Izrada umjetnih dijamanata kod kuće. Šta su umjetni dijamanti i po čemu se razlikuju od pravih? Opseg umjetnih dijamanata

16.04.2019

Dijamanti se dugo koriste kao najizvrsniji nakit. Draguljari dijele dijamante na gotovo hiljade vrsta ovisno o transparentnosti, tonu, gustoći i ujednačenosti boje, prisutnosti pukotina, mineralnih inkluzija i nekim drugim karakteristikama. Krajem 20. stoljeća dijamanti su počeli da se koriste u proizvodnji. Trenutno je ekonomski potencijal najrazvijenijih zemalja u velikoj mjeri povezan sa njihovom upotrebom dijamanata.

Koja svojstva dijamanta određuju njegovu široku upotrebu u različitim oblastima nacionalne ekonomije? Prije svega, naravno, izuzetna tvrdoća, koja je, sudeći po stopi habanja, 150 puta veća od korunda, a deset puta bolja od najboljih legura koje se koriste za izradu rezača. Zbog ovog svojstva, dijamant se koristi u bušenju stijena.

Geolozi su po prvi put počeli koristiti prirodne dijamante u bušenju za jezgrene bitove oko 1910. godine, uz pomoć takvih bitova napravljene su prstenaste rupe u stijeni, kroz koje su vađene jezgre - uzorci stijena za analizu. Dijamantska svrdla su prvi put uvedena za bušenje naftnih bušotina ranih 1920-ih i od tada se široko koriste. Za bitove se koriste prirodni dijamanti ne tehnički, već kvalitet dragulja, koji se obrađuju na posebnu veličinu i daju ispravan, zaobljen oblik.

Izuzetna tvrdoća dijamanata čini ih pogodnim za mašinska obradaširok izbor materijala, za povlačenje (izvlačenje) tanke žice, kao abraziv itd. .

Više od polovine industrijske proizvodnje dijamanata odlazi na proizvodnju specijalnih alata za prerađivačku industriju. Upotreba dijamantskih glodala i svrdla za obradu obojenih i crnih metala, tvrdih i supertvrdih legura, stakla, gume, plastike i drugih sintetičkih supstanci daje ogroman ekonomski efekat u poređenju sa upotrebom karbidnih alata. Izuzetno je važno da to ne samo da povećava produktivnost rada za desetine puta (kod tokarenja plastike, čak i stotine puta!), već istovremeno značajno poboljšava kvalitetu proizvoda. Površine obrađene dijamantskim rezačem ne zahtijevaju brušenje, na njima praktički nema mikropukotina, zbog čega se životni vijek dobivenih dijelova znatno povećava.

Gotovo sve moderne industrije, prvenstveno elektro, elektronska i instrumentalna, u ogromne količine koristite tanku žicu od raznih materijala. Istovremeno, postavljaju se strogi zahtjevi za kružni oblik i nepromjenjivost promjera poprečnog presjeka žice sa visokom završnom obradom površine. Takva žica od tvrdih metala i legura (volfram, hrom-nikl čelik, itd.) može se napraviti samo pomoću dijamantskih kalupa. Ladice su lamelarni dijamanti u kojima su izbušene najtanje rupe.

Dijamantski prah se također široko koristi u industriji. Dobijaju se drobljenjem niskog kvaliteta prirodni dijamanti, a izrađuju se i u posebnim preduzećima za proizvodnju sintetičkih dijamanata.

Dijamantski prah se koristi u tvornicama rezanja, gdje se svi dragulji, uključujući i dijamante, režu i poliraju, zahvaljujući čemu kamenje koje je do tada bilo obično postaje misteriozno blistavo ili zasljepljujuće blistavo dragulje na čiju jedinstvenu ljepotu niko neće ostati ravnodušan.

Dijamantski prah se koristi u dijamantskim listovima pile, malim dijamantskim burgijama, specijalnim turpijama i kao abraziv. Samo uz upotrebu dijamantskog praha bilo je moguće stvoriti jedinstvene bušilice koje stvaraju duboke tanke rupe u tvrdim i krhkim materijalima.

U dijamantu, pod djelovanjem nabijene čestice, nastaje svjetlosni bljesak i javlja se strujni impuls. Ova svojstva omogućavaju korištenje dijamanata kao detektora nuklearnog zračenja. Sjaj dijamanata i pojava impulsa električna struja kada se ozrače, to im omogućava da se koriste u brzim brojačima čestica. Dijamant kao takav brojač ima neosporne prednosti u odnosu na plin i druge kristalne uređaje.

U Rusiji je, nakon otkrića jakutskih nalazišta, stvorena industrija iskopavanja dijamanata. Također proizvodimo sintetičke dijamante u značajnom obimu. Danas pronalaze sve veća primena u različitim sektorima privrede.

Sintetizirani dijamanti nisu analogni prirodnim. To znači da u laboratorijskim uslovima još nije razvijena metoda za sintezu dijamanata slična onoj koja se ostvaruje u prirodi.

Sinteza umjetnih dijamanata prvi put je izvedena 1953. u Švedskoj i SAD-u, a 1959. u SSSR-u. Međutim, tada dobiveni kristali dijamanata mogli su se koristiti samo kao abrazivni materijal, jer veličina pojedinačnih kristala nije prelazila 0,8 mm i imali su nisku mehaničku čvrstoću. Sinteza velikih monokristala dijamanta, koja je realizovana mnogo kasnije, povezana je sa velikim tehničkim i ekonomskim poteškoćama. U tom smislu, najviše obećava tehnička primena je sferni (prečnik 6-7 mm) radijalno-radijalni oblik dijamanta ili bala, koji ima snagu čak i veću od monokristala dijamanta i najlakše ga je dobiti. Kao rezultat toga, glavni napori naučnog tima bili su usmjereni na sintezu ove modifikacije, koja je 1963. godine prvi put u svijetu dobijena na Katedri za fiziku i hemiju visokih pritisaka.

