhengig av motetrender var rutiler, cubic zirconia og moissonitter etterspurt til forskjellige tider. Folk hvis interesse for steiner er ikke så mye drevet av estetiske behov som av økonomiske, investerer i produksjon av syntetiske diamanter.

For eksempel er noen moissonittprøver dyrere enn ekte diamanter. Det handler om produksjonsteknologi og skjæring av steinen. I USA varierer prisen på moissonite fra $70 til $150 per karat. Cubic zirconia er mye billigere: kostnadene varierer fra 1 til 5 dollar. Prisen på kunstige diamanter avhenger også av fargen. Det er ekstremt vanskelig å oppnå krystallgjennomsiktighet for en stein; av denne grunn vil en analog stein av rent vann koste mer enn den samme gule eller rødlige prøven.

I dag er de fleste av smykkene som presenteres i smykkebutikker laget av syntetiske diamanter med tanke på massemarkedet. Forholdet mellom hjemmelagde diamanter og naturstein er omtrent 3:1. Som regel er dette cubic zirconias satt i hvitt og gult gull, sølv og platina. I motsetning til naturlige, kan kunstige diamanter brukes når som helst på dagen, mens deres "naturlige" motstykke er primært beregnet på kveldsklær.

For hverdagsbruk er øredobber laget av gull eller sølv med små krystaller egnet. Det ser enkelt og smakfullt ut på samme tid.

Armbånd og ringer med iriserende steiner bæres hovedsakelig når du går ut, men en ring med en beskjeden cubic zirconia i en hvit gullramme er ganske egnet for hverdagsarbeid.

For å forlenge levetiden til smykker med hjemmelagde steiner, bør du ta vare på dem ordentlig. Før rengjøring eller kontakt med aggressive vaskemidler, må du fjerne alle ringer og armbånd fra hendene. Du bør regelmessig tørke av gjenstander som inneholder kunstig dyrkede diamanter med et mykt tøylommetørkle, og de bør oppbevares i en boks i en individuell boks eller stoffpose. Det er også tilrådelig å velge en boks laget av stein (malakitt, marmor), siden tre med sine røyk kan skade steinene og gjøre dem matte.

Fordeler og ulemper

Utvilsomt er fremkomsten av menneskeskapte diamanter fremgang både for edelsteinsmarkedet og for vanlige mennesker. Tidligere hadde få mennesker råd til smykker med diamanter på grunn av deres fantastiske pris. I dag er markedet for syntetiske diamanter fylt med rhinestones og cubic zirconia, og å bære en slik "falsk" er slett ikke skammelig. Tvert imot, mange kjendiser innrømmer åpent at de foretrekker smykker.

Likevel, til tross for en så stor fordel, har syntetiske diamanter også sine ulemper. Den mest grunnleggende er en gul dis, som er synlig under et mikroskop på enhver kopi av en slik diamant. Årsaken til utseendet er at under produksjonen av steiner frigjøres en viss mengde nitrogen, som får en gul fargetone og forblir ispedd den kunstige diamanten. Fra denne disen kan en erfaren gullsmed lett bestemme opprinnelsen til steinen.

En annen ulempe med syntetiske steiner er at noen av dem ikke har samme hardhetsgrad som den egentlige motparten, og derfor blir de lett riper og matte. Moissanite, for eksempel, er nesten den samme i hardhet som en ekte stein, men den blender for sterkt i lyset, noe som også frastøter noen elskere av diskret skjønnhet.

Syntetisk, eller kunstig, diamant er en imitasjon som på ingen måte er dårligere enn originalen. Syntetiserte diamanter har ingen defekter og er renere og renere enn naturlige.

Syntetiske diamanter produseres i laboratorier ved hjelp av flere metoder. For å lage dem kreves dyrt utstyr og høykvalitets råvarer. De mest kjente er HPHT-diamanter eller CVD-diamanter.

En syntetisk diamant av høy kvalitet (en diamant som har blitt behandlet) skiller seg ikke i utseende fra originalen, og har også de samme fysiske og kjemiske egenskapene. Derfor er et mer korrekt navn for slike steiner "dyrket (eller opprettet) i laboratoriet", siden folk vanligvis forbinder konseptet "syntetisk" med imitasjon av lav kvalitet.

Den raske syntesehastigheten til en kunstig kopi (en stein som veier 1 karat er laget på 5 dager) lar deg redusere prisen betydelig sammenlignet med en naturstein.

For tiden er den største kunstige diamanten registrert som veier 34 karat.

Kunstige analoger av edelstener produseres i de største mengder i Kina, USA, Japan, Russland, Irland og Sør-Afrika.

Typer kunstige diamanter: moissanitt, zirkon, topas, hvit safir, yttrium aluminium granat, rhinestones.

For mer informasjon om moissanite:

Historien om steiner

På 1700-tallet fant forskerne ut den kjemiske strukturen til det naturlige mineralet. Det var da ideen om å gjenskape den kunstig ble først født. I lang tid mislyktes forsøk på å lage syntetiske diamanter. Men på 1920-tallet var det fortsatt mulig. Den første kunstige diamanten ble skapt.

