Mākslīgie dimanti: kā tie izskatās, kā tos iegūst un kur izmanto?

Dimanti izceļas ar savu unikālo struktūras blīvumu, kas ļauj akmenim izturēt lielas slodzes un augstas temperatūras. Šis īpašums tiek izmantots kosmosa izpētē un attīstībā, medicīnas ierīču un precīzijas pulksteņu ražošanā, kā arī kodolrūpniecībā. Pēc griešanas skaistais minerāls pārvēršas par dimantu, ko augstu vērtē juvelieri. Mūsdienu tehnoloģijas ļauj to izveidot mākslīgos apstākļos, samazinot cenu, nezaudējot kvalitāti.

Aktīvai lietošanai rūpnieciskā mērogā mākslīgie dimanti tiek ražoti kopš 1993. gada. To kvalitāte bija tik augsta, ka juvelieri prasīja īpašas pārbaudes, lai noteiktu akmeņu autentiskumu. Parastam patērētājam atšķirība nemaz nebija acīmredzama, tāpēc daudzi uzņēmumi sāka izmantot kristālus, lai radītu greznas rotaslietas.

Mūsdienu laboratorijās tiek audzēti vairāki šī sintētiskā akmens veidi: kerusīti, fabulīti, rhinestones, feroelektriķi, moisanīti. Tiek uzskatīts par skaistāko un tīrāko cirkonija dioksīda kubu, ko sauc par "kubisko cirkoniju". To izmanto daudzās rūpniecības jomās un papildina Thomas Sabo un Pandora modes namu kolekcijas.

Kultivēto dimantu galvenās iezīmes:

• zemas izmaksas salīdzinājumā ar dabīgajiem akmeņiem (cena ir 10-15 reizes mazāka);
• griešanas vieglums;
• nav slēptu defektu, kas ietekmē cietību (gaisa burbuļi, plaisas);
• pilnīga īsta dimanta imitācija pēc griešanas.

Skaisto akmeņu cienītāju vidū domas dalījās arī par nedabiskā akmens īpašībām. Daži no viņiem uzskata, ka tikai īsts dimants spēj aizdzīt ļaunos garus, aizsargāt tā īpašnieku no bojājumiem un ļaunas acs, kā arī palīdzēt viņam komerclietās.

Mākslīgos akmeņus pēdējos gados ir izstrādājuši labi zināmie zīmoli Diamond Foundry, Helzberg's Diamond Shops un LifeGem. Šis bizness Amerikas Savienotajās Valstīs tiek uzskatīts par visrentablāko un daudzsološāko, jo kaitējums videi ir minimāls. Turklāt daudzi ģeoloģiskie eksperimenti pierāda, ka dimantu veidošanās periods dabā ir beidzies. Tāpēc jaunu noguldījumu izveide drīz kļūs par pagātni.

Īsti dimanti ir bijuši populāri gadsimtiem ilgi. Dārgie dimanti rotāja karaliskās drēbes un kroņus, tika mantoti un iekļauti daudzu valstu kases zelta rezervēs. Arī mūsdienās slīpēti minerāli ir labākais ieguldījums, un to vērtība katru gadu tikai pieaug.

Pirmo mākslīgo dimantu 1950. gadā ieguva zviedru zinātnieki ASEA laboratorijā. Pēc izpētes viņu pieredzi 1956. gadā atkārtoja amerikāņu kompānija General Electric, pilnveidojot tehnoloģiju. Vairāku gadu desmitu laikā ir parādījušās jaunas metodes un sasniegumi, kas ļāvuši mainīt sintētiskā minerāla nokrāsu, formu un izmēru. 1967. gadā tika iegūts patents dārgakmeņu audzēšanai.

To ražošanas vēsture Padomju Savienībā sākas ar pirmo akmeni, kas tika sintezēts Fizikas un augstspiediena institūtā pagājušā gadsimta 50. gadu beigās. Bet aktīvu darbu šajā virzienā veic zinātnieks OI Leipunskis, kurš 1946. gadā publicēja daudzus zinātniskus darbus un aprēķinus.

Patiess izrāviens notika pagājušā gadsimta 60. gadu sākumā, kad jaunie zinātnieki no Maskavas augstspiediena laboratorijas izveidoja īpašu presi. Ar viņa palīdzību bija iespējams izveidot liela mēroga lieljaudas akmeņu ražošanu: apjoms sasniedza tūkstoš karātu dienā. Visi saražotie rūpnieciskie dimanti tika izmantoti raķešu un mašīnbūves vajadzībām, tika eksportēti, nesot miljardu peļņu.

Pēdējos gados jaunas tehnoloģijas Krievijā ir izstrādājušas privātās juvelierizstrādājumu mājas un zinātniskās laboratorijas.

Mākslīgos dimantus, kas audzēti vadošo ķīmijas uzņēmumu laboratorijās, ir grūti atšķirt no īstiem akmeņiem caurspīdīguma un spilgtuma ziņā. Bet visas zināmās metodes prasa lielus ieguldījumus un ir darbietilpīgas.