Pokazalo im se testiranje sintetičkih bala u opremi za bušenje visoka efikasnost pri bušenju bunara u raznim tlima, ali posebno široko sintetička bala sada se koristi za proizvodnju matrica za izvlačenje u proizvodnji žice.

Uporedo sa razvojem metoda za sintezu dijamanata, provode se studije fizičko-hemijskih svojstava nastalih supstanci i proučavanje mehanizma njihove sinteze. Poslednji problem je od najvećeg naučnog interesa.

Trenutno postoje tri glavne opcije za razmatranje mehanizma formiranja dijamanta - najjednostavnija, koja opisuje kristalizaciju dijamanta iz taline grafita u RT području stabilnosti dijamanata (> 100 kbar ~ 2000ºC) i dvije diskutabilne opcije - kristalizacija dijamanta. dijamant iz rastvora grafita u metalu - "katalizator" i fazni prelaz grafita u dijamant u čvrstoj fazi u prisustvu metala - "katalizatora". Oba posljednja procesa nastavljaju se dalje blagi uslovi(40-60 kbar, 1400-1600ºC) u poređenju sa "direktnim" faznim prelazom. Proučavanja mehanizma formiranja dijamanata prema diskutabilnim opcijama, sprovedena na katedri, pokazala su njihovu izjednačenu vjerovatnoću. Implementacija jednog ili drugog mehanizma u praksi će biti određena prirodom sirovine koja sadrži ugljik (na primjer, njegova sklonost grafitizaciji), ili prirodom metala katalizatora, na primjer, sposobnošću stvaranja karbida i stabilnost karbidnih oblika u RT oblasti sinteze dijamanata, ili neki drugi razlozi.

Prve procjene uslova za transformaciju grafita u dijamant, O.I. Leipunsky (1948) je pokazao da je takav prijelaz moguć pri pritisku P=6 GPa i temperaturi T=2300ºK. Trenutno se dijamanti sintetiziraju korištenjem različitih tehnologija određenih faznim dijagramom ugljenika u koordinatama pritisak - temperatura (P-T) u području termodinamičke stabilnosti dijamanta na R>4GPa, T>1270êK; pod metastabilnim uslovima za dijamant na P od 1 do 100 GPa i T od 870 do 1070ºK. U prvom slučaju, sinteza se odvija u kondenziranoj fazi (pritisci su ili statički ili dinamički). U drugom slučaju, formiranje dijamanata nastaje kao rezultat kondenzacije ugljika iz gasne faze.

Dakle, zbog jedinstvenih svojstava, a prije svega, izuzetne tvrdoće i otpornosti na habanje, prirodni i umjetni dijamanti su široka primena V moderne tehnologije i mehanizme. Ali najpoznatije i najpopularnije je korištenje prirodnih dijamanata za proizvodnju dijamanata i nakit. Dijamanti su i dalje najkupovanije drago kamenje. IN poslednjih godina Rusija drži rekordne pozicije u iskopavanju dijamanata (Dodatak 5). Samo u 2006. godini Rusija je izvezla dijamante u vrijednosti od 1,7 milijardi dolara, od čega je 78% otišlo u zemlje EU.

Sada je dobro poznato da je dijamant modifikacija ugljenika pod visokim pritiskom. Tehnički dijamanti se sada proizvode na ogromnim pritiscima (40-60 hiljada atmosfera) i temperaturama, tj. pod uslovima bliskim prirodni proces formiranje dijamanata sa stanovišta teorije plašta o porijeklu dijamanata.

Međutim, tokom istraživanja uspjeli smo otkriti da teorija plašta nije glavna naučni stavovi o problemu porijekla dijamanata. Štaviše, opisane su činjenice i procesi koji su u suprotnosti sa glavnim odredbama ove teorije. Do danas ne postoji niti jedna hipoteza koja bi u potpunosti i naučno pouzdano opisala proces prirodnog formiranja dijamanata.

Istovremeno, sve fizičko-hemijske karakteristike dijamanti su detaljno proučavani i opisani u naučnoj literaturi. Jedinstvena svojstva dijamanata omogućavaju upotrebu ovih minerala u različitim sektorima privrede. Najčistije i veliki dijamanti imaju veliku vrednost nakita.

Čini se da je brend De Beers odlučio slijediti poznati diplomatski princip “ako ne možete suzbiti pobunu, vodite je” i postati monopolist ne samo na tržištu prirodnih dijamanata, već i umjetno uzgojenog kamenja. Posebno u tu svrhu kreiran je brend Lightbox koji će prodavati nakit samo od kamenja uzgojenog u laboratorijskim uvjetima. Jednostavan, nepretenciozan dizajn, jeftin - za svaki dan.

"Sintetički dijamanti nisu ništa drugo do moda i moda", kaže Bruce Cleaver, CEO De Beers. “Nisu prikladni za proslavljanje značajnih događaja u vašem životu koje biste željeli dugo pamtiti.” Odjekuju mu finansijski direktor Nimesh Patel: „Ovakvo kamenje nije nešto jedinstveno. Ako izgubite nakit od sintetičkih dijamanata, malo je vjerovatno da ćete biti jako uznemireni. Usput, ovo odlična alternativa ukrasiti dijete.

