منتجي الماس الصناعي. الماس الاصطناعي: الاسم وعملية الإنتاج وتكلفة الماس الاصطناعي. الخصائص المقارنة للحجارة

تميل المعادن والمعادن إلى أن ينتهي بها المطاف في أحشاء الأرض. لكن الناس بحاجة إلى استخدام معادن مختلفة ، بما في ذلك الماس. لذلك ، مع تطور التكنولوجيا ، يبدأ التطوير والانتقال إلى تعدين الأحجار الاصطناعية. الماس الاصطناعي لا يختلف عمليا اليوم عن المعادن الطبيعية. في المظهر ، يصعب تمييز الأحجار حتى بالنسبة لعلماء الأحجار الكريمة ، مما يشير إلى مستوى عالٍ من التشابه.

الماس الاصطناعي

الخصائص القيمة للماس

بالطبع ، حتى تطوير المعدات والتقنيات لم يتسبب بعد في انتقال كامل من الأحجار الطبيعية إلى الماس الاصطناعي. حتى الآن ، تسترشد شركات الماس المزروعة في المعمل بمبدأ اثنين من ثلاثة:

• جودة؛
• الحجم؛
• الربحية.

يتم اختيار اثنين من المعايير الثلاثة في هذه العملية ، ولكن حتى يتم الوصول إلى الحد الأقصى أو المثالي ، فإن العلماء لديهم شيء يسعون لتحقيقه.

يرى معظم الناس الماس الخام في المتاجر على أنه ماس مصقول. يتم ترصيع الأحجار في المعادن الثمينة وتعمل كمجوهرات باهظة الثمن.

وفقًا للتركيب الكيميائي ، الماس هو كربون بهيكل خاص من الشبكة البلورية. أصل المعادن غير معروف بالضبط. حتى أن هناك نظرية حول الأصل الكوني للماس. ربما يكون هذا هو السبب في صعوبة تكرار أو إعادة إنشاء صورة تكوين الحجر في المختبر.

بدأت المحاولات الأولى لتركيب الحجر بعد دراسة هيكل الماس - فهو كثيف جدًا ، وتتكون الشبكة البلورية من ذرات متصلة بواسطة روابط سيجما التساهمية. من الأسهل قطع هذه الروابط بدلاً من تشكيلها.

على الرغم من حقيقة أن الماس هو قطعة المجوهرات الأولى ، إلا أن الحجر يستخدم في العديد من المجالات إلى جانب المجوهرات. كان هذا هو العامل الذي دفع العلماء إلى تصنيع الأحجار الاصطناعية. والماس له خصائص فريدة من حيث الكيمياء والفيزياء:

• أعلى صلابة (10 من 10 على مقياس موس). حتى تركيبة سبائك الفولاذ ليست صلبة مثل الماس.
• تبلغ درجة انصهار المادة 800-1000 درجة مئوية مع وصول الأكسجين وما يصل إلى 4000 درجة مئوية بدون وصول الأكسجين ، مع مزيد من تحويل الماس إلى جرافيت.
• يستخدم الماس كعزل كهربائي.
• المعدن لديه أعلى الموصلية الحرارية.
• الحجر له التلألؤ.
• المعدن لا يذوب في الحمض.

يمكن أن يحدث دخول سوق الألماس الصناعي بين عشية وضحاها ويكون مفاجأة. ستخضع صناعة الماس لتغييرات ، وسيقل حجم المبيعات. ستصنع أشباه الموصلات من الحجر. نظرًا لنقطة الانصهار العالية ، يمكن تسخين أشباه الموصلات الماسية إلى مستويات أعلى من السيليكون. عند درجات حرارة تبلغ حوالي 1000 درجة مئوية ، يبدأ السيليكون في الدوائر الدقيقة في الذوبان وينطفئ ، بينما يستمر الماس في العمل.

الماس الاصطناعي شيء مفيد حقًا في العلوم والصناعة. بين العلماء الذين يعملون في تصنيع الماس من أجل الصناعة ، فإن القول التالي شائع: "إذا لم يكن من الممكن صنع شيء من الماس ، اصنع منه ألماسًا".

تقنيات لتكوين مادة

بدأت المحاولات الأولى للحصول على الماس الاصطناعي في نهاية القرن الثامن عشر ، عندما أصبح معروفًا بتكوين الحجر ، لكن التكنولوجيا لم تسمح بإعادة درجة الحرارة والضغط المطلوبين لتكوين المعدن. فقط في الخمسينيات من القرن العشرين ، توجت محاولات تصنيع المادة بالنجاح. من بين الدول النامية للماس كانت الولايات المتحدة الأمريكية وجنوب إفريقيا وروسيا.

