Fitness i zdrowy styl życia 

Producenci sztucznych diamentów. Diamenty sztuczne: nazwa, proces produkcji i koszt diamentów syntetycznych. Charakterystyka porównawcza kamieni

Minerały i minerały mają tendencję do kończenia się we wnętrzu ziemi. Ale ludzie mają potrzebę używania różnych minerałów, w tym diamentów. Dlatego wraz z rozwojem technologii zaczyna się rozwój i przejście do sztucznego wydobywania kamieni. Sztuczne diamenty są dziś praktycznie nie do odróżnienia od naturalnych minerałów. Kamienie ze względu na swój wygląd są trudne do rozróżnienia nawet dla gemmologów, co wskazuje na duże podobieństwo.

Sztuczny diament

Cenne właściwości diamentu

Oczywiście nawet rozwój sprzętu i technologii nie stał się jeszcze powodem całkowitego przejścia z kamieni naturalnych na diamenty syntetyczne. Do tej pory firmy, które hodują diamenty w laboratoriach kierują się zasadą „dwa z trzech”:

  • jakość;
  • Rozmiar;
  • rentowność.

W trakcie procesu wybierane są dwa z trzech kryteriów, ale dopóki nie zostanie osiągnięty limit lub ideał, naukowcy mają do czego dążyć.

Większość ludzi postrzega surowe diamenty w sklepach jako polerowane diamenty. Kamienie są oprawiane w metale szlachetne i działają jak kosztowna biżuteria.

Pod względem składu chemicznego diament to węgiel o specjalnej strukturze sieci krystalicznej. Dokładne pochodzenie minerałów nie jest znane. Istnieje nawet teoria o kosmicznym pochodzeniu diamentów. Zapewne dlatego trudno jest w laboratorium całkowicie powtórzyć lub odtworzyć obraz formowania się kamienia.

Pierwsze próby syntezy kamienia rozpoczęły się po zbadaniu struktury diamentu - jest on bardzo gęsty, sieć krystaliczna składa się z atomów połączonych kowalencyjnymi wiązaniami sigma. Łatwiej jest zerwać te więzy niż je tworzyć.

Pomimo tego, że jest biżuterią numer jeden, kamień jest używany na wiele sposobów poza biżuterią. To właśnie ten czynnik skłonił naukowców do syntezy sztucznych kamieni. Ponadto diament posiada unikalne właściwości pod względem chemicznym i fizycznym:

  • Najwyższa twardość (10 na 10 w skali Mohsa). Nawet skład stopowy stali nie jest tak twardy jak diament.
  • Temperatura topnienia substancji to 800-1000 stopni Celsjusza z dostępem do tlenu i do 4000 stopni Celsjusza bez dostępu do tlenu, z dalszą przemianą diamentu w grafit.
  • Diament jest używany jako dielektryk.
  • Minerał ma najwyższą przewodność cieplną.
  • Kamień ma luminescencję.
  • Minerał nie rozpuszcza się w kwasie.

Wejście na rynek diamentów syntetycznych może nastąpić z dnia na dzień i być niespodzianką. Branża diamentowa ulegnie zmianom, a sprzedaż spadnie. Półprzewodniki będą wykonane z kamienia. Ze względu na wysoką temperaturę topnienia półprzewodniki diamentowe mogą być podgrzewane do wyższych temperatur niż krzem. W temperaturze około 1000 stopni Celsjusza krzem w mikroukładach zaczyna się topić i wyłącza, podczas gdy diament nadal pracuje.

Sztuczny diament jest bardzo przydatny w nauce i przemyśle. Wśród naukowców zajmujących się syntezą diamentów dla przemysłu rozpowszechnione jest powiedzenie: „Jeśli nic nie można zrobić z diamentu, zrób z niego diament”.

Metody tworzenia substancji

Pierwsze próby uzyskania sztucznych diamentów rozpoczęły się pod koniec XVIII wieku, kiedy to poznano skład kamienia, ale technologia nie pozwoliła na odtworzenie wymaganej temperatury i ciśnienia do powstania minerału. Dopiero w latach pięćdziesiątych XX wieku próby syntezy substancji zakończyły się sukcesem. Wśród krajów uprawiających diamenty znalazły się USA, RPA, Rosja.