Generalno, kada su lansirali novi brend, zvučnici De Beersa učinili su sve što je bilo u njihovoj moći da reputacija laboratorijskih dijamanata padne ispod nigde. I to uprkos činjenici da je još u septembru 2017. kompanija službeno objavila da nikada neće prodavati umjetno uzgojene dijamante, što je jednostavno bilo razumljivo i razumljivo: inače bi to izgledalo kao kanibalizacija vlastitog poslovanja.

Postoje li razlike?

Tema umjetno uzgojenih dijamanata aktivno se zahuktava posljednje dvije godine. Jedino pitanje koje sve ovo vrijeme muči javnost je: “Po čemu se razlikuju od prirodnih?”

Tačan odgovor je praktično ništa. Čisti ugljenik. Kompresovani milionima godina geoloških procesa ili komprimovani taloženjem pare u laboratoriji. A direktno za formiranje dijamanta u prirodnom i umjetnom okruženju potrebno je otprilike isto vrijeme - dvije do tri sedmice. Sasvim prirodno tada je "malo" ležalo u zemljinoj kori. Hemijski sastav je isti. Kristalna struktura je ista. U pogledu vizualnog identiteta, bezbojni sintetički dijamanti ne mogu se razlikovati od prirodnih dijamanata čak ni stručnjak pod povećanjem od 15x. Uz posebnu obuku, može sumnjati - ali ne više.

"U stvari, ovo nije sasvim tačno", kaže nezavisni stručnjak za nakit koji je radio za De Beers 35 godina. “Prilikom rezanja, majstor lako razlikuje prirodni dijamant od laboratorijski uzgojenog dijamanta – za istrenirano oko struktura je primjetno drugačija.”

Zapravo, kako bi proučavao umjetne dijamante do svih detalja, De Beers je prije nekoliko godina u britanskom Berkshireu organizirao vlastitu laboratoriju Element Six za uzgoj i proučavanje sintetičkih dijamanata.

Dimitri Otis / gettyimages.com

Danas se većina dijamanata uzgojenih u laboratoriji pokušava predstaviti kao prirodni, što je zahtijevalo tako temeljito i skupo istraživanje od De Beersa.

Loša vijest je da ako umjetni kamen nisu otkrili stručnjaci na nivou proizvodnje nakita, onda to nećete moći utvrditi u radnji. Dobra vijest je da je malo vjerovatno da će to iko drugi učiniti, tako da nikad ne znate da ste prevareni. Ali sama mogućnost ne čini nervoznim toliko kupce koliko stručnjake i draguljare - na kraju krajeva, reputacija.

Koliko to košta?

Ali sada glavna tačka De Beers trik sa brendom Lightbox. Prije lansiranja brenda, nakit od umjetnih dijamanata prodavalo je nekoliko američkih kompanija (koje su ga i proizvodile), i to po cijeni samo 30% nižoj od prirodnog kamenja.

Glavna marketinška razlika i mamac za kupce bila je ekološka prihvatljivost i etičnost laboratorijskog kamenja. U svim ostalim aspektima, novi igrači su koristili istu ideju promocije („vrijednost za važne tačke life”), bliski dizajn, isti krojevi. Jednostavno rečeno, "sintetika" je pokušala da igra na terenu prirodnih dijamanata. Odnosno, tražio je dio debelog tržišta koje je De Beers hranio godinama skupih reklamnih kampanja, obrazujući kupce da ulažu u dijamante, plaćajući kamenje mnogo više od njihove stvarne vrijednosti.

"Sintetički" ili "odgajan"?

Sintetički dijamanti pojavili su se na tržištu u izuzetno nesretnom formatu reputacije: pokušavajući imitirati prirodne dijamante kao dio velike serije prirodnih malih dijamanata težine do jedan i po karata. I to, kao i svaka sitna prevara, nije mogla izazvati povjerenje u ideju u cjelini.

Kako god, umjetni dijamanti brzo porastao na male brendovi nakita za životnu sredinu i etiku. Najpoznatije od njih su Diamond Foundry (investitori Leonardo Di Caprio i Miroslava Duma), Orro, Gordan Max, Innocent Stone, Carat i desetak drugih. Većina proizvodnih pogona nalazi se u Americi i Aziji, iako postoji jedna poznata među profesionalcima laboratorija u Sestrorecku - ovdje je prije dvije godine uzgojen najveći umjetni plavi dijamant težine 5 karata.

Zajedničkim naporima ideja o osebujnoj jedinstvenosti i vrijednosti sintetičkih dijamanata uspjela je prenijeti novinarima koji su se dočepali ideje inovativnosti i etike, a potom i potrošačima.

Kompanije koje se bave rudarstvom dijamanata udružile su se u pokušaju da ubede javnost da sintetičko kamenje nema "ni dušu ni božanski dodir". Na tržište su puštene reklamne kampanje "Pravo je rijetko, pravi je dijamant". Istovremeno, reklama prikazuje kamen od 20 karata jedinstvene čistoće i transparentnosti, a sama reklamna kampanja, kako je razumijemo, namijenjena je kupcima sasvim običnih dijamanata do maksimalno dva karata, što se teško može klasifikovan kao retki. Ali evo paradoksa: što su zlatari i rudarske kompanije više govorili o razlici u svojstvima, "retkosti" i "jedinstvenosti" prirodnog kamenja, to su više doprineli popularizaciji sintetičkog. Do kraja godine, štampa je promijenila ton iz snishodljivog u uvažavajući: epitet "sintetički" s jasnom negativnom konotacijom zamijenjen je privlačnijim "od čovjeka". Dijamanti su bili ozbiljno zabrinuti.