معدات لصنع الماس الاصطناعي

كان الماس الاصطناعي الأول بعيدًا عن المثالية ، ولكن اليوم لا يمكن تمييز الأحجار تقريبًا عن الماس الطبيعي. عملية النمو كثيفة العمالة ومكلفة. هناك عدة خيارات وأشكال لتخليق الماس:

• طريقة الحصول على الماس HPHT. هذه التقنية قريبة من الظروف الطبيعية. مع ذلك ، من الضروري مراقبة درجة حرارة 1400 درجة مئوية وضغط 55000 ضغط جوي. في الإنتاج ، يتم استخدام ماس البذور ، والتي توضع على طبقة من الجرافيت. يصل قطر أحجار البذور إلى 0.5 مم. يتم وضع جميع المكونات في جهاز خاص يشبه الأوتوكلاف بترتيب معين. أولاً ، يتم وضع القاعدة مع البذرة ، ثم تأتي السبيكة المعدنية ، وهي العامل المساعد ، ثم الجرافيت المضغوط. تحت تأثير درجة الحرارة والضغط ، يتم تحويل روابط pi التساهمية من الجرافيت إلى روابط سيجما من الماس. يذوب المعدن في هذه العملية ، ويستقر الجرافيت على البذور. يستمر التركيب من 4 إلى 10 أيام ، كل هذا يتوقف على الحجم المطلوب للحجر. لم يتم الكشف عن الإمكانات الكاملة لهذه التقنية ، ولم يثق جميع العلماء بهذه التقنية حتى رأوا البلورات الكبيرة التي تم إنشاؤها بجودة الأحجار الكريمة. قطع الحجارة الناتجة هو نفسه.
• توليف الماس من الأمراض القلبية الوعائية. الاختصار لتقف على "ترسب بخار". الاسم الثاني للإجراء هو تخليق الفيلم. التكنولوجيا أقدم وأكثر إثباتًا من إنتاج HPHT. هي التي تصنع الماس الصناعي الذي يمكن استخدامه حتى للشفرات في الجراحة المجهرية. وفقًا للتكنولوجيا ، هناك حاجة أيضًا إلى الركيزة التي توضع عليها بذرة الماس وكل هذا موجود في غرف خاصة. يتم إنشاء ظروف فراغ في مثل هذه الغرف ، وبعد ذلك يتم ملء الفراغ بغازات الهيدروجين والميثان. يتم تسخين الغازات بواسطة الموجات الدقيقة إلى درجة حرارة 3000 درجة مئوية ، ويستقر الكربون الموجود في الميثان على القاعدة ، والتي تظل باردة. الماس الاصطناعي الذي تم إنشاؤه باستخدام هذه التكنولوجيا هو أنقى ، بدون شوائب النيتروجين. لقد أخافت هذه التقنية معظم المخاوف المتعلقة باستخراج الأحجار في الطبيعة ، لأنها قادرة على إنتاج بلورة نظيفة وكبيرة. لن يكون لهذا الحجر عمليا أي شوائب معدنية وسيكون تمييزه عن الطبيعي أكثر صعوبة. يمكن استخدام الماس الذي تم الحصول عليه باستخدام هذه التقنية في أجهزة الكمبيوتر كأشباه موصلات بدلاً من رقائق السيليكون. ولكن لهذا من الضروري تحسين تقنية النمو ، لأن حجم الماس الناتج لا يزال محدودًا. اليوم ، تصل معلمات الألواح إلى علامة 1 سم ، ولكن في غضون 5 سنوات من المخطط أن تصل إلى شريط 10 سم. ولن تتجاوز تكلفة قيراط هذه المادة 5 دولارات.
• طريقة التوليف المتفجر هي واحدة من أحدث أفكار العلماء لإنتاج الماس الاصطناعي. تتيح هذه التقنية إمكانية الحصول على حجر اصطناعي نتيجة انفجار المتفجرات والتبريد اللاحق بعد الانفجار. نتيجة لذلك ، تكون البلورات صغيرة ، لكن الطريقة قريبة من التكوين الطبيعي للمعادن.

ومؤخراً ، ظهر اتجاه يسمح لك بإنشاء ماسات تذكارية. يسمح لك هذا الاتجاه بإدامة ذكرى رجل في حجر. للقيام بذلك ، فإن الجسد بعد الموت يفسح المجال للحرق ، ويتكون الجرافيت من الرماد. علاوة على ذلك ، يستخدم الجرافيت في إحدى طرق تخليق الماس. لذا فإن الحجر يحتوي على بقايا جسم الإنسان.

نظرًا لأن جميع الطرق باهظة الثمن ، فغالبًا ما لا يتم استخدام مواد اصطناعية في المجوهرات ، ولكن يتم استخدام المواد المقلدة أو أنواع أخرى من الحجر. الزجاج بين الماس هو أرخص الممارسات التي عفا عليها الزمن. اليوم لم ينجح ، لأنه من السهل التعرف على الأصل من المزيف - ما عليك سوى خدش الحجر أو إلقاء نظرة على مسرحية الضوء. في أغلب الأحيان ، تُباع الزركونيا المكعبة كالماس.

احتمال تطوير تخليق الماس

يبدأ مستقبل الماس الصناعي اليوم. أصبح المعدن الاصطناعي رمزًا للعصر ، وسرعان ما سيتمكن الناس من الوصول إلى المنتجات الرخيصة والجميلة. لكن بينما التقنيات في مرحلة التطوير والتحسين. على سبيل المثال ، يستطيع أحد المختبرات في موسكو إنتاج ما يصل إلى كيلوغرام واحد من الماس سنويًا باستخدام التقنيات المذكورة أعلاه. بالطبع ، هذا لا يكفي لتلبية احتياجات الصناعة. تتطلب المعالجة الإضافية للأحجار الملغومة أيضًا الوقت والمعدات.