Sprzęt do tworzenia sztucznych diamentów

Pierwsze diamenty syntetyczne były dalekie od ideału, ale dziś kamienie są praktycznie nie do odróżnienia od diamentów naturalnych. Proces uprawy jest pracochłonny i kosztowny finansowo. Istnieje kilka opcji i form syntezy diamentów:

  • Sposób wytwarzania diamentów HPHT. Ta technika jest zbliżona do warunków naturalnych. Przy nim konieczne jest obserwowanie temperatury 1400 stopni Celsjusza i ciśnienia 55 000 atmosfer. W produkcji wykorzystywane są diamenty nasienne, które osadzane są na warstwie grafitu. Wielkość pestek ma średnicę do 0,5 milimetra. Wszystkie komponenty umieszczane są w specjalnym urządzeniu przypominającym autoklaw w określonej kolejności. Najpierw umieszcza się bazę z nasionem, następnie stop metalu, który jest katalizatorem, a następnie prasowany grafit. Pod wpływem temperatury i ciśnienia kowalencyjne wiązania pi grafitu zamieniają się w wiązania sigma w diamencie. Metal topi się przy tym, a grafit osadza się na nasionach. Synteza trwa od 4 do 10 dni, wszystko zależy od wymaganej wielkości kamienia. Nie ujawniono pełnego potencjału tej techniki i nie wszyscy naukowcy ufali tej technologii, dopóki nie zobaczyli, jak powstały duże kryształy jakości klejnotów. Krój otrzymanych kamieni jest taki sam.
  • Synteza diamentów CVD. Skrót oznacza osadzanie z fazy gazowej. Druga nazwa procedury to synteza filmu. Technologia jest starsza i bardziej sprawdzona niż produkcja HPHT. To ona tworzy diamenty przemysłowe, które można wykorzystać nawet do ostrzy w mikrochirurgii. Technologia wymaga również podłoża, na którym umieszczane jest ziarno diamentu, a wszystko to znajduje się w specjalnych komorach. W takich komorach powstają warunki próżni, po których przestrzeń wypełnia się gazami wodorowymi i metanowymi. Gazy są ogrzewane promieniami mikrofalowymi do temperatury 3000 stopni Celsjusza, a węgiel znajdujący się w metanie osadza się na podstawie, która pozostaje zimna. Syntetyczny diament stworzony w tej technologii jest czystszy, pozbawiony zanieczyszczeń azotowych. Ta technika zastraszyła większość obaw związanych z wydobywaniem kamienia w naturze, ponieważ jest w stanie wytworzyć czysty i duży kryształ. Taki kamień praktycznie nie będzie miał zanieczyszczeń metalicznych i trudniej będzie go odróżnić od naturalnego. Diamenty uzyskane tą technologią mogą być wykorzystane w komputerach jako półprzewodnik zamiast płytek krzemowych. Ale w tym celu konieczne jest udoskonalenie techniki uprawy, ponieważ wielkość uzyskiwanych diamentów jest nadal ograniczona. Dziś parametry tablic sięgają 1 centymetra, ale za 5 lat planowane jest osiągnięcie 10-centymetrowego paska. A koszt karata takiej substancji nie przekroczy 5 USD.
  • Metoda syntezy wybuchowej to jeden z najnowszych pomysłów naukowców na otrzymanie sztucznego diamentu. Technika umożliwia uzyskanie sztucznego kamienia w wyniku detonacji materiałów wybuchowych i późniejszego schłodzenia po wybuchu. W efekcie kryształy są małe, ale metoda jest zbliżona do naturalnego tworzenia minerałów.

A ostatnio pojawił się kierunek, który pozwala tworzyć pamiątkowe diamenty. Ten trend pozwala na utrwalenie pamięci o człowieku w kamieniu. W tym celu ciało po śmierci jest kremowane, a z popiołów powstaje grafit. Ponadto grafit jest wykorzystywany w jednej z metod syntezy diamentów. Kamień zawiera więc szczątki ludzkiego ciała.

Ponieważ wszystkie metody są drogie, często w biżuterii nie stosuje się sztucznych substancji, ale podróbki lub inne rodzaje kamienia. Szkło diamentowe to najtańsza i najbardziej przestarzała praktyka. Do tej pory jest to nieskuteczne, ponieważ łatwo jest odróżnić oryginał od podróbki - wystarczy podrapać kamień lub spojrzeć na grę światła. Cyrkonie najczęściej sprzedawane są jako diamenty.

Perspektywy rozwoju syntezy diamentów

Przyszłość syntetycznego diamentu zaczyna się dzisiaj. Sztuczny minerał stał się symbolem czasu, a już wkrótce ludzie będą mieli dostęp do niedrogich i pięknych produktów. Ale podczas gdy technologie są na etapie rozwoju i doskonalenia. Na przykład laboratorium w Moskwie jest w stanie wyhodować do 1 kilograma diamentów rocznie przy użyciu powyższych technologii. Oczywiście to za mało, aby sprostać potrzebom branży. Dalsza obróbka wydobytych kamieni również wymaga czasu i sprzętu.