Pokretanjem Lightbox-a, De Beers ima dva jednostavna cilja. Prvi je stvoriti sintetički dijamanti reputacija na nivou rhinestones - moderan, jeftin, neozbiljan. A drugo, mnogo važnije, je smanjenje njihove cijene. Ako su u posljednje dvije godine cijene sintetike bile 30% niže od tržišne vrijednosti prirodnog kamenja (dakle, na nivou berzanskih cijena), onda će Lightbox prodavati nakit po cijeni od 85-90% nižoj od cijene prirodnih dijamanata - 200 dolara po kamenu za četvrtinu karata i 800 dolara po karatu. Poređenja radi, prema Rappaport Bulletinu iz avgusta 2018., prirodni dijamant prosječnog kvaliteta od 0,5 karata košta oko 1.500 dolara, dok 1 karat košta između 4.000 i 6.000 dolara u zavisnosti od karakteristika. Dosadašnji plan De Beersa podsjeća na kratki pobjednički blickrig, ali vrijeme će pokazati.

Naučnici sa Svesaveznog istraživačkog instituta za sintezu mineralnih sirovina naišli su na neočekivani fenomen. konvencionalna metoda visokim temperaturama i pritiscima, uzgajali su umjetne dijamante. Ovoga puta svrha eksperimenata je bila da se otkrije kako višak azota utiče na svojstva dijamanta, a da bi se u buduće kristale unelo više azota, mešavini metala - ugljenika dodano je od 5 do 20% manganovog nitrida Mn 4 N. rastvarači.

Dobijeni kristali su zaista sadržavali više dušika nego inače (za dva ili tri reda veličine!). Ovo su bile prave umjetni dijamanti, međutim, monokristali savršen oblik, sa kubičnom rešetkom, bilo ih je vrlo malo. S druge strane, ispostavilo se da su skoro 20% svih dijamanata izrasline blizanaca, a ne pojedinačni kristali. Uočene su i neke anomalije u fizičkim karakteristikama, posebno slaba anizotropija (nehomogenost) optičkih svojstava.

Većina "odstupanja od norme" objašnjava se naponima koji su nastali u kristalnoj rešetki zbog dodavanja dušika. Ali kako objasniti neobičnu boju većine kristala? Istraživači su dobili ne žute, kao i obično, već debele zelene prozirne umjetne dijamante.

Upotreba umjetnih dijamanata

Dijamantski rezač stakla

Korišćenje dijamanta za rezanje stakla je najviše drevni način praktična primjena ovog minerala. Najčešći alat za ovu svrhu je dijamantski rezač stakla, koji se sastoji od dijamantskog kristala izrezanog u obliku pravilne tetraedarske piramide, pričvršćene u metalni držač, i mesingani čekić sa drvenom drškom. Za proizvodnju rezača za staklo koriste se dijamanti težine 0,02-0,20 karata guste strukture bez nedostataka.
U zavisnosti od debljine stakla, koriste se različiti rezači stakla. Na primjer, staklorezači se koriste za rezanje stakla debljine do 5 mm, gdje je težina kristala od 0,02 do 0,12 karata, a debljine do 10 mm - od 0,12 do 0,20 karata.
Performanse dijamantskog rezača stakla su vrlo visoke. Dijamant težine 0,1 karat, na primjer, može izrezati 100.000 linearnih metara stakla. Rezači za staklo od tvrdog metala ne pružaju takve performanse.

dentalni instrument

Pored navedenih metoda tehničke primjene, dijamant se koristi i u medicini, uglavnom u liječenju zuba.
Zubna caklina je po tvrdoći bliska kvarcu. Stoga su za njegovu obradu potrebni vrlo tvrdi materijali. Primijenjeni alati sa silicijum karbidom imaju nedovoljnu tvrdoću; osim toga, uzrokuju bol. Upotreba dijamantskih alata otklanja ove nedostatke.
To stvara mogućnost značajnog povećanja broja okretaja svrdla za obradu zuba sa malom silom pritiska na njega. Bol kada koristite dijamantski alat su svedene na minimum.
Ukratko smo govorili o najvažnijim oblastima primjene dijamanata u tehnologiji. Međutim, time se ne iscrpljuju sva područja njegove upotrebe. Dijamant se koristi u mnoge druge svrhe, a ovo područje njegove upotrebe se svake godine povećava.
Upotreba dijamanta u inženjeringu omogućava drastično povećanje produktivnosti rada i smanjenje troškova proizvodnje, olakšavanje procesa automatizacije proizvodnje, dobijanje detalja izuzetne preciznosti i čistoće završne obrade, te uštedu ogromnih količina novca.
Konačno, čovjek je našao pravo mjesto u životu za dijamant, natjerao ga da radi za sebe. A za nas je sada dijamant u kombinezonu mnogo vredniji od dijamanta u svetlucavoj kruni.