لذلك ، بينما يتم تعدين الماس بالطرق التقليدية ، ولا أحد يرفض تطوير رواسب جديدة ، يتم اكتشاف أنابيب الكمبرلايت. بمجرد ظهور إنتاج الماس الاصطناعي ، بدأت شركة De Beers - التي تحتكر سوق الماس عمليًا - في القلق بشأن أعمالها. حجم الأعمال السنوي للقلق يصل إلى 7 مليار دولار في السنة. ولكن حتى الآن ، لا تعتبر الأحجار الاصطناعية منافسة للماس الطبيعي ، وتصل حصتها في السوق إلى 10٪ فقط.

ومع ذلك ، إلى جانب التوليف ، تم تطوير علم الأحجار الكريمة أيضًا ، والذي يسمح لك بالتحدث عن أصل الحجر. يمكن تمييز الماس الصناعي بسهولة عن الماس الطبيعي. يتم تمييز ما يلي كعلامات:

• شوائب المعادن في الحجارة من المختبر ؛
• قطاعات النمو ، والتي يتم تحديدها في الماس الملون ؛
• طبيعة مختلفة من تألق الماس.

تتحسن التكنولوجيا ومعرفة العلماء كل يوم. تم إطلاق العملية ، ويعمل المختصون عليها. قريباً سيرى العالم النتائج ، وربما يتخلى عن الاستخراج التقليدي للماس من أحشاء الأرض.

المجوهرات المرصعة بالماس هي بالطبع حلم كل سيدة طموحة. ومع ذلك ، لم يكن النقص في مثل هذه المجوهرات هو السبب وراء عمل العديد من العلماء حول العالم لعقود من الزمن في البحث عن طريقة لإنتاج الماس الاصطناعي. إنه أمر حيوي في العديد من الصناعات (البصريات والطب والإلكترونيات الدقيقة) ، والغرض من التكنولوجيا التي يتم إنشاؤها هو أن الماس الاصطناعي لم يفقد خصائص الأحجار الكريمة الطبيعية فحسب ، بل تجاوزها أيضًا في كمال الشبكة البلورية.

حتى الآن ، هناك أربع طرق على الأقل لصنع الماس الاصطناعي. من الصعب تحديد أيهما أكثر تقدمًا ، لأن أحدهما مكلف للغاية ، وعيوب الآخر هو اللون المتسخ للبلورات ، والثالث له اختلاف كبير عن اللون الطبيعي في شكل البلورات. لذلك ، يتم اختيار تقنية الإنتاج اعتمادًا على الغرض الذي سيذهب الحجر من أجله. الشبكة البلورية للماس الطبيعي هي رباعي السطوح ، وليس لها مثيل في القوة ، وفي القدرة على كسر الضوء فهي تتفوق بشكل كبير على الزجاج: الماس - 2.42 ، والزجاج - 1.8.

إذا اعتبرنا الطريقة الأكثر موثوقية للحصول على الماس الاصطناعي ، فستكون هذه هي الطريقة الأقرب إلى الظروف الطبيعية. ومع ذلك ، فهي أيضًا الأغلى. التكلفة العالية تكمن في المقام الأول في التركيب نفسه - مكبس ذو ضغط عالٍ. يتم وضع أسطوانة فيه ، وهناك بالفعل غرفة خاصة مصنوعة من كربيد التنتالوم مع الكربون البلوري (الجرافيت). هذه هي الطريقة التي يقع بها الماس في سماكة الأرض. تم تجهيز الأسطوانة بفتحات خاصة يتم من خلالها توفير المياه تحت ضغط عالٍ واختراق المبردات.

في عملية التكنولوجيا متعددة المراحل ، سيصبح الجرافيت ماسًا. أولاً ، يتم توفير تيار قوي من الماء تحت ضغط عالٍ ، مما يضغط الجرافيت. بعد ذلك ، يتم تجميدها إلى -12 درجة مئوية. لا تتوقف عملية الضغط خلال العملية التكنولوجية بأكملها فحسب ، بل على العكس من ذلك ، تزداد بسبب التجمد من 2-3 آلاف الغلاف الجوي في البداية إلى 20 ألف في النهاية. ثم يدخل تيار كهربائي لجزء من الثانية ، وفي النهاية يتم إذابة قفل الجليد ويولد ماسة صناعية.

يكرر الماس الناتج تمامًا الشبكة البلورية الطبيعية لرباعي الوجوه ، لكن لونها متسخ إلى حد ما. ومع ذلك ، من حيث القوة ، فإن النظير أفضل بكثير من الطبيعي. بهذه الطريقة ، يتم الحصول على الحجر لأغراض فنية. هناك تقنية أخرى بسيطة للغاية ، عندما يزرع الماس في غاز الميثان بدون هواء. لا يمكنك الاستغناء عن المعدات الخاصة. الماس الصناعي في النهاية له شكل مكعب من البلورات ، متطابق تمامًا في القوة ، لكنه أسود.

للحصول عليه ، يتم غمر الماس الطبيعي في وعاء خاص بالجهاز بكميات ضئيلة ، كبذرة. يتم تسخينه ويبدأ إمداد الكربون تدريجياً (0.2٪ كل ساعة). تنتج تقنية الانفجار أنقى الماس من حيث اللون والصلابة والشكل الشبكي البلوري. للحصول عليها ، يتم استخدام نفس الجرافيت ، والذي يتم تسخينه مسبقًا وفي لحظة الانفجار يتحول إلى رقائق الماس. إنه في الفتات ، لأنه بهذه الطريقة يكون إنتاج البلورات كبيرًا جدًا ، لكن يتضح أنها صغيرة.

