Алмаз штучний: назва, виробництво

Алмази залучали людство ще з давніх часів. Надзвичайна краса цих каменів стала причиною їх використання для створення різних прикрас. Проте пізніше люди виявили й інші корисні властивості алмазів - їх унікальну міцність і твердість. Для забезпечення потреб виробництва природа не створила багато цього матеріалу, тому у людей виникла ідея - виготовляти алмази штучним шляхом.

Цінність алмазів

Алмаз вважається унікальним каменем, що володіє рідкісним поєднанням важливих характеристик: сильна дисперсія, велика теплопровідність, твердість, оптична прозорість, зносостійкість. Через свої фізико-механічних властивостей алмази високо цінуються не тільки ювелірними експертами, але й широко застосовуються в різних галузях промисловості. Так, цей дорогоцінний камінь використовують в медицині, оптиці і мікроелектроніці.

Але повною мірою задовольнити виробничі потреби чистими природними алмазами дуже складно і досить дорого. З цієї причини людство почало замислюватися над тим, як зробити штучний алмаз. Синтетичний камінь повинен був не тільки володіти важливими властивостями справжнього алмаза, а й мати більш досконалу кристалічну структуру, що дуже важливо для високотехнологічних галузей.

Як виникли синтетичні алмази

Потреба у створенні синтетичного каменю виникла дуже давно. Але на практиці здійснена лише в XX столітті. До цього часу вчені не могли придумати технології виготовлення алмазів, хоча зуміли встановити, що вони є родичами зі звичайним вуглецем. І через кілька десятків років був створений перший синтетичний алмаз, який отримали з графіту під впливом високої температури і тиску шляхом фазового переходу. Саме з цього моменту почалося виробництво штучних алмазів, які сьогодні застосовуються в багатьох елементах різного устаткування і інструментах.

Технології виробництва алмазів

У наш час для отримання синтетичного каменю використовують кілька технологій, кожна з яких має свої особливості. Найнадійніша, але найбільш дорога технологія полягає у виробництві алмазу з кристалічного вуглецю, який поміщають для обробки в спеціальний прес. Спочатку на опрацьований матеріал потужними насосами подається вода. Таким чином створюється високий тиск. Потім вода замерзає під дією холодоагенту, в результаті чого тиск збільшується до 10 разів. На останньому етапі камера, в якій знаходиться вуглець, підключається до електричних шинам і подається на декілька часток секунди потужний струм. Під одночасним впливом температури і тиску відбувається перетворення графіту в твердий камінь. Після цієї фази прес розморожують, зливають рідину і дістають готовий штучний алмаз.

Вирощування алмазу метаном

Ще використовують більш просту технологію виробництва синтетичного каменю - метод вибуху, який дозволяє наростити штучний кристал під дією метану. Дуже часто виробництво штучних алмазів відбувається за двома технологіями. Справа в тому, що в першому випадку вдається отримати найвищий процентний вихід алмазів, але вони будуть дуже маленькими. Друга технологія дозволяє істотно наростити отриманий синтетичний камінь за допомогою обдування метаном під впливом температури близько 1100 ordm-С. Метод вибуху дає можливість отримати штучний алмаз будь-якої величини.

Види штучних алмазів

У наш час виробляють багато різновидів синтетичних алмазів: фіаніт, муассаніт, страз, сегнетоелектрік, рутил, фабула, церуссит. Найбільш досконалою підробкою алмазу вважається фианит, або кубик цирконію. Він являє собою діоксид цирконію. Тому багатьом неодноразово доводилося чути, як називається штучний алмаз цирконом. Хоча він не має ніякого відношення до натурального дорогому каменю.

Фіаніт характеризується великою твердістю, високим ступенем дисперсії і заломлення. Завдяки своїм властивостям цей камінь відмінно імітує справжній алмаз і широко використовується в ювелірній промисловості. Навіть експерти неозброєним оком практично не можуть відрізнити підробку від оригіналу, оскільки вони відіграють однаково.

