Merită să porți un diamant artificial? Diamantul artificial - moissanit.

Astăzi există multe tehnologii diferite de obținere cristale de diamant, pentru o mare varietate de aplicații, în diverse dimensiuni, culori și puteri.

Diamant nu este altceva decât carbon pur cu o rețea cristalină specială.

Un alt reprezentant al carbonului pur pe Pământ este cărbunele, grafitul.

Caracteristicile carbonului:

Greutatea atomică a carbonului 12,011;

Numărul de serie în sistemul periodic al lui Mendeleev este 6;

Număr de electroni 6;

valența de bază 4;

La presiunea atmosferică normală nu trece în lichid;

Când este încălzit la presiune normală la o temperatură de 3670 0 C, carbon;
se transformă în gaz, ocolind starea lichidă.

Caracteristicile diamantului:

Densitate 3,5 g. cm 2;

Refracția luminii 2,42 (Sticlă 1, 8);

Duritate 2.000.000 arb. unitati (Otel 30.000, sticla 40.000 raportat la talcul a carui duritate = 1);

Temperatura de tranziție la grafit în aer liber este de 1200 0 C;

Temperatura de aprindere în oxigen pur este de 740 0 C;

Unitatea de măsură pentru diamante este caratul. Un carat este egal cu 0,2 grame. Diamant, dimensiuni 1 x 1 cm = 17,5 carate;

În diamant, fiecare atom de carbon este conectat la alți 4 atomi de carbon și distanța dintre ei este exact aceeași = 1,54 angstromi. Atomii de carbon din diamant sunt localizați la colțurile unui tetraedru obișnuit al rețelei cristaline atomice.

Temperatura de evaporare a carbonului este de 3670 0 C (diagrama 1) (temperatura 3670 0 C. presiunea -120 atm.) se numește primul punct al stării triple.

În acest moment, carbonul poate trece într-o stare solidă, gazoasă sau lichidă.

Odată cu creșterea presiunii și a temperaturii, obținem al doilea punct triplu (D), în care este posibilă starea carbonului sub formă de cristale ( diamant), sub formă de lichid și stare amorfă (grafit).

Cel mai bun rezultat al obținerii diamantelor în timpul trecerii de la starea lichidă a carbonului la starea cristalină este o scădere a temperaturii, dar, dacă este posibil, lăsând o presiune foarte mare. De mare valoare în tehnologia de producție a diamantelor sunt jucate de caracteristicile de timp ale procesului.

După cum sa menționat anterior, carbonul nu există în stare lichidă în condiții normale (760 mm Hg și 20 0 C). Carbonul în stare lichidă este posibil și există doar la presiuni peste 120 atm. și 3740 0 S. ( diagrama 1).

Din proprietățile fizice diamant Trebuie remarcat faptul că temperatura de aprindere într-un mediu cu oxigen este de 670 0 C practic, diamantul arde fără reziduuri;

Când este încălzit diamant peste 1200 0 C fără aer, începe procesul de grafitizare diamant, asta se întâmplă atunci când tehnologia procesului este incorectă producția de diamante.

Metode de producere a cristalelor de diamant artificial

Prima modalitate de a ajunge diamante artificiale este o metodă apropiată de apariția naturală diamante naturale, aceasta este o combinație de presiune foarte mare și temperatură ridicată.

Prima metodă este cea mai fiabilă, dar și cea mai complexă din punct de vedere tehnologic

Mai jos este una dintre instalațiile de laborator pentru obținerea cristalelor diamant cât mai aproape de tiparul natural de apariţie aşteptat diamanteîn grosimea pământului - presiune puternică, temperatură ridicată.

Anexa 1.

Instalare de laborator la primire diamante artificiale este o presa de inalta presiune. Un cilindru de lucru este introdus în corpul presei.

Acest cilindru are găuri pentru circulația agentului frigorific și găuri pentru alimentarea cu apă sub presiune. În acest corp este introdusă o cameră din carbură de tantal, în care este plasată o piesă de prelucrat - grafit, care ar trebui să se transforme în diamant.

Este prevăzută o sursă de bare colectoare de cupru pentru a furniza curent electric în camera de lucru.

Tehnologia de producție a diamantelor are loc în mai multe etape.

În primul rând, după instalarea cilindrului într-o presă de înaltă presiune, se furnizează apă și are loc procesul de precomprimare a grafitului cu presiunea apei, la aproximativ 2-3 mii de atmosfere. În a doua etapă, se furnizează agent frigorific și apa este înghețată la o temperatură de minus 12 grade Celsius.