يتم الحصول على نفس الماس الاصطناعي الصغير في درجات حرارة منخفضة. تستخدم هذه التقنية محفزًا معدنيًا خاصًا ، والذي يمكنه تقليل الضغط ودرجة الحرارة بشكل كبير. كقاعدة عامة ، يتم وضع الجرافيت والمذيب والحديد والكوبالت والنيكل في الغرفة. الماس "ينمو" طبقة تلو طبقة في الطبقة البينية بين الجرافيت الساخن ولوحة المحفز. هذه هي الطريقة التي يتم بها الحصول على الماس للأغراض الفنية. خلال كل دورة فردية تنمو حتى 50 غرام.

اعتمادًا على المحفز المستخدم ، يختلف الماس في اللون. لذلك ، يعطي مزيج من النيكل صبغة خضراء ، بمساعدة البريليوم ، يتم الحصول على الماس الأزرق. يمكنك الحصول على ألوان أخرى: أبيض شفاف وغير لامع ، أصفر. تعطي عملية درجات الحرارة المنخفضة الماس الصناعي شكلاً مربعًا. القوة أعلى من قوة الماس الطبيعي. إذا وضعت كسرة من اكسيد الالمونيوم مع الكروم في الحجرة ، واستخدمت اكسيد الالمونيوم النقي كعامل مساعد ، فستتمكن من الحصول على الياقوت المثالي.

إذا قمت بإضافة الحديد والتيتانيوم إلى هذه التركيبة ، يمكنك الحصول على الياقوت. ستحتاج درجة الحرارة إلى 600 درجة مئوية ، والضغط 1.5 ألف ضغط جوي فقط. تتيح التقنيات الحديثة ، بالتالي ، إنشاء أحجار كريمة لا يستطيع حتى صائغ محترف تمييزها عن الأحجار الطبيعية بواسطة علامات خارجية. بالطبع ، إذا التقطت أدوات عالية الدقة ، فيمكن اكتشاف الشوائب. لكن لا يمكن أن يتم ذلك بالعين المجردة.

تم إنشاء جميع التقنيات المذكورة أعلاه بفضل المعرفة ، في الواقع ، أن الماس الطبيعي هو مجرد كربون. نفس الكربون النقي هو الفحم من أصل خشبي والجرافيت. لذلك ، غالبًا ما يتم تحويل الأخير إلى بلورات ماسية ثمينة من خلال تطبيق إحدى الطرق. من المعروف أن الكربون يمكن أن يكون في حالة صلبة وغازية وسائلة. من خلال دراسة الخصائص الزمنية لهذه الحالات واستخدام تغيرات الضغط ودرجة الحرارة ، أصبح من الممكن الآن إنتاج الماس الاصطناعي.

استمرت محاولات إنشاء الماس المختبري منذ الخمسينيات ، لكن الثورة الحقيقية تحدث أمام أعيننا. في الآونة الأخيرة ، تم تحسين تقنيتين رئيسيتين بشكل ملحوظ: إنشاء الماس في ظل ظروف أعلى درجة حرارة وضغط (HPHT) وترسيب البخار الكيميائي (CVD) ، عندما تكون بلازما ذرات الكربون ، والتي تتكثف منها الذرات طبقة تلو طبقة على ركيزة وتشكيل الماس. تنتج تقنية HPHT بالفعل 5 قيراط من الماس. منذ عام 2003 ، تحولت تقنية CVD من إنشاء ماسات صغيرة جدًا بوزن 0.3 قيراط إلى أحجار عيار 3 قيراط شفافة تمامًا مع خصائص بصرية جيدة جدًا. الماس الذي تم إنشاؤه باستخدام تقنية CVD لا يحتوي عمليًا على شوائب غريبة ، مثل النيتروجين أو البورون ، مما يمنحه مزايا حتى على الماس الطبيعي لكل من التطبيقات الصناعية والمجوهرات.

إلى جانب التحسن في جودة وحجم الماس المختبر في السنوات الأخيرة ، دخلت الشركات الناشئة من الوادي السباق باستثمارات بملايين الدولارات في التسويق والمشاهير بين المساهمين. لقد تمكنوا من استثمار مبالغ ضخمة من أجل تقويض مركز بائعي الماس الطبيعي. يتوقع المحللون أن ينمو سوق الماس المزروع في المختبر بحوالي 7.4٪ سنويًا ، من 16.2 مليار دولار في عام 2015 إلى 27.6 مليار دولار بحلول عام 2023.

من غير المرجح أن تقوم وسائل الإعلام بتصنيف الماس الاصطناعي على أنه مزيف ، ويتعين على صناعة الماس الطبيعي إطلاق المزيد والمزيد من الأجهزة المتقدمة للكشف عن الأحجار المزروعة صناعياً: DiamondCheck و DiamondSure و DiamondView. ومع ذلك ، حتى أحدث ماسحات GIA لا يمكنها دائمًا التمييز بين الأحجار الاصطناعية من الأحجار الطبيعية.

حتى الآن ، يحتل الماس المزروع صناعياً 1-2٪ من السوق ، ولكن قد تزيد حصته في المستقبل بشكل كبير ، وفقًا لتوقعات الخبراء ، حتى النسبة المهيمنة. في الوقت نفسه ، يُزرع اليوم أكثر من 95٪ من الماس المستخدم في الصناعة في المختبر (يُباع الباقي للاستخدام في المجوهرات).