Dlatego na razie wydobycie diamentów odbywa się tradycyjnymi metodami i nikt nie odmawia zagospodarowywania nowych złóż, otwartych rur kimberlitowych. Gdy tylko pojawiła się produkcja sztucznych diamentów, De Beers – praktycznie monopolista na rynku diamentów – zaczął się martwić o swój biznes. Roczny obrót koncernu sięga 7 miliardów dolarów rocznie. Ale jak dotąd kamienie syntetyczne nie są konkurentami dla diamentów naturalnych, a ich udział w rynku sięga zaledwie 10%.

A także, wraz z syntezą, rozwinęła się gemmologia, która pozwala opowiedzieć o pochodzeniu kamienia. Diamenty syntetyczne można łatwo odróżnić od naturalnych. Jako znaki wyróżnia się:

  • inkluzja metali w kamieniach z laboratorium;
  • sektory wzrostu, które są określone w kolorowych diamentach;
  • inny charakter luminescencji diamentów.

Technologia i wiedza naukowców poprawiają się z każdym dniem. Proces został uruchomiony, pracują nad nim specjaliści. Wkrótce świat zobaczy wyniki i może nawet porzucić tradycyjne wydobycie diamentów z wnętrzności ziemi.

Biżuteria z brylantami to oczywiście marzenie każdej ambitnej damy. Jednak brak takiej biżuterii nie był powodem, dla którego wielu naukowców na całym świecie od dziesięcioleci szukało sposobu na wyprodukowanie sztucznego diamentu. Ma to kluczowe znaczenie w wielu gałęziach przemysłu (optyka, medycyna, mikroelektronika), a celem powstającej technologii było to, aby sztuczne diamenty nie tylko nie traciły właściwości naturalnego kamienia, ale przewyższały go doskonałością sieci krystalicznej.

Dziś znane są co najmniej cztery sposoby tworzenia sztucznego diamentu. Który z nich jest najbardziej progresywny, trudno powiedzieć, bo jeden jest za drogi, wadą drugiego jest brudny kolor kryształów, trzeci ma znaczną różnicę w stosunku do kryształów naturalnych. Dlatego technologia produkcji dobierana jest w zależności od przeznaczenia kamienia. Sieć krystaliczna naturalnego diamentu jest czworościanem, nie ma sobie równych pod względem siły, a zdolnością do załamywania światła znacznie przewyższa szkło: diament - 2,42, szkło - 1,8.

Jeśli weźmiemy pod uwagę najbardziej niezawodną metodę pozyskiwania diamentów syntetycznych, będzie to droga najbardziej zbliżona do warunków naturalnych. Jednak jest też najdroższy. Wysoki koszt przede wszystkim w samej instalacji - prasa o wysokim ciśnieniu. Umieszczono w nim cylinder, a w nim jest już specjalna komora wykonana z węglika tantalu z węglem krystalicznym (grafit). W ten sposób diament znajduje się w ziemi. Butla wyposażona jest w specjalne otwory, przez które doprowadzana jest woda pod wysokim ciśnieniem i przenikają czynniki chłodnicze.

W procesie wieloetapowej technologii grafit stanie się diamentem. Najpierw pod wysokim ciśnieniem dostarczany jest silny strumień wody, który kompresuje grafit. Następnie jest zamrażany do -12 stopni Celsjusza. Proces sprężania nie tylko nie zatrzymuje się w całym procesie technologicznym, ale wręcz przeciwnie, wzrasta w wyniku zamrożenia z 2-3 tys. atmosfer na początku do 20 tys. na końcu. Następnie na ułamek sekundy wpada prąd elektryczny, a na końcu lodowa brama zostaje rozmrożona i rodzi się sztuczny diament.

Powstały diament dokładnie powtarza naturalną sieć krystaliczną czworościanu, ale ma lekko brudny odcień. Jednak pod względem siły analog znacznie przewyższa ten naturalny. W ten sposób pozyskuje się kamień do celów technicznych. Inna technologia jest również dość prosta, gdy diamenty hoduje się w metanie bez dostępu powietrza. Niezbędny jest tutaj specjalny sprzęt. W rezultacie syntetyczny diament ma sześcienny kształt kryształu, absolutnie identycznej mocy, ale w kolorze czarnym.

Aby go uzyskać, naturalny diament zanurza się w niewielkich ilościach w specjalnym pojemniku aparatu, niczym ziarno. Jest podgrzewany i stopniowo zaczyna podawać węgiel (0,2% co godzinę). Technologia eksplozji zapewnia najczystsze diamenty w kolorze, wytrzymałości i kształcie kryształowej siatki. Do ich uzyskania używa się tego samego grafitu, który jest wstępnie podgrzewany i w momencie wybuchu zamienia się w wióry diamentowe. Precyzyjnie w okruchach, bo przy tej metodzie uzysk kryształów jest bardzo wysoki, ale okazują się one niewielkie.

