Технология получения искусственных алмазов на производстве

Синтетические алмазыКазалось бы, зачем нужен искусственный алмаз, когда есть прекрасные природные камни? Дело в том, что минералы находят применение не только в ювелирной индустрии, но и в других сферах. Их используют в медицине, оптике, электронной промышленности. Алмаз искусственного происхождения превосходит натуральный камень по твердости и другим характеристикам, ведь он имеет идеальную кристаллическую решетку.

Истоки синтеза

У истоков синтеза алмаза стоял профессор гарвардского университета П. Бриджмен. Благодаря его исследованиям удалось осуществить «волшебное превращение» и получить из графитового порошка искусственный минерал. Первым этого смог добиться член исследовательской группы лаборатории «General Electric» Трейси Холл.

Ученый принимал участие в разработке оборудования высокого давления для производства искусственных алмазов. Впоследствии такая система была создана и получила название «халвбелт». Впервые эксперимент завершился успехом 16 декабря 1954 года. Получить искусственный камень удалось в условиях повышения давления до 70000 атмосфер при температуре 1600 °C из графита и троилита.

Технология производства

Главным препятствием при создании аппаратов для производства алмазов является быстрая потеря прочности стали и других материалов, из которых создано оборудование. Ученым пришлось разрабатывать специальную теплоизоляцию, которая позволяет обходиться без нагревания поршней и кольца прибора, сохраняя высокие температуры внутри рабочей камеры. Для производства искусственных алмазов раньше шла смесь из:

  • 5 ч. графита,
  • 1 ч. железа,
  • 1/3 ч. пятиокиси ванадия,
  • 1/3 ч. марганца.

Получение искусственных алмазов

Компоненты запечатывали в камере и нагревали до 1700 °C под давлением в 95 000 атмосфер в течение 2-х минут, а затем охлаждали до 1500 °C за 8 минут. Сегодня благодаря использованию других растворителей удается создавать минералы при меньшем давлении и температуре. Да и в качестве исходного сырья теперь применяют уголь, дерево, смолу, деготь, которые являются источниками углерода.

Патент на выращивание ювелирных алмазов был получен Робертом Уэнторфом в 1967 году, когда ему удалось разработать технологию выращивания кристаллов на затравке. По его методике до сих пор выращивают синтетические алмазы размером до 6 мм в диаметре и весом 1 карат. Но этот способ изготовления не получил широкого распространения, так как выращенные таким путем камни не уступают по цене природным, а то и превосходят их. Если говорить о крупных экземплярах, получение искусственных алмазов по технологии, существующей сегодня, пока остается нерентабельной.

Искусственный бриллиант называется муассанитом. Стоит такой кристалл так же, как и природный, а иногда даже дороже. Более дешевая разновидность — фианит, его цена составляет всего несколько долларов за карат. Стоимость синтетического алмаза в немалой степени зависит от его окраски. Чем больших затрат потребует обработка, тем выше будет цена на муассанит.

Цвета искусственных камней

Цветовая палитра натуральных камней гораздо богаче, чем у искусственных собратьев. Синтезированные алмазы имеют всего три базовых оттенка:

  1. Производство искусственныхалмазовБелый. Самый распространенный, традиционный цвет, требует трудоемкого производства. Растут эти кристаллы медленнее остальных. Необходимо строгое соблюдение технологии для того, чтобы окраска оставалась чистой. Чаще всего производятся камни весом до 1 карата.
  2. Желтый. Самый легкодостижимый оттенок. Варьируется от лимонно-желтого до желтоватого. Иногда удается получить яркие оранжевые экземпляры. За интенсивность окраски отвечает количество примеси азота. Алмазы такого цвета возможно вырастить довольно большими (до 2 карат).
  3. Голубой. Камни могут иметь как небесный оттенок, так и насыщенно-синий. За окраску этих тонов отвечают примеси бора. Чаще всего выращенные голубые алмазы имеют вес 1,25 карата.

Можно менять базовую окраску синтетических бриллиантов, подвергая их дополнительной обработке. Например, если использовать в качестве катализатора никель, будет синтезирован загадочный черный бриллиант. С помощью радиоактивного облучения можно придавать алмазам зеленый цвет. Подвергнув их в дальнейшем нагреванию до 900 °C, получают кристаллы приятной медово-золотистой окраски, очень популярные в США. Меняя дозу облучения, возможно получить камни пурпурного или красного цвета.

Сфера применения

Как используются алмазыЧасто в обществе можно встретить негативную оценку искусственных алмазов, которые воспринимаются как подделка. Это совершенно неоправданно, ведь искусственно выращенные в лабораторных условиях кристаллы зачастую превосходят природные аналоги по физическим характеристикам. Сегодня синтезированные камни успешно применяются в промышленности (в том числе, они незаменимы при создании новейшего технологического оборудования) и ювелирной индустрии.

Среди используемых в мире на текущий момент бриллиантов половина имеет искусственное происхождение. В промышленности их доля повышается до 90%.

Это стало возможно благодаря уникальным свойствам синтезированных камней:

  • за счет своей твердости они применяются для обработки большого количества материалов и бурения породы,
  • долговечность позволяет использовать кристаллы в высокоточном оборудовании, при производстве компьютерных чипов и микросхем,
  • необработанные алмазы идут для изготовления медицинской и лазерной техники,
  • муассаниты высокой чистоты и качества находят применение в ювелирном деле.

Делать выводы о популярности искусственных бриллиантов можно исходя из частоты их использования при изготовлении ювелирных изделий. Эстетические свойства таких камней находятся вне конкуренции.

Качественная огранка муассанита позволяет ему искриться и переливаться не хуже подлинного бриллианта. Его оправляют в золото, серебро, платину. Сегодня ювелирные изделия с муассанитом популярны во всем мире.

Отличие муассанита от природного алмаза

Сфера применения искусственных алмазовМуассанит — единственный из аналогов, который не только догоняет по свойствам настоящий алмаз, но и превосходит его. Главное отличие заключается во внешних характеристиках. Его коэффициент преломления света на 25% выше, чем у природного камня, поэтому в лучах солнца муассанит сверкает гораздо ярче. Дисперсия натурального минерала также существенно ниже. По искристости он в десятки раз проигрывает муассаниту.

До недавнего времени было проблемой получить этот аналог полностью прозрачным. В нем неизбежно присутствовал желтоватый оттенок разной степени интенсивности. Сегодня эта проблема решена, что позволило муассаниту полностью затмить природный бриллиант.

Разницу между камнями одного размера можно выявить визуальным сравнением. Чаще всего муассанит будет давать больше блеска и игры света, чем настоящий кристалл.

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Непознанное: информационный сайт о магии, эзотерики, все про талисманы и обереги