ما هو الفرق بين الماس الطبيعي والاصطناعي؟

أحد الاختلافات المهمة بين الماس الطبيعي هو العيوب الموجودة في الشبكة البلورية ، والتي تعطي الأحجار لونها. على سبيل المثال ، اللون الأصفر ناتج عن شوائب ذرات النيتروجين ، واللون البني والوردي للحجر هو نتيجة انحناء الشبكة البلورية. في الوقت نفسه ، من خلال التحكم في عملية الإنشاء ، من الممكن تحقيق شبكة بلورية قريبة من المثالية في الماس الاصطناعي ، ويمكن أن تصل درجة نقاء محتوى الكربون فيها إلى 99.999٪.

ولكن إذا كانت معايير الوضوح مهمة بشكل خاص لاستخدام الماس في الأعمال التجارية بين الشركات ، فعندئذٍ بالنسبة لأحجار المجوهرات ، فإن نقاء الحجر بالكاد يمكن اعتباره عاملاً حاسمًا. بدلاً من ذلك ، يبقى الدور الرئيسي هنا هو السعر والتسويق.

متى سيتم وضع الماس الصناعي على رفوف متاجر المجوهرات؟

هناك العديد من العوائق التي تحول دون زيادة حصة الماس الصناعي في سوق المجوهرات. لا يفهم العديد من بيوت المجوهرات في العالم أنه يمكن بيع الماس المزروع في المختبر كمنتج مستقل. بدلاً من ذلك ، يبيعونها تحت ستار كونها طبيعية. في كثير من الأحيان لا يقع اللوم على البائعين.

يشتري التجار عديمو الضمير الماس الاصطناعي من أجل "مزج" الأحجار المزروعة في المختبر بأحجار حقيقية. في حالة حجم الماس الذي يصل إلى 0.3 قيراط ، من الصعب جدًا تمييز الحجر المزروع في المختبر عن الحجر الطبيعي ، وهذا ما يستخدمونه.

لتجنب التزوير ، تراقب الشبكات الكبيرة (تيفاني وكارتييه وغيرهما) بدقة سلسلة التوريد بأكملها ، من استخراج الأحجار إلى التطعيم.

أعتقد أن أحد أسباب عدم استعداد البائعين لوضع الأحجار الاصطناعية على الرف بجوار الأحجار الطبيعية هو الإحجام عن إنشاء سوق من الصفر. أخذت الشركات الناشئة مثل Diamond Foundry أو Ada Diamonds على عاتقها هذه المهمة. إنهم يستثمرون ملايين الدولارات في التسويق ويجتذبون كبار النجوم لإظهار السوق أنه يمكن وضع الماس من صنع الإنسان على الرفوف بجانب الألماس الطبيعي. فكرة منتجي الماس المختبر هي إنشاء سوق جديد بدلاً من المنافسة المباشرة مع صناعة التعدين. إذا بدأت شبكات المجوهرات في التمييز بوضوح بين الأحجار الاصطناعية والطبيعية ، فسيكون لدى المشتري خيار: شراء الأحجار الطبيعية باهظة الثمن أو الاصطناعية - أرخص. سيكون الفرق في السعر هو سعر المكون العاطفي.

اثنين من الأسواق والمنتجات المختلفة

من المهم أن نفهم أن ظهور نوعين من الأحجار في السوق - اصطناعي وطبيعي - يستهدف سوقين مختلفين اختلافًا جوهريًا. مع الجماهير المختلفة والمواقع والتسويق المختلفة.

قرن من التاريخ ورسائل تسويقية مختلفة تمامًا تم استثمارها في الصناعة التقليدية لتعدين الماس ومعالجته. يبدو هذا أمرًا لا يصدق ، لكن تحديد موقع الماس كسمة غير مشروطة للرفاهية أصبح عملاً منهجيًا لجميع شركات تعدين الماس نفسها. بالعودة إلى الخمسينيات من القرن الماضي ، بدأ De Beers في اتباع سياسة تسويقية لإنشاء موضع واحد للماس: الماس هو سمة لا غنى عنها لمفهوم "الحب" ، والماس "إلى الأبد". يكفي أن نتذكر فيلم جيمس بوند السابع ، والذي كان يسمى "الماس إلى الأبد" (شعار دي بيرز). الأحجار الاصطناعية لها فلسفة وقيم مختلفة يجب إنشاؤها من الصفر.

لمواجهة آلة التسويق الخاصة بعمال مناجم الماس ، تصطدم Diamond Foundry بإحدى "النقاط المؤلمة" الرئيسية لعمال مناجم الماس: بناءً على اقتراح أحد المساهمين في الشركة ، الممثل ليوناردو دي كابريو ، يتحدثون عن مشاكل التعدين غير القانوني للماس في المناطق المحرومة العالم (سيراليون ، أنغولا ، الكونغو). ويشيرون إلى الطبيعة غير الأخلاقية لعملية تعدين الماس.

العقبة الرئيسية أمام الظهور الجماعي لشركات مثل Diamond Foundry هي العتبة العالية لدخول السوق. وفقًا لتقديراتنا ، تم استثمار ما لا يقل عن 60 مليون دولار في واحدة من أولى الشركات الروسية التي دخلت السوق العالمية ، NDT (تقنيات الماس الجديدة ، التي تصنع الماس بناءً على طريقة HPHT). صنع الماس) - حوالي 100 مليون دولار. نحن نقدر حتى إطلاق مركز أبحاث لشركة تعمل على تقنيات CVD بأكثر من 15 مليون دولار.