Te same małe sztuczne diamenty uzyskuje się w niskich temperaturach. Technologia ta wykorzystuje specjalny katalizator metalowy, który może znacznie obniżyć ciśnienie i temperaturę. Z reguły w komorze umieszcza się grafit, rozpuszczalnik, żelazo, kobalt, nikiel. Diament „rośnie” warstwa po warstwie w międzywarstwie między świecącym grafitem a płytą katalizatora. W ten sposób pozyskuje się diamenty do celów technicznych. W każdym oddzielnym cyklu rośnie do 50 gramów.

Diamenty różnią się kolorem w zależności od użytego katalizatora. Tak więc zanieczyszczenie niklu daje zielony odcień, za pomocą berylu uzyskuje się niebieskie diamenty. Możesz uzyskać inne kolory: biały przezroczysty i matowy, żółty. Metoda niskotemperaturowa nadaje diamentom syntetycznym kwadratowy kształt. Siła jest wyższa niż w przypadku naturalnego diamentu. Jeśli włożysz do komory okruchy korundu wraz z chromem i użyjesz czystego korundu jako katalizatora, to na wyjściu uzyskasz idealny rubin.

Jeśli do tej kompozycji dodasz żelazo i tytan, możesz uzyskać szafir. Temperatura będzie wymagała 600 stopni Celsjusza, a ciśnienie tylko 1,5 tysiąca atmosfer. Nowoczesne technologie pozwalają więc na tworzenie kamieni szlachetnych, których ze względu na swoje cechy zewnętrzne nie sposób odróżnić od naturalnych nawet profesjonalny jubiler. Oczywiście, jeśli weźmiesz do ręki precyzyjne instrumenty, zanieczyszczenia można wykryć. Ale nie można tego zrobić gołym okiem.

Wszystkie powyższe technologie powstały dzięki wiedzy, że w istocie naturalny diament to po prostu węgiel. Węgiel drzewny i grafit to również czysty węgiel. Dlatego te ostatnie najczęściej przekształca się w drogocenne kryształy diamentu, stosując jedną z metod. Wiadomo, że węgiel może znajdować się w stanie stałym, gazowym i ciekłym. Badając czasową charakterystykę tych stanów oraz wykorzystując zmiany ciśnienia i temperatury, możliwe jest obecnie wytwarzanie sztucznych diamentów.

Próby stworzenia diamentu laboratoryjnego trwają od lat 50., ale prawdziwa rewolucja dokonuje się na naszych oczach. Ostatnio dwie główne technologie uległy znacznej poprawie: tworzenie diamentów w warunkach wysokiej temperatury i ciśnienia (HPHT) oraz chemiczne osadzanie z fazy gazowej (CVD), kiedy plazma atomów węgla, z której atomy kondensują warstwa po warstwie na podłożu, tworząc diament. Technologia HPHT już produkuje diamenty o masie 5 karatów. Od 2003 roku technologia CVD przeszła od tworzenia bardzo małych diamentów 0,3 karata do całkowicie przezroczystych kamieni 3 karatów o bardzo dobrych właściwościach optycznych. Diamenty wytwarzane w technologii CVD są praktycznie pozbawione obcych zanieczyszczeń, takich jak azot czy bor, co daje im przewagę nawet nad naturalnymi diamentami zarówno do zastosowań przemysłowych, jak i jubilerskich.

Wraz z poprawą jakości i wielkości diamentów laboratoryjnych w ostatnich latach, start-upy z Doliny weszły do ​​wyścigu z wielomilionowymi inwestycjami w marketing i celebrytów jako udziałowców. Byli w stanie zainwestować ogromne sumy pieniędzy, aby osłabić pozycję sprzedawców diamentów naturalnych. Analitycy przewidują, że rynek diamentów uprawianych w laboratoriach będzie rósł o około 7,4% rocznie, z 16,2 miliarda dolarów w 2015 roku do 27,6 miliarda dolarów w 2023 roku.

Coraz rzadziej media nazywają syntetycznymi diamentami podróbki, a przemysł diamentów naturalnych musi wypuszczać coraz bardziej zaawansowane urządzenia do identyfikacji sztucznie wyhodowanych kamieni: DiamondCheck, DiamondSure i DiamondView. Jednak nawet najbardziej zaawansowane skanery GIA nie zawsze potrafią odróżnić sztuczne kamienie od naturalnych.

Dotychczas sztucznie hodowane diamenty zajmują 1-2% rynku, ale w przyszłości ich udział może znacząco wzrosnąć, według prognoz ekspertów, aż do dominującego. Jednocześnie ponad 95% diamentów wykorzystywanych w przemyśle jest już uprawianych w laboratorium (reszta jest sprzedawana do wykorzystania w biżuterii).