HPHT jeb augsts spiediens, augsta temperatūra ir visizplatītākā tehnoloģija. Zinātnieki sintētiskā kubiskā cirkonija oksīda bāzē liek īstus akmeņus, kuru izmērs ir 0,5 mm. Speciālā kamerā pēc darbības principa, kas atgādina autoklāvu, tiek izveidota vismaz 1400 ° C temperatūras un 55 000 atmosfēru spiediena kombinācija. Uz dabīgās bāzes tiek uzklāti dažādi ķīmiskie savienojumi un grafīta slāņi.

Pēc 10 dienām šādas iedarbības veidojas spēcīgas sigmas saites, salaidumi ap pamatni veidojas cietā un caurspīdīgā akmenī.

Šī tehnoloģija ir viena no pirmajām mākslīgo minerālu audzēšanā. To plaši izmanto, ja nepieciešams izveidot īpaši stipru un asu dimanta pārklājumu, radīt kvalitatīvus dimantus. Visas sastāvdaļas un dimanta substrāts tiek ievietotas īpašās kamerās, kas rada vakuumu. Pēc iepildīšanas ar metānu sākas mikroviļņu staru iedarbība, kas labi zināma no mikroviļņu krāsns darbības. Augstās temperatūrās oglekļa ķīmiskie savienojumi sāk kust un apvienoties ar pamatni.

CVD tehnoloģija ražo augstas kvalitātes dimantus, kas pēc īpašībām nav zemāki par īstiem. Uz to pamata tiek izstrādāta tehnoloģija nodilumizturīgu datoru paneļu, dielektriķu un īpaši plānu skalpeļu nomaiņai oftalmoloģijā.

Viens no jaunākajiem sasniegumiem ir sprādzienbīstamās sintēzes metode. Tas ir balstīts uz ķīmiskā maisījuma asas karsēšanas kombināciju, izmantojot sprādzienu un sekojošu iegūtā minerāla sasalšanu. Rezultāts ir dabiski sastopams sintētiskais dimants, kas izgatavots no kristāliska oglekļa. Taču augstās izmaksas liek ķīmiķiem meklēt jaunas iespējas akmens masas sintēzei.

Starp visiem dimantiem sintētiskie akmeņi aizņem tikai 10% no tirgus. Sieviešu rotaslietu izgatavošanai tiek izmantoti lēti kubiskā cirkonija kristāli. Slaveni modes nami ar tiem rotā vakarkleitas, rokassomas un apavus, izmanto tos ekskluzīvā dekorā.

Vairāk nekā 90% mākslīgo dimantu izmanto rūpniecībā. Galvenie virzieni:

• augstas precizitātes slīpmašīnas, instrumenti cieto materiālu griešanai;
• mikroelektronika un datoru ražošana;
• aizsardzības rūpniecība;
• robotika;
• unikāli lāzeri acu operācijām;
• mehāniskā inženierija;
• jauni darbgaldi metalurģijā;
• raķešu zinātne.

Nesenie sasniegumi ietver sintētiskā dimanta izmantošanu mākslīgo lēcu izgatavošanai. Transplantācijas operācijas ir pierādījušas, ka griešanas skaidrība un vieglums padara implantu ideālu pacientam.

Nozare ražo sintētisko dimantu, kas ir tik līdzīgs dabiskajam kristālam, ka tā identificēšanai ir nepieciešamas vairākas laboratorijas pārbaudes. Apskatīsim visizplatītākās atšķirības.

• Visiem mākslīgi audzētajiem dimantiem ir īpašs zīmogs. Tas norāda uzņēmuma vai laboratorijas nosaukumu, kas ražoja produktu.

• Pārbaudei labāk izmantot jaudīgu mikroskopu, nevis palielināmo stiklu. Darbnīcās defektus konstatē, izmantojot spektrogrāfu, un apgaismo ultravioletajos staros.

• Īstie dimanti nereaģē uz elektromagnētiskajiem laukiem. Šo īpašību varat izmantot kā pārbaudes metodi: sintētisko akmeni pievelk spēcīgs magnēts.

• Ja mājās nepieciešams identificēt dimantu, to novieto uz bieza balta papīra. Rūpīga pārbaude atklāj augšanas zonas, kas rodas, kad zem augsta spiediena veidojas oglekļa slānis.

• Dabiskie akmeņi ir izveidoti no mazākajiem monokristāliem, tāpēc tiem ir viendabīga struktūra. Sīki aplūkojot mikroskopā, šķiet, ka nedabiskie produkti sastāv no daudziem mikroskopiskiem kristāliem.

Tikai 10-15 sekundēs tie ļauj atšķirt sintētiku no dabīgā akmens ar precizitāti 95-98%, sniedz maksimālu informāciju par kristāla kvalitāti un struktūru.

Sintētisko dimantu ražošana ir aprakstīta nākamajā video.