Dijamantski crtež

Proces izvlačenja je metoda obrade metala pritiskom, koja se sastoji u provlačenju valjanih, rjeđe kovanih, okruglih ili oblikovanih proizvoda kroz rupu čiji je poprečni presjek manji od poprečnog presjeka originalnog proizvoda. Kao rezultat crtanja, poprečne dimenzije proizvoda se smanjuju, a dužina se povećava. Ovaj proces se posebno široko koristi za proizvodnju tanke obojene žice. Razmatrana metoda obrade metala bila je poznata još 3-3,5 hiljade godina prije nove ere. U ta daleka vremena crtanje se koristilo za izradu zlatne i srebrne žice za nakit. Takva žica se zvala sveća. Odavde je izraz “povući gimp”, odnosno polako, monotono raditi neki posao, čvrsto ušao u našu svakodnevicu.
Ovaj izraz je objašnjen tehnologijom izrade žice u antičko doba. Tada se sva oprema sastojala od daske za crtanje, pričvršćene između dva stuba, i hvataljki, koje su bile vezane za pojas radnika koji je sjedio u kolevci koja se ljulja. Radnik se privukao do pregrade, uhvatio kleštima za kraj žice koja je kroz njega provučena, naslonio savijene noge na stupove i, ispravljajući ih, razvukao žicu. Zamahnuo je dok nije izvukao žicu željenog prečnika i veličine.
Da bi se izvukla žica željenog promjera, kalupi moraju biti izrađeni od vrlo čvrstog materijala koji se teško deformiše. Matrice su bile napravljene od tvrdih legura, koje nisu mogle dugo izdržati naprezanje i brzo su otkazale.
Uvođenjem dijamanata u tehniku izvlačenja tanke žice počele su se koristiti dijamantske matrice (matrice). Kroz takve kalupe postalo je moguće izvući žicu tačnog promjera - od 0,001 do 2 mm.
Upotreba dijamantskih matrica omogućava visoka kvaliteta površine i tačnosti prečnika izvučene žice, jer je dijamant teško brusiti. Uz dijamantsko crtanje, možete dobiti tanku žicu promjera 9-10 mikrona. Trajnost dijamantskih matrica je 100-300 puta veća od izdržljivosti karbidnih kalupa, ovisno o prečniku matrice. Prilikom izvlačenja bakarne žice, trajnost dijamantskih matrica, izražena u kilometrima izvučene žice, iznosi 25-30 hiljada km, dok je izdržljivost karbidnih kalupa samo 100 km. Kroz jednu dijamantsku matricu možete protegnuti žicu takve dužine koju možete zaokružiti zemlja nekoliko puta oko ekvatora.
Dijamantska matrica je dijamantski kristal rezan duž tri ravni, pričvršćen u metalni okvir, sa kanalom izbušenim u sredini i poliranim.
Težina dijamanta za matricu odabire se ovisno o promjeru njihovih rupa. GOST 6271-60 utvrđuje težinu kristala matrice.
Izvlačenje žice u domaćim pogonima vrši se na pojedinačnim i višestrukim mašinama za izvlačenje. U prvom se žica provlači kroz jednu matricu, a u drugoj kroz nekoliko uzastopno raspoređenih kalupa. Najčešći su višestruke mašine za crtanje, koje karakteriše visoka produktivnost.

Dijamantski savjeti

Savremeni nivo mašinstva karakteriše upotreba velika raznolikost materijali visoke čvrstoće i otpornosti na habanje. Njihova bitna kvaliteta je tvrdoća. Stoga se u industriji vezanoj za preradu metala i minerala najviše koriste ispitivanja tvrdoće.
Za određivanje tvrdoće metala i minerala koristi se nekoliko metoda. Prema Brinell i Rockwell metodama, ispitivanje se provodi utiskivanjem čelične kugle u materijal koji se ispituje; prema Vickers metodi, u tu svrhu koristi se dijamantski kristal u obliku piramide; prema Mohsovoj metodi, tvrdoća se određuje grebanjem minerala, metala i minerala, utvrđuje se njihova otpornost na deformaciju kada se utisne kugla ili piramida. U tom slučaju dolazi do određene deformacije ne samo u materijalu koji se ispituje, već iu materijalu koji se ispituje. Dijamant nije podložan deformaciji i stoga ispunjava zahtjeve za projektovanje instrumenata za određivanje tvrdoće minerala i metala.

Umjetni dijamant u doslovnom smislu je umjetni dijamant brušen na odgovarajući način. Vjeruje se da karakteristike umjetnih dijamanata nisu inferiorne od stvarnih.

IN figurativno umjetni dijamanti su razne zamjene za dragi kamen sa manje vrijednim, sličnim dijamantu po boji, preljevu, sjaju. Ove zamjene za prirodni dijamant uključuju sintetički kubni cirkonij, moissanite, Swarovski kristali i sl. Koriste se u svrhu nakita, ali nemaju svojstva pravog dijamanta.

U nekim slučajevima je uloga imitacije dijamanta prirodni kristali, na primjer, žuti beril kamen (ako želite imitirati žute dijamante), bezbojni safir ili drugi prirodni gems. Koštaju manje od dijamanta.

Upotreba imitacije ili umjetno uzgojenih dijamanata u nakitu ne smatra se lažnom ako prodavač napiše ove podatke na oznaci cijene.

Istovremeno, cijena ne mora uvijek biti niža - cijena umjetnih dijamanata uporediva je sa pravim dijamantom.

Pripovijetka

Prvi izvještaji o proizvodnji umjetno uzgojenih dijamanata počeli su stizati u svjetsku naučnu zajednicu već godine kasno XIX veka, ali većina njih je bila lažna.

Dobiveni kristali, za razliku od prirodnih, razlikovali su se po drugačijem hemijskom sastavu, nisu se sastojali od ugljika i nisu imali svojstva dijamanta, što prvenstveno uključuje:

najveća tvrdoća među svim poznatim supstancama je 10 prema Mohsu;
visoka toplinska provodljivost;
visoka disperzija svjetlosti;
nisko termičko širenje;
hemijska inertnost;
nizak koeficijent trenja;
visok električni otpor.