În acest caz, se produce o comprimare suplimentară a grafitului până la 20 de mii de atmosfere din cauza expansiunii gheții.

În următoarea etapă, se aplică un impuls puternic de curent electric care durează 0,3 secunde.

În etapa finală, dezghețați gheața și îndepărtați-o diamante.

Obținut în acest mod diamante Ele sunt în mare parte murdare la culoare, au o structură poroasă, iar forma cristalelor este tetraedrică.

În mare parte mai puternic diamante naturaleși servesc în principal în scopuri tehnice.

A doua cale

A doua metodă, poate simplă din punct de vedere tehnologic, dar complexă în ceea ce privește echipamentul folosit, este metoda de extindere cristale de diamantîn mediu metan (CH 4).

În această metodă, un cristal de diamant este încălzit la o temperatură de 1111 0 C și suflat cu metan. Presiunea din camera de lucru poate fi mică, aproximativ 0,1 atmosferă tehnică. Această presiune servește în principal pentru a împiedica intrarea oxigenului atmosferic în cameră.

Trebuie amintit că începând cu 1200 0 C, diamantul își începe trecerea la starea de grafit (fără acces la carbon).

Procesul de creștere a unui cristal de diamant are loc pe suprafața fierbinte a diamantului prin adăugarea de atomi de carbon la rețeaua cristalină existentă a cristalului sămânță de diamant. Cantitatea de carbon (diamant) eliberată este de 0,2% de la suprafața cristalului sămânță într-o oră.

Forma cristalelor obtinute in acest fel este cubica, spre deosebire de tetraedrul natural, culoarea este neagra, rezistenta este comparabila cu diamantele naturale. În miezul său, este carbură pură, dar se numește diamant datorită durității foarte mari a cristalelor rezultate și datorită faptului că diamantele reale sunt folosite ca cristal de sămânță.

A treia metodă de obținere a diamantelor este metoda exploziei.

Această metodă produce foarte bine diamant praf pentru producerea pietrelor de ascuțit și abrazivi. Se folosește fie o explozie a unui exploziv „convențional”, fie o explozie a unui fir cu un impuls de curent mare.

Pentru a obține o undă de detonare densă, aveți nevoie de o membrană care se rupe cu viteza sunetului în metalul din care este făcută membrana (pentru fier este de 5000 m/sec.).

Grafitul „încălzit” situat pe așa-numita „tigaie” în momentul trecerii undei de detonare se transformă în cristale de diamant.

Această metodă oferă un randament mult mai mare ca procent din cantitatea de grafit decât metoda de înaltă presiune.

Cristalele sunt incolore, apa pura, transparente, dar foarte mici (30 - 50 microni). Rezistență tetraedrică în formă de cristal comparabilă cu diamante naturale.

Esența acestei metode de obținere diamante, prin metoda exploziei, constă în faptul că atunci când un exploziv este detonat într-un spațiu restrâns, unda de detonare la impactul cu un obstacol pe stratul limită, unda de șoc - obstacol, creează simultan o presiune ridicată și o temperatură ridicată. Presiunea poate ajunge la peste 300.000 atm, temperatura de zeci de mii de grade. Din pacate (sau din fericire), toate acestea au loc in milionatimi de secunda iar dimensiunea (grosimea) undei de detonare nu depaseste 10-30 de microni.

În momentul în care membrana se rupe, unda de șoc capătă „densitate” și un fel de calitate numită omogenitate.

niste cristale de diamant cele obtinute in mod similar pot avea un diametru de pana la 50 de microni. De mare importanță în această metodă este patul pe care se află grafitul încălzit și grosimea stratului de lucru.

Experimente interesante privind presarea „secundară” a materialului obținutdiamantefolosind aceeași metodă de explozie, după principiul metalurgiei pulberilor. În acest caz, înproducția de diamante, puteți obține cristale de diferite dimensiuni și greutăți de ladiamantpudra. Marea majoritate a cristalelor sunt tulburi la culoare. Fragilitatea secundarului rezultatcristale de diamant. Puterea este mult mai mică decât cele naturale, sunt posibile „surprize” în timpul procesării.În acest caz, lăcomia poate strica ideea în sensul cel mai literal al acestei înțelegeri. Nu se recomandă depășirea grosimii grafitului 60 microni.