Jaka jest różnica między diamentami naturalnymi a syntetycznymi?

Jedną z istotnych różnic pomiędzy diamentami naturalnymi są wady sieci krystalicznej, które nadają kamieniom ich kolor. Na przykład żółty jest konsekwencją rozprzestrzeniania się atomów azotu, brązowe i różowe odcienie kamienia są konsekwencją krzywizny sieci krystalicznej. Jednocześnie kontrolując proces powstawania, w sztucznych diamentach można osiągnąć sieć krystaliczną bliską ideałowi, a czystość zawartego w nich węgla może sięgać 99,999%.

Ale jeśli parametry czystości są szczególnie ważne dla wykorzystania diamentów B2B, to w przypadku kamieni szlachetnych, czystość kamienia trudno nazwać czynnikiem decydującym. Raczej cena i marketing są tutaj kluczowe.

Kiedy sztuczny diament trafi na półki sklepów jubilerskich?

Istnieje kilka przeszkód w zwiększaniu udziału diamentów syntetycznych w rynku biżuterii. Wiele światowych domów jubilerskich nie rozumie, że sztucznie wyhodowane diamenty mogą być sprzedawane jako samodzielny produkt. Zamiast tego sprzedają je pod przykrywką naturalnych. Często sprzedawcy nie są za to winni.

Pozbawieni skrupułów dilerzy kupują sztuczne diamenty, aby „zmieszać” kamienie wyhodowane w laboratorium z prawdziwymi. W przypadku diamentu o wielkości do 0,3 ct bardzo trudno jest odróżnić kamień wyhodowany w laboratorium od kamienia naturalnego, a tego właśnie używają.

Aby uniknąć fałszerstw, duże sieci (Tiffany, Cartier i inne) ściśle monitorują cały łańcuch dostaw, od wydobycia kamienia po intarsję.

Przypuszczam, że jednym z powodów, dla których sprzedawcy nie są gotowi umieszczać na półkach sztucznych kamieni obok naturalnych, jest ich niechęć do tworzenia rynku od zera. Tego zadania podjęły się takie startupy jak Diamond Foundry czy Ada Diamonds. Inwestują miliony dolarów w marketing i przyciągają najlepsze gwiazdy, aby pokazać rynkowi, że sztuczne diamenty można odłożyć na półkę obok naturalnych. Ideą laboratoryjnych producentów diamentów jest stworzenie nowego rynku zamiast bezpośredniego konkurowania z przemysłem wydobywczym diamentów. Jeśli łańcuchy jubilerskie zaczną wyraźnie odróżniać kamienie syntetyczne od naturalnych, kupujący będzie miał wybór: kupić kamień naturalny droższy lub syntetyczny - tańszy. Różnica w cenie zapłaci za składnik emocjonalny.

Dwa różne rynki i produkty

Ważne jest, aby zrozumieć, że pojawienie się na rynku dwóch rodzajów kamieni – sztucznego i naturalnego – skierowane jest na dwa zasadniczo różne rynki. Z różnymi odbiorcami i różnym pozycjonowaniem i marketingiem.

W tradycyjny przemysł wydobycia i obróbki diamentów zainwestowano stuletnią historię i zupełnie inne przekazy marketingowe. Wydaje się to niewiarygodne, ale pozycjonowanie diamentu jako bezwarunkowego atrybutu luksusu stało się systematyczną pracą wszystkich tych samych firm wydobywających diamenty. W latach 50. ubiegłego wieku De Beers zaczął prowadzić politykę marketingową, aby stworzyć jedno pozycjonowanie diamentu: diament jest niezastąpionym atrybutem pojęcia „miłość”, diament jest „na zawsze”. Wystarczy przypomnieć sobie siódmy film o Jamesie Bondzie, zatytułowany „Diamenty są wieczne” (slogan De Beers). Sztuczne kamienie mają inną filozofię i wartości, które trzeba tworzyć od podstaw.

Aby przeciwstawić się marketingowej machinie górników diamentów, odlewnia diamentów uderza w jeden z głównych „bolesnych punktów” górników: na sugestię jednego z udziałowców firmy, aktora Leonardo DiCaprio, rozmawiają o problemach nielegalnego wydobycia diamentów w mniej uprzywilejowanych regionach świata (Sierra Leone, Angola, Kongo). I wskazują na nieetyczny charakter samego procesu wydobycia diamentów.

Główną przeszkodą w masowym pojawieniu się firm takich jak Diamond Foundry są wysokie bariery wejścia. Według naszych szacunków, w jedną z pierwszych rosyjskich firm wchodzących na rynek światowy, NDT (New Diamond Technologies, tworzenie diamentów w oparciu o metodę HPHT) zainwestowała co najmniej 60 mln USD. tworząc diamenty) – około 100 mln USD. Szacujemy nawet uruchomienie centrum badawczego dla firmy pracującej nad technologiami CVD na ponad 15 milionów dolarów.