Jednostavno rečeno, dijamant je najtvrđi dielektrik na svijetu (tvar koja ne propušta struju), koji se vrlo brzo zagrijava, ali se praktički ne širi od zagrijavanja.

Prirodni dijamant je inertna supstanca koja ne reaguje sa alkalijama i kiselinama u normalnim uslovima.

Na visokim temperaturama, dijamant bukti i izgori, pretvarajući se u grafitnu čađ.

Ironično, dijamant je napravljen od ugljenika, iste supstance kao i grafit, koji ima Mohsovu tvrdoću 1. Svojstva dijamanta su posljedica različite atomske strukture.

Prvi put pravi dijamanti su dobijeni u Švedskoj 1953. godine. Tehnologije sinteze dijamanata izmišljene u to vrijeme bile su zasnovane na reprodukciji prirodnih uslova za nastanak ovog minerala. Trebalo je rekreirati visokog pritiska i temperatura - 60 hiljada atmosfera i 1,5 hiljada stepeni Celzijusa da bi se dobila savršena dijamantska struktura.

Proizvodne tehnologije

U ovom trenutku, pravi umjetni dijamanti, čije rezanje ih pretvara u briljante, uzgajaju se na dvije glavne metode. Zovu se HPHT i CVD metode, respektivno.

Prvo ime je engleska skraćenica, u prijevodu znači "visok pritisak, visoka temperatura". Ova metoda se može koristiti za dobijanje pravilnih kubnih ili dodekaedarskih kristala.

Suština metode: gredica izrađena od grafita i posebno odabranog metala niskog topljenja stavlja se u strukturu od nekoliko višetonskih preša, stiskajući je sa svih strana i istovremeno zagrijavajući. Metal se topi, grafit se u njemu otapa, višak metala se uklanja, a pri daljnjoj kompresiji nastaje dijamant.

Nedostatak ove metode je što je na istoj instalaciji moguće dobiti samo kristale iste veličine i oblika.

Metoda obrade visoke temperature i pritiska koristi se za industrijsko štancanje dijamanata.

CVD je skraćenica od "Chemical Vapor Deposition". Smisao fenomena je u rastu dijamantskog filma na vodikovo-ugljeničnom blanku. Ovdje su potrebni mnogo niži tlak i temperatura.

Kemijskim taloženjem moguće je dobiti i bezbojni dijamant i druge boje dodavanjem inkluzija određenih metala u plinsku komoru.

Nakon završetka procesa, rezultat je potrebno polirati i rezati, ali na ovaj način možete dobiti čak i umjetni crni dijamant.

Postoji niz egzotičnijih načina za dobivanje sintetičkih dijamanata, na primjer, sinteza detonacijom eksploziva koji sadrži ugljik, i sonikacija - ultrazvučna kavitacija.

Međutim, takvim metodama se mogu proizvesti samo nano- i mikrokristali, koji ne dosežu ni jedan karat. Koriste se u industriji, na primjer, za proizvodnju reznih alata obloženih dijamantom.

Samo 2-3% svih dijamanata dobijenih u fabrici ili u laboratoriji se reže kao dijamanti i koriste za nakit. Industrija uzima većinu sintetičkih kristala.

Ipak, nastala je moda nakita za nakit s umjetnim dijamantima. Širio se uglavnom među sljedbenicima Greenpeacea.

Boje umjetnih kristala

Dijamanti proizvedeni CVD ili HPHT metodom najčešće su ili bezbojni ili imaju plavu ili žutu nijansu.

Takve boje se dobijaju uvođenjem bora (plava) ili azota (žuta) u reakciju. Zbog toga je teško uzgojiti potpuno bezbojni dijamant visoke čistoće veliki broj azota u atmosferi. Rekord je postavljen 2015. godine, a težina dobijenog kristala bila je nešto više od 10 karata.

Umjetni dijamant se naziva kultivirani, a ne sintetički, jer prema hemijski sastav, svojstvima i karakteristikama, potpuno je identičan prirodnom. Metode sinteze podrazumijevaju drugačiju strukturu dobijenih uzoraka.

Tržište dijamanata uzgajanih u laboratoriji radi legalno.

Postupno se uvodi pravilo - o proizvodima sa uzgojenim zamjenama prirodnog kamena veštački uslovi, laserskim graviranjem se vrši odgovarajuća oznaka koja sadrži naziv proizvođača i serijski broj dijamant. Ovu praksu je već uvela proizvodna kompanija Gemesis iz SAD-a.

Umjetni dijamant možete razlikovati od prirodnog uz pomoć posebnih testera koji sijaju kroz kamen ultraljubičastim, infracrvenim ili rendgenskim zracima.

Njihov spektar sadrži mala količina nečistoće dušika ili metala, nekarakteristične za tvorevine prirode.

Astrološko značenje

Budući da su umjetni dijamanti potpuno identični prirodnim, mogu ih nositi isti znakovi zodijaka kojima odgovara prirodni dijamant. Ovo je kamenje Vatre, i oni "vole" uglavnom ljude svog elementa - Strijelca, Lavova i Ovna. Među njima, dijamant, uključujući i umjetni, posebno izdvaja Ovna.

Nošenje dijamantskog nakita je kontraindicirano za antipode Vatre - znakove elemenata Vode, posebno Riba.

horoskopski znak	Kompatibilnost
Ovan	+++
Bik	+
Blizanci	+
Rak	+
lav	+
Djevica	+
Vage	+++
Škorpion	+
Strijelac	+
Jarac	+
Vodolija	+
Riba	+

("+++" - savršeno pristaje, "+" - može se nositi, "-" - kategorički kontraindicirano)

Diamond Substitutes

IN posao sa nakitom"kralj dragulja" ima nekoliko sličnosti prirodnog i sintetičkog porijekla.