نظرًا للاستثمار الكبير في البحث والتطوير ، فإن تقنية الماس الاصطناعي مملوكة فعليًا لحوالي اثنتي عشرة شركة فقط حول العالم. تقع جميعها في الولايات المتحدة الأمريكية وسنغافورة والصين وروسيا. يعد دخول سوق الألماس الاصطناعي أمرًا مكلفًا وصعبًا ، ولكنه أحد الأسواق التي تبلغ تكلفتها عدة مليارات من الدولارات حيث تتمتع المختبرات والصناعات الروسية بفرصة الحصول على حصة كبيرة.

السؤال القائل بأن الأحجار الاصطناعية لا تتمتع بخصائص طبيعية سيترك لمقال آخر. هنا سننظر في كيف ولماذا يصنع الشخص الماس الاصطناعي.

أنواع الماس الصناعي

كما تعلم ، الماس هو أكثر الأحجار الكريمة ديمومة ، فالطبيعة "تقضي" عدة آلاف من السنين على الأقل في إنشائه ، كما "تطبق" درجات حرارة وضغط مرتفعين. فقط في القرن الرابع عشر تعلموا كيفية قصها وظهر مفهوم "الألماس" ، أي الماس الأوجه. عقل الإنسان الفضولي لم يتوقف عند هذا الحد. بدأت محاولات إنشاء الماس الاصطناعي بالفعل في القرن الثامن عشر.
في المجموع ، هناك عدة أنواع من الأحجار الاصطناعية معروفة حاليًا ، تشبه في المظهر وهيكل الماس.

• نمت Moissonite في ظل ظروف معملية منذ عام 1905 ؛ تكوينها هو كربيد السيليكون. اسم المعدن تكريما لمنشئه ، العالم الفرنسي هنري مويسان. علاوة على ذلك ، تم تطوير التقنيات بشكل كبير في الاتحاد السوفيتي وما زالت التقنيات والأساليب التي طورها العلماء السوفييت قيد الاستخدام. قيمة moissonite في الصناعة عالية جدًا. من حيث خصائصها التقنية ، يمكنها حتى أن تتفوق على الحجر الطبيعي.
• بلورات سواروفسكي بلورية ذات تركيبة معدلة. سواروفسكي ماركة عالمية مشهورة. بدأ دانيال سواروفسكي نشاطه في منتصف القرن التاسع عشر ، ثم اخترع صيغته الخاصة ، والتي سمحت له بالحصول على بلورات رائعة التألق والجمال.
• فيانيت - حصل العلماء السوفييت على هذا المعدن في عام 1968. سميت على اسم "والدها" - المعهد الفيزيائي لأكاديمية العلوم (FIAN). كان الهدف هو صنع معدن يمكن استخدامه في أنظمة الليزر. يختلف التركيب الكيميائي للزركونيا المكعبة عن الماس ، فهو ثاني أكسيد الزركونيوم. (يتكون الماس من الكربون). في الخارج يطلق عليه الجيفوليت أو الزركونيت.

الماس الاصطناعي - تهديد أم بديل؟

هناك نوعان من التقنيات الرئيسية لتنمية بلورات الماس الأحادية: HPHT و CVD. الأول ، HPHT ، يعتمد على استخدام درجات الحرارة العالية والضغط المرتفع ، والثاني ، CVD ، هو ترسيب الكربون من الطور الغازي. كلتا الطريقتين مترابطتان ويكمل كل منهما الآخر.

الغرض الرئيسي من البلورات المزروعة صناعياً هو الاستخدام في مجال التقنيات العالية.

الصين هي الشركة المصنعة والموردة الرئيسية لمسحوق الماس الصناعي (حبيبات يصل حجمها إلى 800 ميكرون). يتم استخدام نصيب الأسد من المسحوق - حوالي 80٪ - داخل الصين نفسها. تبلغ تكلفة هذا المسحوق 20 سنتًا لكل وحدة (وكانت في السابق 20 دولارًا!) ، ويستخدم بشكل أساسي لشفرات الماس في تصنيع الأدوات.
الماس الصناعي الأكبر ليس له إنتاج صناعي بعد ، لأن. إنتاجها أكثر تعقيدًا ولا يزال العلماء الصينيون يطورون تقنيات للنمو المتزامن لعدد كبير من هذه البلورات (وبالتالي رخيصة الثمن).
الماس الاصطناعي لا يشكل خطرا على الماس الطبيعي. هذا البيان يرجع للأسباب التالية:

1. يمكن أن تكون المعادن الاصطناعية أكثر تكلفة من المعادن الطبيعية أو تكلفتها أقل قليلاً. عندما تكون هناك قفزة في تكنولوجيا إنتاجها ، وسينخفض ​​سعر المنتجات الاصطناعية عشرة أضعاف ، فقد يظهر السؤال التالي - هل سيتم استخدام التركيبات كنظائر في عالم المجوهرات ومقدار الطلب عليها.
2. لأغراض المجوهرات ، لم يتم تشكيل سوق الماس الاصطناعي بعد. هناك ، بالطبع ، عشاق كل شيء تكنولوجي وأولئك الذين يفضلون المواد المصنوعة بأيدي بشرية بدلاً من الطبيعة ، ولكن هناك عدد غير قليل منهم. في الأساس ، الناس على استعداد للدفع فقط مقابل الأحجار الكريمة الطبيعية لمجرد أن لديهم تفردًا وجمالًا طبيعيًا لا يمكن تصنيعه ببساطة بواسطة أي أجهزة حديثة.
3. للأغراض التقنية - في الأدوات والأدوية والتقنيات عالية التقنية ومسحوق الماس والبلورات التي استخدمت منذ فترة طويلة ، ولم يعد الماس الطبيعي مربحًا للاستخدام في هذا السوق.
4. يتم الترويج لجميع الماس المزروع صناعياً والذي يستخدم لأغراض المجوهرات ، كقاعدة عامة ، تحت علامتهم التجارية الخاصة ولا يحاولون تضليل المستهلك. يمكن أن تكلف بلورات سواروفسكي ما يعادل تكلفة قطع الألماس الطبيعي ، لأن قطعها يستهلك جزءًا كبيرًا من التكلفة.

الماس الأصفر الاصطناعي

هناك أيضًا الماس المزروع بجودة عالية من الأحجار الكريمة. لها لون أصفر غني ، وتكلفتها 4 مرات أرخص من الطبيعية ، لأنها "تنمو" في 4 أيام ، وليس آلاف وملايين السنين. على سبيل المثال ، شركة Gemesis الأمريكية متخصصة في زراعة الماس لأغراض المجوهرات. هذه العملية عالية التقنية مخصصة للفيديو.

كيفية التمييز بين الزركونيا المكعبة والماس

الأحجار الأكثر شبهاً بالماس هي الزركونيا المكعبة. يستخدم الماس والزركونيا المكعبة لأغراض المجوهرات ، وبالتالي في الممارسة العملية ، قد يظهر السؤال ما هي الاختلافات بينهما. يستخدم المحتالون الذين يمررون الزركونيا المكعبة كأحجار كريمة التشابه الخارجي للمعادن التي تختلف تمامًا في التركيب الكيميائي والفيزيائي.
اعتمادًا على المعالجة الحرارية ، من الممكن أن تنمو زركونيا مكعب شفاف أو أسود. الزركون المكعب الملون يذكرنا بالكريسوليت والعقيق الأبيض والوردي والياقوت الأحمر والكسندريت (مع انعكاس حسب الإضاءة).
إن أهم فرق بين الزركونيا المكعبة والماس (باستثناء التركيب الكيميائي بالطبع) هو قوتها وصلابتها. إنه أكثر نعومة وبالتالي يسهل تمييزه عن الماس الحقيقي حتى في المنزل. لذلك ، إذا مررت حجرًا فوق مرآة ، فإن الزركونيا المكعبة سوف تخدش السطح فقط ، بينما الماس الطبيعي سيقطع الزجاج.
من خلال التألق ، يمكن للمرء أيضًا التمييز بين الماس الطبيعي والماس الاصطناعي. حتى الحجر الطبيعي الذي تم استخدامه في المجوهرات لفترة طويلة ، الملوث من التآكل ، لا يزال يلمع ، ويكاد الزركونيا المكعب يفقد بريقه.
إذا أرادوا تمرير الزركونيا المكعبة كألماس لأغراض احتيالية ، فإنهم يحاولون قطعها بنفس الصعوبة ، وبعد ذلك باستخدام عدسة مكبرة أو مجهر ، يمكنك فحص وملاحظة "تشعب" الوجوه. لا يمكن أن يحدث هذا عند قطع الماس الطبيعي.
بشكل عام ، يمكن ملاحظة أنه من الصعب جدًا على غير المتخصص التمييز بين الزركونيا المكعبة إذا قام السيد بتمريرها كألماس.
لحسن الحظ ، هذا غير مقبول في عالم المجوهرات ، حيث تُباع الزركونيا المكعبة ، وبلورات سواروفسكي ، وأنواع أخرى من المعادن المُصنّعة تحت أسمائها وتزداد الطلب عليها.

تختلف الطريقة الأخرى (CVD) التي تم استخدامها لإنتاج الماس الصناعي من حيث أن العملية برمتها تتم عند مستوى ضغط منخفض وفي وقت أقصر. يتم غمر المادة المصدر في غرفة خاصة حيث يتم إنشاء ظروف فراغ. ثم يبدأ التعرض لأشعة الميكروويف والغازات. يتم تسخين بلازما الكربون حتى 3000 درجة. يتم تشكيل الماس الاصطناعي عن طريق ترسب جزيئات الكربون على لوح فارغ.

تستخدم المواد الغنية بالكربون كمواد خام. يمكن أن يكون الجرافيت والفحم والسكر والسخام. الأحجار المزروعة صناعياً لها نفس بنية الأحجار الطبيعية. وهذا ما يفسر صلابتها وقوتها العالية.

مجالات الاستخدام

في المظهر ، لا يختلف الماس الاصطناعي عن المعدن الطبيعي الحقيقي. ومع ذلك ، فإن تكلفتها أقل بكثير. من الأفضل قطع هذه الحصى ، التي تم الحصول عليها في المختبر. يمكن أن يقوم الجواهريون بقطع بلورات اصطناعية صغيرة جدًا. هناك طلب كبير على مثل هذه العينات الصغيرة ، لأنه من الصعب جدًا استخراج البلورات الصغيرة الطبيعية من الصخور.