Найякіснішим аналогом алмазу вважається муассаніт. У нього такі ж фізичні властивості, як у натурального каменю, а по оптичних показниками він навіть краще. Єдиний його недолік - він поступається в твердості.

Особливою популярністю користуються стрази, виготовлені зі свинцевого скла, що складається з окису свинцю. Завдяки своєму складу ці камені приголомшливо грають на світлі і мають блиск, ідентичний блиску алмазів.

Де застосовуються синтетичні алмази

Штучний алмаз широко використовується ювелірними заводами для виготовлення розкішних прикрас, які не лише виглядають красиво, але і вельми доступні за ціною. Вироби з підробленими каменями виглядають не гірше і відмінно носяться.

Також вирощування штучних алмазів є невід`ємною частиною сучасної промисловості. На їх основі виробляються надміцні інструменти: шліфувальні круги, алмазні пили, поліруючі диски, долота, свердла, скальпелі, ножі, різні різці і пінцети. Техніка та обладнання, виготовлені з алмазного матеріалу, дозволяють обробляти найбільш міцні сплави і сировину. Крім того, алмаз забезпечує максимальну точність в машинах і приладах.

Як створити штучний алмаз в домашніх умовах

Деякі експерти стверджують, що виростити синтетичний алмаз можливо в домашніх умовах. Але самостійне виготовлення штучних алмазів потребують чимало зусиль і витрат часу. Ми розповімо, як виростити мінерал з солі, зовні віддалено нагадує алмаз.

Отже, для створення такого каменю знадобиться кип`ячена вода, кухонна сіль, хімічний посуд, чистий аркуш паперу і лабораторний фільтр. Спочатку слід приготувати маленький кристал. Для цього потрібно наповнити хімічний стакан на 1/5 частину сіллю, залити наполовину теплою водою і перемішати. Якщо вона розчинилася, значить, потрібно досипати ще трохи. Сіль потрібно додавати до тих пір, поки вона не перестане розчинятися. Потім розчин профільтрувати в інший посуд, в якій і буде рости камінь, і накрити папером. Весь час потрібно контролювати рівень розчину. Камінь не повинен опинитися в повітрі. Якщо розчин випарувався, потрібно приготувати новий і долити.

Люди, які робили такі досліди, стверджують, що впродовж тижня домашній алмаз штучний повинен помітно підрости.

Вартість штучного алмазу

У сучасному світі синтетичні камені зайняли окремий сегмент ринку ювелірних прикрас. Отримання штучних алмазів постійно вдосконалюється. Вчені винаходять нові камені, які миттєво отримують масову популярність, а більш старі втрачають попит і поступово зникають з ринку. Наприклад, у середині XX століття для імітації алмазів в прикраси вставляли штучний рутил. Потім його замінили на фианит. А в 90-х рр. всі попередні імітації діаманта витіснив муассаніт.

Ціни на штучний алмаз залежать від розміру, ограновування і технології виробництва. Багато людей помилково вважають, що синтетичні камені - це звичайне скло, і не бачать в них ніякої цінності. Але насправді такі алмази часто коштують чималих грошей, а деякі з них є досить рідкісними. Так, інші різновиди штучного алмазу можуть коштувати більше, ніж природні аналоги.

Серед синтетичних алмазів найбільш популярними вважаються фіаніти різного кольору. Їх середня вартість за карат в ограненном вигляді коливається від 1 до 5 доларів США. А відомий алмазний аналог муассаніт коштує набагато дорожче - 70-150 доларів США за карат.

Значущим чинників формування ціни на камені є колір. Так, вартість алмаза жовтого кольору становить 40-50 доларів за 0,2 карата, але за камінь оранжево-рожевого забарвлення залежно від розміру доведеться заплатити близько 3000 доларів.

Світові лідери

Протягом останніх років світовими лідерами з виробництва синтетичних каменів вважаються Китай, Японія, США і Росія. Найбільш активно розвиває цей напрямок Китай, постійно винаходячи нові технології синтезу.