Kunstmatige diamanten: hoe zien ze eruit, hoe komen ze en waar worden ze gebruikt?

Diamanten onderscheiden zich door een unieke dichtheid van de constructie, waardoor de steen bestand is tegen zware belastingen en hoge temperaturen. Deze eigenschap wordt gebruikt in ruimte-experimenten en -ontwikkelingen, in de vervaardiging van medische apparatuur en precisieklokken, in de nucleaire industrie. Na het snijden van een prachtig mineraal verandert in een diamant, die wordt gewaardeerd door juweliers. Moderne technologie stelt je in staat om het te creëren in kunstmatige omstandigheden, waardoor de prijs wordt verlaagd zonder kwaliteitsverlies.

Voor actief gebruik op industriële schaal zijn sinds 1993 kunstmatige diamanten vervaardigd. Hun kwaliteit was zo hoog dat juweliers speciale testen moesten uitvoeren om de authenticiteit van de stenen te bepalen. Voor de gemiddelde consument was het verschil helemaal niet duidelijk, dus veel bedrijven begonnen kristallen te gebruiken om luxe sieraden te maken.

In moderne laboratoria worden verschillende soorten van deze synthetische steen gekweekt: cerussieten, fabulieten, steentjes, ferro-elektrische elementen, moissanites. Het mooiste en het zuiverste wordt beschouwd als kubisch zirkoondioxide, dat "kubische zirkonia" wordt genoemd. Het wordt in veel sectoren van de industrie gebruikt en vormt een aanvulling op de collecties van modehuizen van Thomas Sabo en Pandora.

De belangrijkste kenmerken van kunstmatig gekweekte diamanten:

• lage kosten in vergelijking met natuursteen (de prijs is 10-15 maal minder);
• gemak van snijden;
• geen verborgen gebreken die de hardheid beïnvloeden (luchtbellen, scheuren);
• volledige imitatie van de echte diamant na de snede.

Onder de liefhebbers van mooie stenen waren ook meningen over de eigenschappen van niet-natuurlijke stenen verdeeld. Sommigen van hen geloven dat alleen een echte diamant in staat is boze geesten te verdrijven, de eigenaar te beschermen tegen schade en het boze oog, en hem helpt bij commerciële aangelegenheden.

In de afgelopen jaren zijn kunststenen ontwikkeld door bekende merken Diamond Foundry, Helzberg s Diamond Shops en LifeGem. Dit bedrijf in de Verenigde Staten wordt als het meest winstgevend en veelbelovend beschouwd, omdat de schade aan het milieu minimaal is. Bovendien bewijzen veel geologische experimenten dat de periode van de vorming van diamanten in de natuur voorbij is. Daarom zal de ontwikkeling van nieuwe deposito's binnenkort tot het verleden behoren.

Echte diamanten zijn al eeuwenlang populair. Kostbare diamanten versierden de koninklijke kleding en kronen, werden geërfd en werden opgenomen in de goudreserves van de schatkist van veel landen. Zelfs vandaag zijn gesneden mineralen de beste investering, die elk jaar alleen maar in prijs stijgt.

De eerste kunstmatige diamant werd in 1950 verkregen door Zweedse wetenschappers in het laboratorium van ASEA. Na onderzoek van hun ervaring herhaalde het Amerikaanse bedrijf General Electric in 1956 de technologie te hebben verbeterd. In de loop van tientallen jaren zijn nieuwe methoden en ontwikkelingen naar voren gekomen die de kleur, vorm en grootte van het synthetische mineraal veranderden. In 1967 werd een patent ontvangen voor de teelt van sieradenstenen.

De geschiedenis van hun productie in de Sovjet-Unie begint met de eerste steen, die werd gesynthetiseerd aan het Institute of Physics and High Pressure in de late jaren 50 van de vorige eeuw. Maar het actieve werk in deze richting wordt uitgevoerd door de wetenschapper O. I. Leipunsky, die in 1946 vele wetenschappelijke artikelen en berekeningen publiceerde.

De echte doorbraak vond plaats in de vroege jaren 60 van de vorige eeuw, toen jonge wetenschappers van het Moscow High Pressure Laboratory een speciale pers creëerden. Met zijn hulp was het mogelijk om op grote schaal zware stenen te maken: het volume bereikte duizend karaat per dag. Alle gefabriceerde technische diamanten werden gebruikt voor de behoeften van de productie van raketten en machinebouw, werden geëxporteerd en brachten miljarden winst.

De afgelopen jaren zijn nieuwe technologieën in Rusland ontwikkeld door privé-juweliers en wetenschappelijke laboratoria.