Ze względu na duże inwestycje w badania i rozwój, technologia produkcji diamentów syntetycznych jest w rzeczywistości własnością zaledwie kilkunastu firm na całym świecie. Wszystkie znajdują się w USA, Singapurze, Chinach i Rosji. Wejście na rynek sztucznych diamentów jest drogie i trudne, ale jest to jeden z tych wielomiliardowych rynków, na których rosyjskie laboratoria i przemysł mają szansę na znaczący udział.

Pytanie o to, że sztuczne kamienie nie mają właściwości naturalnych, zostanie pozostawione w innym artykule. Natychmiast zastanowimy się, jak i dlaczego dana osoba tworzy sztuczne diamenty.

Rodzaje sztucznych diamentów

Jak wiadomo, diament jest najtrwalszym z kamieni szlachetnych, na jego wytworzenie natura „spędza” co najmniej kilka tysięcy lat, a także „stosuje” wysoką temperaturę i ciśnienie. Dopiero w XIV wieku nauczyli się je ciąć i pojawiło się samo pojęcie „diamentu”, czyli tzw. cięty diament. Dociekliwy umysł człowieka nie poprzestał na tym. Próby stworzenia sztucznego diamentu rozpoczęły się już w XVIII wieku.
W sumie w tej chwili znanych jest kilka rodzajów kamienia syntetycznego, podobnego wyglądem i strukturą do diamentów.

  • Moissonit - uprawiany w warunkach laboratoryjnych od 1905 roku, jego skład to węglik krzemu. Nazwa minerału jest na cześć jego twórcy - francuskiego naukowca Henri Moissanta. Co więcej, technologie zostały znacznie rozwinięte w Związku Radzieckim, a techniki i metody opracowane przez radzieckich naukowców są nadal używane. Wartość przemysłowa moissonitu jest bardzo wysoka. Pod względem właściwości technicznych może nawet przewyższyć kamień naturalny.
  • Kryształy Swarovskiego to kryształy o zmienionym składzie. Swarovski to znana na całym świecie marka. Daniel Swarovski rozpoczął swoją działalność w połowie XIX wieku, następnie wymyślił własną formułę, dzięki której uzyskał kryształy o doskonałym blasku i pięknie.
  • Cyrkonia - radzieccy naukowcy uzyskali ten minerał w 1968 roku. Nazwany na cześć swojego „rodzica” – Instytutu Fizyki Akademii Nauk (FIAN). Celem było stworzenie takiego minerału, który może być wykorzystany w instalacjach laserowych. Pod względem składu chemicznego cyrkonia różni się od diamentu, jest dwutlenkiem cyrkonu. (Diament jest zrobiony z węgla). Za granicą nosi nazwy Jevolite lub Zirconite.

Sztuczne diamenty – zagrożenie czy alternatywa?

Istnieją dwie główne technologie hodowli monokryształów diamentu: HPHT i CVD. Pierwsza - HPHT - opiera się na wykorzystaniu wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia, druga - CVD - osadzanie węgla z fazy gazowej. Obie metody są ze sobą powiązane i wzajemnie się uzupełniają.

Głównym celem sztucznie hodowanych kryształów jest ich wykorzystanie w dziedzinie wysokich technologii.

Chiny są głównym producentem i dostawcą proszku diamentowego syntetycznego (ziarna do 800 mikronów). Lwia część proszku – około 80% – jest wykorzystywana w samych Chinach. Koszt takiego proszku to 20 centów za sztukę (a wcześniej było to 20 USD!), Używa się go głównie do tarcz diamentowych w produkcji narzędzi.
Większe diamenty syntetyczne nie są jeszcze dostępne w handlu. ich produkcja jest bardziej skomplikowana, a chińscy naukowcy wciąż opracowują technologie jednoczesnego wzrostu dużej liczby takich kryształów (a zatem tanie w cenie).
Diamenty syntetyczne nie stanowią zagrożenia dla diamentów naturalnych. To stwierdzenie wynika z następujących powodów:

  1. Minerały sztuczne mogą być droższe niż minerały naturalne lub nieco tańsze. Kiedy nastąpi skok w technologii ich produkcji, a cena syntetycznych spadnie dziesiątki razy, być może pojawi się kolejne pytanie - czy syntetyczne będą używane jako analogi w świecie biżuterii i ile to będzie popyt.
  2. Do celów jubilerskich rynek diamentów syntetycznych jeszcze się nie ukształtował. Są oczywiście miłośnicy wszystkiego, co technologiczne i preferują materiały wykonane ludzkimi rękami, a nie przyrodą, ale jest ich sporo. Zasadniczo ludzie są skłonni płacić tylko za naturalne kamienie szlachetne tylko dlatego, że mają wyjątkowość i naturalne piękno, którego po prostu nie da się zsyntetyzować za pomocą żadnych nowoczesnych urządzeń.
  3. Do celów technicznych - w narzędziach, medycynie, zaawansowanych technologicznie technologiach proszek diamentowy i kryształy są używane od dawna, a naturalne diamenty nie są już tak opłacalne na tym rynku.
  4. Wszystkie sztucznie wyhodowane diamenty, które są wykorzystywane do celów jubilerskich, co do zasady są promowane pod własną marką i nie próbują wprowadzać konsumenta w błąd. Kryształy Swarovskiego mogą być tak samo drogie jak oszlifowany diament naturalny, ponieważ szlif ma znaczną część kosztów.

Imitacja żółtych diamentów

Uprawiane są również diamenty o wysokiej jakości klejnotów. Mają bogaty żółty kolor i są 4 razy tańsze od naturalnych, ponieważ „rosną” w 4 dni, a nie tysiące i miliony lat. Na przykład amerykańska firma Gemesis specjalizuje się w uprawie diamentów na cele jubilerskie. Film poświęcony jest temu zaawansowanemu technologicznie procesowi.

Jak odróżnić cyrkon od diamentu?

Kamienie najbardziej zbliżone do diamentów to cyrkonie. Diament i cyrkonia są wykorzystywane do celów jubilerskich, dlatego w praktyce może pojawić się pytanie, jakie są różnice. Oszuści, którzy twierdzą, że cyrkonie są kamieniami szlachetnymi, wykorzystują zewnętrzne podobieństwo minerałów, które mają zupełnie inny skład chemiczny i fizyczny.
W zależności od obróbki cieplnej możliwe jest wyhodowanie przezroczystych lub czarnych cyrkonii. Kolorowe cyrkonie sześcienne bardziej przypominają chryzolit, biało-różowy chalcedon, czerwony rubin, aleksandryty (z inwersją w zależności od oświetlenia).
Główną różnicą między cyrkonem a diamentem (z wyjątkiem oczywiście składu chemicznego) jest jego wytrzymałość i twardość. Jest znacznie bardziej miękki i dlatego łatwo go odróżnić od prawdziwego diamentu, nawet w domu. Tak więc, jeśli położysz kamień na lustrze, cyrkonie tylko zarysują powierzchnię, podczas gdy naturalny diament przetnie szkło.
Blask może również odróżnić diamenty naturalne od sztucznych. Nawet od dawna stosowany w biżuterii kamień naturalny, zabrudzony od noszenia, nadal błyszczy, a cyrkonie prawie tracą swój blask.
Jeśli chcą przekazać cyrkonie jako diament do oszukańczych celów, starają się go ciąć równie trudno, a następnie za pomocą lupy lub mikroskopu można zbadać i zauważyć „rozszczepienie” twarzy. Nie może tak być w przypadku cięcia diamentów naturalnych.
Ogólnie można zauważyć, że niespecjalistom trudno jest odróżnić cyrkon, jeśli mistrz postanowił przekazać go jako diament.
Na szczęście nie jest to akceptowane w świecie biżuterii, gdzie cyrkonie, kryształy Swarovskiego i inne rodzaje sztucznie wytworzonych minerałów są sprzedawane pod własnymi nazwami i są bardzo poszukiwane.

Inna metoda (CVD), która została zastosowana do produkcji sztucznych diamentów, różni się tym, że cały proces odbywa się przy niższym poziomie ciśnienia iw krótszym czasie. Materiał wyjściowy jest zanurzany w specjalnej komorze, w której powstają warunki próżni. Następnie zaczyna się ekspozycja na promienie mikrofalowe i gazy. Plazma węglowa nagrzewa się do 3000 stopni. Diamenty syntetyczne powstają przez osadzanie się cząsteczek węgla na czystej płycie.

Jako surowce wykorzystywane są substancje bogate w węgiel. Może to być grafit, węgiel cukrowy, sadza. Sztucznie uprawiane kamienie mają taką samą strukturę jak kamienie naturalne. A to wyjaśnia ich twardość i wysoką wytrzymałość.

Obszary zastosowania

Wygląd sztucznego diamentu nie różni się od prawdziwego naturalnego minerału. Jednak jego koszt jest znacznie mniejszy. Kamienie te, uzyskane w warunkach laboratoryjnych, są lepiej cięte. Nawet najmniejszy kryształ syntetyczny może być cięty przez jubilerów. Takie małe próbki są bardzo poszukiwane, ponieważ naturalne małe kryształy są bardzo trudne do wydobycia ze skały.