Det nye produktet var ikke perfekt, så forskerne sto ikke stille. På 1940-tallet tok forskere fra USA, Sverige og USSR dette spørsmålet nøye opp.

Små kunstige edelstener av god kvalitet ble produsert i 1953 av en svensk vitenskapsmann som designet en enhet der prøven ble komprimert av stempler fra forskjellige sider. Og siden 1970 har spesialister lært å syntetisere store diamanter som ikke er dårligere enn originalen. Siden 1990-tallet har en ny metode dukket opp – forstyrrende syntese.

Fargespekter av laboratoriesteiner

Tradisjonelle fargeløse diamanter regnes som de mest populære. Under syntesen er det nødvendig med spesiell oppmerksomhet, siden tilfeldige urenheter inkludert i sammensetningen vil gi en nyanse.

Det er vanlig å lage fra fargede:

• gul (nitrogenblanding);
• blått (borblanding);
• svart (nikkelblanding).

Mindre vanlig produsert er rosa, lilla, rødt og grønt.

Nyanser av fargede syntetiske analoger kan variere fra blek, knapt merkbar, til mettet.

Se dette innlegget på Instagram

Hvordan krystaller dyrkes

Flere teknologier brukes til å produsere kunstige diamanter.

1. HPHT – termobarisk metode (temperatur og trykk). Steiner oppnådd ved denne metoden er relativt rimelige, siden kostnadene ikke er høye. Tanken er å varme (1500 grader) karbon under høyt trykk (50 000–70 000 atmosfærer) med deltagelse av metallkatalysatorer.
2. CVD er en kjemisk dampavsetningsmetode. Steiner dyrket med denne metoden brukes i optikk og elektronikk. Ved hjelp av oppvarming (3100 grader) eller mikrobølgestråling avsettes hydrokarbongass (metan) på en silisiumplate. Resultatet er en film 2–3 mm tykk.
3. Eksplosiv syntese. En kunstig kopi produseres fra høyt trykk på grunn av detonering av eksplosiver.
4. Ultralyd kavitasjon. En grafittsuspensjon tilsettes til et organisk løsningsmiddel under normale forhold, og et kunstig mineral dyrkes under påvirkning av ultralydkavitasjon.

For øyeblikket er den mest populære måten å skaffe diamanter på å bruke de to første metodene.

Se et program om produksjon av syntetiske steiner:

Bruksområder og muligheter

Ideelle edelstener brukes i smykker. Ufullkomne prøver brukes i industrien.

1. Industrielle diamanter brukes i produksjon av lagre og bor.
2. Diamantspon brukes til å lage belegg for skjære- og slipeverktøy.
3. Diamantpulver brukes i metallurgi, maskinteknikk og forsvarsindustrien.
4. Diamantpastaer brukes til å lage spesielt presise deler.
5. Syntetiske krystaller brukes i elektronikk for å lage nåler, lag i mikrokretser og tellere.
6. I medisin brukes de til å produsere instrumenter og høyeffektlasere.
7. Høyteknologi kan heller ikke klare seg uten syntetisk diamant - den brukes til å lage mobiltelefoner.

Sammenlignende egenskaper av steiner

Eksternt er det veldig vanskelig å skille en kunstig perle fra en naturlig. Imitasjonen har ingen inneslutninger eller defekter, og har de samme fysiske og kjemiske egenskapene som originalen.

Men det som skiller imitasjonen fra originalen er tidspunktet og måtene å få tak i perlen på. Det tar millioner av år å danne naturstein i det naturlige miljøet, mens kopier lages i løpet av få timer (1–2 mg/t) i laboratorier.

Du kan se forskjellene ved hjelp av profesjonelt utstyr. Ved en forstørrelse på 80 ganger eller mer er den granulære strukturen til den syntetiske steinen synlig. Det er også kjent at de reagerer på magneter. Hvis du legger en perle på et hvitt ark og en hvit stripe er synlig langs kanten av steinen, er det mest sannsynlig at det er kunstig.

I et spesialisert laboratorium kan forskjeller bli funnet ved hjelp av fluorescensanalyse, Raman- og infrarødspektrometri og spektroskopi.

Spesielle enheter er utviklet for krystallidentifikasjon: «DiamondSure» og «DiamondView».

For å fortsette emnet, se videoen:

Kostnader for syntetiske krystaller

Eksternt er originalen og imitasjonen umulig å skille: det er ingen urenheter eller defekter. Kostnaden for zirkoniumdioksid starter fra 1,5 dollar per 1 karat, moissanitt - fra 75 dollar per 1 karat. En gul diamant koster fra $200, og en rosa-oransje diamant koster fra $3000 per karat.

Naturlige diamanter er en ressurs som snart vil ta slutt. Ifølge noen rapporter har jorden allerede brukt opp ressursene for produksjon av det naturlige mineralet. Derfor blir produksjonen av kunstige edelstener mer og mer populær.

Visste du om eksistensen av kunstige diamanter? Fortell oss om opplevelsen din i kommentarene. Del artikkelen med vennene dine på sosiale nettverk. Beste ønsker.