Koriste se legalno iu tom slučaju relevantni podaci su navedeni na cjeniku, a cijena se proporcionalno snižava. Nažalost, zbog visoke cijene dijamanata i dijamanata, njegove sličnosti se koriste za pravljenje lažnjaka.

Glavni analozi dijamanta:

gerkmeyer - kristal kvarca, prirodno sličan brušenom dijamantu, iskopanog u SAD-u;

prirodni i sintetizirani rutil;

Rutil prirodnog porijekla

bezbojni safir;

korundolit (vrsta spinela);

Korundolit, vrsta spinela

stroncij titanat;

itrijum aluminijski granat;

rhinestone;

cirkon;

kubni cirkonij;

moissanite;

Swarovski kristali.

Najjeftiniji falsifikati su napravljeni od stakla, ali su sve rjeđi i rjeđi jer ih lako prepoznaju čak i draguljari amateri.

Najčešći

Cubic Zirkonia i Moissanite su dobili najveću popularnost na tržištu minerala koji najviše imitiraju dijamant.

Kubični cirkonij je 100% sintetizirana supstanca koja se ne pojavljuje u prirodi.

To je cirkonij, rijedak metal. Cirkonijum se vadi iz cirkonskog kamena, koji se naziva " mlađa braća dijamanti".

Kubični cirkonijum je prozirni kristal sa indeksima disperzije i prelamanja sličnim dijamantu. Ima dijamantski sjaj. Naziv je uobičajen u Rusiji, dolazi od naziva instituta (FIAN), gdje je ova supstanca prvi put sintetizirana. U inostranstvu se naziva cirkonit. Stoga često nastaje zabuna - proizvod kemijske sinteze fianita se miješa s metalnim cirkonijumom i prirodni kamen- cirkon, također spolja sličan žućkastom dijamantu.

Zlatari razlikuju kubični cirkonij od dijamanta po masi - cirkonit ima više, a također i po toplinskoj provodljivosti - mnogo je manja od dijamanta. Tvrdoća mu je ispod dijamanta, gornja granica je 8,5 prema Mohsu.

Moissanite - prirodni mineral, nazvan po svom pronalazaču Henriju Moissanu.

Sa hemijske tačke gledišta, ovo je silicijum karbid, takođe je karborund. Unatoč činjenici da je otkriven kao prirodna supstanca, u prirodi se nalazi rijetko kao dijamant. Ali je lako sintetizirati.

Srebrne minđuše sa moissanitom

Sintetizirani moisanit se često koristi kao alternativa dijamantu ili kubnom cirkoniju. Tvrdoća - do 9,25 Mohs. Jednom izrezan, sjaji više od bilo kojeg od ovih kristala. Indeksi prelamanja su mu veći od onih kod dijamanta, ali može imati dvolomnost (cijepanje zraka koji prolazi kroz kristal na dva dijela), što nikada nije slučaj sa dijamantom.

Može se razlikovati od rezanog dijamanta po dvolomnosti, zelenkasto-sivom sjaju linije i višoj električnoj provodljivosti od dijamanta. Također se detektuje ultraljubičastim zračenjem, u kojem moissanit svijetli narančasto-crvenom bojom.

Treći široko rasprostranjeni analog dijamanta su visokokvalitetni rhinestones, koji se izrađuju od olovnog stakla ili akrilnog polimera, rjeđe od gorskog kristala.

Najkvalitetnije kamenčiće izrađuju Swarovski u Austriji i Preciosa u Češkoj.

Pokušaji stvaranja laboratorijskog dijamanta traju još od 1950-ih, ali prava revolucija se događa pred našim očima. Iza U poslednje vreme dvije glavne tehnologije su se značajno poboljšale: stvaranje dijamanata pod uvjetima najviša temperatura i pritisak (HPHT) i hemijsko taloženje pare (CVD), kada se plazma atoma ugljenika iz kojih atomi kondenzuju sloj po sloj na podlogu, formirajući dijamant. HPHT tehnologija već proizvodi dijamante od 5 karata. Od 2003. godine, CVD tehnologija je prešla put od stvaranja vrlo malih dijamanata od 0,3 karata do potpuno prozirnog kamenja od 3 karata sa vrlo dobrim optičkim svojstvima. Dijamanti stvoreni CVD tehnologijom praktički nemaju strane nečistoće, poput dušika ili bora, što im daje prednosti čak i u odnosu na prirodne dijamante za industrijsku i juvelirsku primjenu.

Zajedno s poboljšanjem kvalitete i veličine laboratorijskih dijamanata posljednjih godina, start-upovi iz Doline su ušli u utrku s višemilionskim ulaganjima u marketing i slavne ličnosti među dioničarima. Bili su u mogućnosti da ulože ogromne količine novca kako bi potkopali poziciju prodavača prirodnih dijamanata. Analitičari predviđaju da će tržište dijamanata uzgojenih u laboratoriji rasti za oko 7,4% godišnje, sa 16,2 milijarde dolara u 2015. na 27,6 milijardi dolara do 2023. godine.

Manje je vjerovatno da će mediji sintetičke dijamante označiti kao lažne, a industrija prirodnih dijamanata mora izdavati sve naprednije uređaje za otkrivanje umjetno uzgojenog kamenja: DiamondCheck, DiamondSure i DiamondView. Međutim, čak ni najmoderniji GIA skeneri ne mogu uvijek razlikovati umjetno stvoreno kamenje od prirodnog.