Wysoka twardość i właściwości wytrzymałościowe sztucznie hodowanych diamentów sprawiają, że są one niezbędne do wykorzystania w tworzeniu różnych urządzeń do cięcia lub szlifowania. Diamenty i żwir znajdują się dziś na piłach, wiertłach, wiertłach i wielu innych narzędziach. Teraz taki materiał jest aktywnie wykorzystywany w produkcji mikroukładów.

Produkcja diamentów syntetycznych metodą gazową (CVD) jest bardzo ważna, ponieważ uzyskany materiał jest wykorzystywany do tworzenia zaawansowanego technologicznie sprzętu medycznego. Zastosowanie takich podzespołów pozwala przedłużyć żywotność urządzeń, ponieważ części diamentowe są w stanie wytrzymać wysokie temperatury, zachowując przy tym wydajność i funkcjonalność.

Różnorodność gatunków

Duże zapotrzebowanie na piękną biżuterię z błyszczącymi, opalizującymi kamieniami w naturalny sposób doprowadziło do pojawienia się różnych imitacji diamentu. Czasami zamiast tego kamienia w biżuterii używano przezroczystej odmiany kwarcu - kryształu górskiego, białego szafiru. Ale wraz z rozwojem technologii pojawiły się sztuczne diamenty, które niewiele różniły się od prawdziwego kamienia. .jpg "alt =" (! LANG: sztuczny diament" width="200" height="213">!}

Otrzymany w laboratorium substytut diamentu, oprócz atomów węgla, zawiera w swojej sieci krystalicznej azot, którego wtrącenia pojawiają się tam w fazie wzrostu. Ze względu na to, że azot tłumi niebieskie widmo, sztuczny kamień nabiera żółtego odcienia. Teraz istnieją następujące odmiany:

  • Już w latach siedemdziesiątych XX wieku w branży jubilerskiej pojawiły się cyrkonie. Ta imitacja diamentu była cyrkonią stabilizowaną sześcienną. Pod względem właściwości optycznych jest bardzo podobny do próbki naturalnej, jednak ma znacznie gorszą wytrzymałość.
  • Inną opcją imitacji diamentu jest Nexus. Po uzyskaniu węgiel łączy się z różnymi zanieczyszczeniami. Próbkę wyróżniają wysokie wskaźniki wytrzymałości i twardości.
  • Najdroższy jest moissanit otrzymywany z węglika krzemu. Charakteryzuje się niezwykłym blaskiem i doskonałą trwałością.

Zawsze istnieje duże zapotrzebowanie na produkty wykorzystujące imitację diamentu. Jednak nawet wybierając biżuterię wykorzystującą sztucznie wyhodowany kamień, trzeba być ostrożnym. Sprzedawcy pozbawieni skrupułów mogą sprzedawać zwykłe szkło, które zostało pocięte.

Jak odróżnić imitację

Kupując dowolną biżuterię w sklepie jubilerskim, możesz poprosić sprzedawcę o dokumenty potwierdzające autentyczność danego przedmiotu. A jeśli w produkcie zastosowano sztucznie wyhodowany kryształ, powinieneś otrzymać pełną informację na ten temat.

Jeśli wątpisz, że jest to naturalny diament, możesz spróbować sprawdzić go w domu:

  1. Pierwszą rzeczą, na którą należy spojrzeć, jest liczba twarzy. Cyrkonia podczas cięcia otrzymuje mniej faset, które ponadto są bardziej zaokrąglone.
  2. Na badaną próbkę można upuścić kroplę oleju. Na kamieniu naturalnym pozostanie niezmieniony. A po naśladowaniu rozpadnie się na małe cząstki, a następnie zbierze się w małe kropelki.
  3. Jeśli kryształek zanurzysz w oleju, a następnie przymocujesz go do szklanej powierzchni, to prawdziwy przyklei się do niego, a taki trik nie zadziała z cyrkoniami.
  4. Spróbuj umieścić kryształ na gazecie. Przez cyrkonie zobaczysz litery, ale przez diament nie.
  5. Ściśnięty w dłoni kamień naturalny pozostanie chłodny, gdy niczym imitacja szybko nabierze temperatury ciała.
  6. Rozważ kryształ. Diamenty naturalne są niezwykle rzadko jednorodne, zawsze zawierają wtrącenia, drobne defekty. Natomiast cyrkonie są zawsze absolutnie przeźroczyste.

Co ciekawe, cyrkonie sześcienne, nie posiadając unikalnego diamentowego połysku, znacznie lepiej radzą sobie z rzucaniem blasku. Ale jeśli masz wątpliwości co do pochodzenia kamienia, najlepiej skonsultować się z profesjonalistą. Korzystając z nowoczesnego sprzętu, gemmolodzy podadzą wynik, którego dokładność wyniesie 100%.