Kunstmatige diamanten gekweekt in de laboratoria van vooraanstaande chemische bedrijven zijn moeilijk te onderscheiden van echte steen in termen van transparantie en helderheid. Maar alle bekende methoden vereisen grote kapitaalinvesteringen, zijn arbeidsintensief.

HPHT of hoge druk, hoge temperatuur is de meest voorkomende technologie. De basis van wetenschappers met synthetische kubieke zirkoniumoxide leggen echte stenen ter grootte van 0,5 mm. In een speciale kamer, op het principe van werking die lijkt op een autoclaaf, wordt een combinatie van een temperatuur van ten minste 1400 ° C en een druk van 55.000 atmosfeer gecreëerd. Verschillende chemische verbindingen, grafietlagen, worden op de natuurlijke basis gelegd.

Na 10 dagen van dergelijke blootstelling verschijnen sterke sigma-bindingen, verbindingen rond de basis worden gevormd tot een massieve en transparante steen.

Deze technologie is een van de eerste in de teelt van kunstmatige mineralen. Het wordt veel gebruikt wanneer u een zeer sterke en scherpe diamantcoating moet maken, waarbij hoogwaardige diamanten worden gemaakt. Alle componenten en het diamantsubstraat worden geplaatst in speciale kamers die een vacuüm creëren. Na het vullen met methaan begint de blootstelling aan microgolfstralen, die bekend is voor de werking van de magnetronoven. Bij hoge temperaturen beginnen chemische koolstofverbindingen te smelten en te combineren met de basis.

CVD-technologie geeft diamanten van hoge kwaliteit die niet inferieur zijn aan hun eigenschappen tot het heden. Op basis daarvan wordt de technologie ontwikkeld voor het vervangen van de slijtvaste platen van computers, diëlektrica en ultradunne scalpels in de oogheelkunde.

Een van de nieuwste ontwikkelingen is de methode van explosieve synthese. Het is gebaseerd op een combinatie van ruwe verwarming van een chemisch mengsel door middel van een explosie en vervolgens bevriezen van het verkregen mineraal. Het resultaat is een synthetische diamant met natuurlijke eigenschappen, geproduceerd uit kristallijn koolstof. Maar de hoge kosten dwingen chemici om naar nieuwe varianten van de synthese van steenmassa te zoeken.

Van alle diamanten zijn synthetische stenen goed voor slechts 10% van de markt. Goedkope kristallen van zirconia worden gebruikt voor de vervaardiging van vrouwenjuwelen. De beroemde modehuizen versieren met avondjurken, handtassen en schoenen, gebruikt in een exclusieve inrichting.

Meer dan 90% van de kunstmatige diamanten worden in de industrie gebruikt. Hoofdgebieden:

• zeer nauwkeurige slijpmachines, gereedschappen voor het snijden van harde materialen;
• micro-elektronica en computerproductie;
• defensie-industrie;
• robotica;
• unieke lasers voor oogchirurgie;
• werktuigbouwkunde;
• nieuwe werktuigmachines in de metallurgie;
• raketwetenschap.

Een van de nieuwste prestaties is het gebruik van synthetische diamant voor de vervaardiging van een kunstlens. Transplantaties hebben aangetoond dat de reinheid en het gemak van snijden het implantaat ideaal maakt voor de patiënt.

De industrie produceert synthetische diamant, zo vergelijkbaar met een natuurlijk kristal dat de identificatie ervan een reeks laboratoriumtests vereist. Overweeg de meest voorkomende verschillen.

• Alle kunstmatig gekweekte diamanten hebben een speciale stempel. Het geeft de naam aan van het bedrijf of laboratorium dat het product heeft geproduceerd.

• Voor inspectie is het beter om geen vergrootglas te gebruiken, maar een krachtige microscoop. In de workshops worden defecten gedetecteerd met behulp van een spectrograaf, schijnen door de stralen van het ultraviolet.

• Echte diamanten reageren niet op het elektromagnetische veld. Als verificatiemethode kunt u deze eigenschap gebruiken: een synthetische steen wordt aangetrokken door een sterke magneet.

• Als u thuis een diamant wilt identificeren, wordt deze op wit dik papier gelegd. Bij nader onderzoek worden groeizones die optreden tijdens de vorming van een koolstoflaag onder hoge druk waarneembaar.

• Natuurstenen worden gemaakt van de kleinste eenkristallen en hebben daarom een ​​uniforme structuur. Onnatuurlijke producten lijken, wanneer ze onder een microscoop in detail worden bestudeerd, uit een groot aantal microscopische kristallen te bestaan.

In slechts 10-15 seconden laten ze, met een nauwkeurigheid van 95-98%, synthetics onderscheiden van een natuursteen, geven ze maximale informatie over de kwaliteit en structuur van het kristal.

De productie van synthetische diamanten wordt beschreven in de volgende video.