A patra metodă de producere a diamantelor folosește catalizatori

Aplicarea catalizatorilor în producția de diamante ajută semnificativ la reducerea presiunii și a temperaturii. Cristale de diamant se formează în stratul de separare dintre grafitul fierbinte și filmul de metal catalizator. Cu o selecție adecvată de tehnologii, puteți obține până la 50 de grame diamante tehniceîntr-un singur ciclu tehnologic.

După cum vedem, din diagrame 3 , Anexa 3

Apărând la limita de tranziție grafit-catalizator, cristale de diamant continuă să crească în condiții constante în camera de lucru până când filmul de metal catalizator continuă să se combine cu grafitul.
Anexa 3

Creșterea cristalului continuă în metalul de aliere în sine datorită pătrunderii atomilor de carbon printr-o peliculă subțire a metalului.

Diamante artificiale cele obtinute in acest fel sunt cristale foarte mici ( 30 -200 microni).

Obținut la temperaturi scăzute cristale de diamant Au o structură cristalină pătrată, de culoare neagră, și sunt egale sau superioare celor naturale ca rezistență.

Cristalele obtinute la temperaturi ridicate si presiuni mari au forma octaedrica, culori diferite – cristale galbene, albastre, verzi, albe, transparente si opace. Ele sunt egale sau superioare diamantelor naturale ca putere. Influența catalizatorilor asupra culorii este evidentă. Impuritate de nichel în cristale de diamant dă nuanțe verzui diamantelor, aditivii de beriliu dau tonuri de albastru diamantelor.

De remarcat că în ceea ce privește duritatea nu există niciun element mai greu în lumediamant, deși în alte proprietăți poate fi inferior unor elemente artificiale. Tabelul prezintă elemente care pot oferi o imagine mai completă a unor proprietăți diamantîn comparaţie cu alte elemente pământeşti.

Expresia „diamante din Belarus” sună la fel pentru urechile noastre ca „creveți din Belarus”. Dar nu te grăbi în glume. Puțini oameni știu că în anii nouăzeci, una dintre primele fabrici de sinteză a diamantelor din lume a fost construită în Belarus, că giganții industriali ai lumii sunt gata să urmărească oamenii de știință din Belarus în acest domeniu și că calitatea cristalelor a fost apreciată la nivel internațional.

Primul diamant sintetizat din lume a fost produs de General Electric în anii 1950 folosind o presă specială. Mica pietricela murdară nu era diferită ca proprietăți de diamantele naturale. Era o singură captură: avea nevoie de mult mai mulți bani pentru a-l sintetiza decât pentru a-l extrage din natură. Ei au renunțat la această chestiune și au uitat fericiți de cultivarea diamantelor până în anii 1980.

Una dintre primele încercări de a produce diamante folosind un cuptor cu arc electric. La sfârșitul anilor 1980, oamenii de știință de la filiala Novosibirsk a Academiei Ruse de Științe au creat un aparat fără presare „sferă tăiată” (BARS), cu ajutorul căruia, pentru prima dată în lume, au obținut un diamant sintetizat, gata să concureze cu diamantele naturale nu numai ca calitate, ci și ca cost. Pentru primele diamante Novosibirsk sintetizate, aceasta a fost semnificativ mai mică.

General pensionar, șapte oameni de știință și 5 milioane de dolari

După teste de succes în anii 1990, șapte oameni de știință sovietici celebri (doi dintre ei erau belaruși) au avut ideea de a crea prima fabrică de sinteză a diamantelor din lume. Datorită poziției sale geografice bune, Belarus a fost ales ca sit.

Oamenii de știință au devenit fondatorii companiei Adamas. Au luat un împrumut de 51 de milioane de ruble sovietice de la Promstroybank a URSS și au început
construcție în satul Atolino, lângă Minsk.

Dispozitive BARS.

Uzina trebuia să fie destul de mare: o clădire cu trei etaje, 220 de muncitori. Dar nu erau suficienți bani, așa că mai târziu fondatorii au inclus și banca de atunci Belpromstroybank, care a oferit companiei o linie de credit de 5 milioane de dolari, precum și doi oameni de afaceri cunoscuți din epoca sovietică, care au contribuit cu încă 2,5 milioane de dolari.