إن خصائص الصلابة والقوة العالية للماس المزروع صناعيًا تجعله لا غنى عنه لاستخدامه في إنشاء أجهزة مختلفة للقطع أو الطحن. يوجد طلاء الماس ورقائق اليوم على المناشير والمثاقب والمثاقب والعديد من الأدوات الأخرى. الآن يتم استخدام هذه المواد بنشاط في إنتاج الدوائر الدقيقة.

يعتبر إنتاج الماس الاصطناعي من خلال عملية الغاز (CVD) أمرًا مهمًا للغاية ، حيث يتم استخدام المواد الناتجة لإنشاء معدات طبية عالية التقنية. يتيح لك استخدام هذه المكونات إطالة عمر الأجهزة ، حيث أن الأجزاء الماسية قادرة على تحمل الحرارة الشديدة ، مع الحفاظ على الكفاءة والأداء.

مجموعة متنوعة من الأنواع

أدى ارتفاع الطلب على المجوهرات الجميلة ذات الأحجار المتلألئة المتلألئة بشكل طبيعي إلى ظهور تقليد مختلف للماس. في بعض الأحيان ، بدلاً من هذا الحجر الثمين ، تم استخدام مجموعة متنوعة شفافة من الكوارتز في المجوهرات - الكريستال الصخري والياقوت الأبيض. ولكن مع تطور التكنولوجيا ، ظهر الماس الاصطناعي ، والذي يختلف قليلاً عن الحجر الحقيقي. .jpg "alt =" (! LANG: الماس الاصطناعي" width="200" height="213">!}

يحتوي بديل الماس الذي تم الحصول عليه في المختبر ، بالإضافة إلى ذرات الكربون ، على النيتروجين في شبكته البلورية ، والتي تظهر شوائبها هناك في مرحلة النمو. نظرًا لحقيقة أن النيتروجين يثبط الطيف الأزرق ، فإن الحجر الاصطناعي يأخذ ظلًا أصفر. الآن هناك الأنواع التالية:

• مرة أخرى في السبعينيات من القرن العشرين ، ظهر الزركونيا المكعبة في صناعة المجوهرات. كان هذا الماس المقلد مكعبًا من الزركون المستقر. من حيث خصائصها البصرية ، فهي تشبه إلى حد بعيد العينة الطبيعية ، ولكنها أقل شأنا منها بشكل كبير من حيث القوة.
• خيار آخر لمحاكاة الماس هو Nexus. عندما يتم الحصول عليه ، يتحد الكربون مع شوائب مختلفة. تتميز العينة بالقوة العالية والصلابة.
• المويسانتي ، الذي يتم الحصول عليه من كربيد السيليكون ، هو الأغلى. لديها تألق غير عادي ومتانة ممتازة.

هناك طلب مرتفع دائمًا على المنتجات التي تستخدم الماس المقلد. ومع ذلك ، حتى عند اختيار المجوهرات التي تستخدم الحجر المزروع صناعياً ، عليك توخي الحذر. يمكن للبائعين عديمي الضمير بيع الزجاج العادي الذي تم قطعه.

كيف نميز التقليد

عند شراء أي مجوهرات في متجر مجوهرات ، يمكنك أن تطلب من البائع المستندات التي تؤكد أصالة منتج معين. وإذا تم استخدام بلورة مزروعة صناعياً في المنتج ، فيجب أن تتلقى معلومات كاملة حول هذا الموضوع.

إذا كنت تشك في أن لديك ماسة طبيعية ، فيمكنك محاولة التحقق منها في المنزل:

1. أول شيء يجب الانتباه إليه هو عدد الوجوه. تحصل الزركونيا المكعبة على جوانب أقل عند القطع ، وهي أيضًا أكثر تقريبًا.
2. يمكنك إسقاط قطرة زيت على عينة الاختبار. على حصاة طبيعية ، ستبقى كما هي. وعند التقليد - سوف ينقسم إلى جزيئات صغيرة ، ثم يتجمع في قطرات صغيرة.
3. إذا قمت بغمس بلورة في الزيت ، ثم قمت بتثبيتها على سطح زجاجي ، فسوف يلتصق بها الزجاج الحقيقي ، لكن هذه الحيلة لن تعمل مع الزركونيا المكعبة.
4. جرب وضع الكريستال على الجريدة. من خلال الزركونيا المكعبة سترى الحروف ، لكنك لن ترى من خلال الماس.
5. سيبقى الحجر الطبيعي ، المضغوط باليد ، باردًا عندما يصل سريعًا إلى درجة حرارة الجسم ، كتقليد.
6. افحص الكريستال. نادرًا ما يكون الماس الطبيعي متجانسًا بشكل استثنائي ، فهو يحتوي دائمًا على شوائب وعيوب صغيرة. في حين أن الزركونيا دائمًا شفافة تمامًا.

ومن المثير للاهتمام ، أن الزركونيا المكعبة ، دون أن يكون لها إشعاع لامع فريد من نوعه ، تلقي بالوهج بشكل أفضل. ولكن إذا كنت تشك في أصل الحجر ، فمن الأفضل الاتصال بالمحترفين. باستخدام المعدات الحديثة ، سيبلغك علماء الأحجار الكريمة بالنتيجة ، وستكون دقتها 100٪.