Do sada umjetno uzgojeni dijamanti zauzimaju 1-2% tržišta, ali bi u budućnosti njihov udio mogao značajno porasti, prema prognozama stručnjaka, do dominantnog. Istovremeno, već danas više od 95% dijamanata koji se koriste u industriji uzgaja se u laboratoriji (ostatak se prodaje za upotrebu u nakitu).

Koja je razlika između prirodnih i sintetičkih dijamanata?

Jedna od značajnih razlika između prirodnih dijamanata su defekti u kristalnoj rešetki, koji kamenju daju boju. Na primjer, žuta je posljedica inkluzija atoma dušika, smeđa i roza nijansa kamen - posljedice zakrivljenosti kristalne rešetke. Istovremeno, kontrolom procesa stvaranja moguće je postići kristalnu rešetku blisku idealnoj u umjetnim dijamantima, a čistoća sadržaja ugljika u njima može doseći i do 99,999%.

Ali ako su parametri jasnoće posebno važni za B2B primjenu dijamanata, onda za kamenje za nakit teško da se čistoća kamena može nazvati odlučujućim faktorom. Radije ovdje ključnu ulogu ostaje iza cijene i marketinga.

Kada će se veštački dijamant naći na policama zlatara?

Postoji nekoliko prepreka za povećanje udjela sintetičkih dijamanata na tržištu nakita. Mnoge svjetske kuće za nakit ne razumiju da se dijamant uzgojen u laboratoriji može prodati kao samostalan proizvod. Umjesto toga, oni ih prodaju pod krinkom da su prirodni. Često nisu krivi ni prodavci.

Beskrupulozni dileri kupuju umjetne dijamante kako bi "pomiješali" kamenje uzgojeno u laboratoriji sa pravim. U slučaju veličine dijamanta do 0,3 karata, vrlo je teško razlikovati kamen uzgojen u laboratoriji od prirodnog, a to je ono što oni koriste.

Kako bi se izbjeglo krivotvorenje, velike mreže (Tiffany, Cartier i druge) striktno prate cijeli lanac opskrbe, od vađenja kamena do umetanja.

Mislim da je jedan od razloga zašto prodavači nisu spremni staviti umjetno kamenje na policu pored prirodnog, nevoljkost da se stvori tržište od nule. Startapi kao što su Diamond Foundry ili Ada Diamonds preuzeli su ovaj zadatak. Ulažu milione dolara u marketing i privlače vrhunske zvijezde da pokažu tržištu da se umjetni dijamanti mogu staviti na police pored prirodnih. Ideja laboratorijskih proizvođača dijamanata je stvaranje novog tržišta umjesto direktne konkurencije rudarskoj industriji. Ako mreže nakitaće jasno razlikovati sintetičko kamenje od prirodnog, tada kupac ima izbor: kupiti prirodni kamen skuplji ili sintetički - jeftiniji. Razlika u cijeni bit će cijena za emocionalnu komponentu.

Dva različita tržišta i proizvoda

Važno je shvatiti da je pojava na tržištu dvije vrste kamena - umjetnog i prirodnog - usmjerena na dva fundamentalno različita tržišta. Sa različitom publikom i različitim pozicioniranjem i marketingom.

Stoljeće istorije i potpuno drugačije marketinške poruke uloženo je u tradicionalnu industriju vađenja i prerade dijamanata. Čini se nevjerovatnim, ali pozicioniranje dijamanta kao bezuvjetnog atributa luksuza postalo je sistematski rad svih istih kompanija za rudarenje dijamanata. Još 50-ih godina prošlog veka, De Beers je počeo da vodi marketinšku politiku kako bi stvorio jedinstveno pozicioniranje za dijamant: dijamant je neophodan atribut koncepta "ljubav", dijamant je "zauvek". Dovoljno je prisjetiti se sedmog filma o Džejmsu Bondu, koji se zvao “Dijamanti su zauvijek” (De Beers slogan). At vještačko kamenje drugačiju filozofiju i vrijednosti koje se moraju kreirati od nule.

Kako bi se suprotstavila marketinškoj mašini rudara dijamanata, Diamond Foundry pogađa jednu od glavnih "bolnih točaka" rudara dijamanata: na prijedlog jednog od dioničara kompanije, glumca Leonarda DiCapria, govore o problemima ilegalnog iskopavanja dijamanata u nepovoljnim regijama svijeta (Sijera Leone, Angola, Kongo). I ukazuju na neetičku prirodu procesa iskopavanja dijamanata.

Glavna prepreka masovnoj pojavi takvih kompanija kao što je Diamond Foundry je visok prag za ulazak na tržište. Prema našim procjenama, u jednu od prvih ruskih kompanija koja je izašla na svjetsko tržište, NDT (New Diamond Technologies, koje stvaraju dijamante po HPHT metodi), uloženo je najmanje 60 miliona dolara - oko 100 miliona dolara. Čak i pokretanje istraživačkog centra za kompaniju koja radi na CVD tehnologijama procjenjujemo na više od 15 miliona dolara.

Zbog velikih ulaganja u istraživanje i razvoj, tehnologiju sintetičkih dijamanata zapravo posjeduje samo desetak kompanija širom svijeta. Svi se nalaze u SAD-u, Singapuru, Kini i Rusiji. Ulazak na tržište umjetnih dijamanata je skup i težak, ali to je jedno od onih tržišta vrijednih više milijardi dolara na kojima ruske laboratorije i industrije imaju šansu da dobiju značajan udio.