Investitorii au reușit doar să finalizeze clădirea, să furnizeze 120 de dispozitive BARS și să elaboreze puțin tehnologia, când au început problemele pentru oamenii de afaceri fondatori - au părăsit fabrica fără bani.

Deodată, patru oameni de știință sunt ademeniți în Statele Unite de generalul în retragere Carter Clark. Se pare că în 1995 a cumpărat tehnologia de producere a diamantelor sintetizate cu 60 de mii de dolari și a fondat compania Gemesis Diamond. Apropo, totul a fost oficializat, deoarece Rusia la acea vreme avea nevoie urgentă de bani și își vindea evoluțiile științifice.
Oamenii de știință au părăsit Adamas și s-au dus la Clark.

Unul dintre cei mai mari producători de diamante sintetizate din lume.

Aflându-se într-o situație dificilă, fondatorii au încercat să returneze împrumutul
bani la bancă, dar în zadar. În 1999, referitor la conducerea lui Adamas
a fost deschis un dosar penal. Procedura a durat cinci ani, cuantumul prejudiciului
a fost estimat la 7 milioane de dolari Oameni de afaceri și un avocat au plecat în străinătate. Cu toate acestea, patru
cu toate acestea m-au închis.

După eliberare, niciunul dintre foștii lideri Adamas nu a intrat
Atolino nu s-a întors. Restul de trei au plecat spre Sankt Petersburg și Moscova
oamenii de știință și, odată cu ei, tehnologia sintezei diamantelor.

Primele diamante sintetice.

Așa au apărut trei cele mai mari centre de diamante sintetizate din lume:
Moscova, Sankt Petersburg și statul american Florida. Mai sunt câteva mici
companii, dar ei spun că toate firele duc la aceleași șapte.

Ce s-a întâmplat cu planta însăși în tot acest timp? A fost transferat în balanță
Universitatea de Stat din Belarus. Într-una din părțile clădirii se afla un
Întreprinderea RUE "Adamas BGU": oamenii de știință au efectuat cercetări, au studiat
producția de diamante industriale, a îmbunătățit-o. Este adevarat,
funcţionarea instalaţiilor a fost foarte costisitoare şi o problemă financiară
devenit din ce în ce mai acută.

diamante din Belarus

„Când chinezii, arabii și israelienii au început să ne convingă să vindem producția, a devenit clar: există cerere”

La marginea orașului Atolino se află aceeași clădire a fabricii cu trei etaje despre care se vorbește atât de mult
Oamenii de știință sovietici au visat la o fabrică obișnuită cu pereți pictați și
in interior proaspat renovat. La punctul de control de aici este un polițist și un strict
modul de acces.

Cu câțiva ani în urmă, întreprinderea Adamas BGU sa mutat în structură
Biroul pentru afaceri prezidențiale. Acum ceva mai mult de un an, prorectorul
Academiei de Management din subordinea Președintelui, Maxime Borda, a fost solicitată să evalueze
situația din Atolino: are sens să înființezi producția acolo sau este mai ușor
casati dispozitivele?

— Recunosc imediat: sunt avocat de pregătire și subiectul este producția de diamante.
„A fost nou pentru mine”, ne conduce Maxim Naumovich în atelier. - Am devenit
studiați literatura, uitați-vă la experiența străină. Sincer, eu nu am crezut asta
că cristalele noastre sunt de fapt bune și pot fi vândute. Dar
a călătorit la expoziții, a arătat diamante, diamante tăiate, care
cultivate în atelierul nostru - experții au fost încântați de calitate. Și atunci când
Armenii, chinezii, israelienii au început să sune cu convingere să vândă
echipament, am înțeles în sfârșit: există perspective.

Deci, în noiembrie 2016, a apărut AdamasInvest LLC (anterior
Societatea se află acum în stadiul de lichidare). De asemenea, se supune
Administrația Prezidențială și lucrează la un proiect special
„Restabilirea producției de diamante sintetizate și dezvoltarea
producția de bijuterii cu inserții din diamantele rezultate.”
Aici lucrează 45 de oameni.

— Am primit un împrumut pentru acest proiect. Banii sunt rambursați, sunt clare
termene limită”, subliniază Maxim Naumovich. — Am elaborat un detaliat
plan de afaceri, în șase luni clădirea a fost pusă în ordine, atelierul a fost restaurat și
a lansat producția de bijuterii. De fapt, asta facem acum
accent

Potrivit lui Maxim Naumovich, are sens să mergi pe piața diamantelor industriale
nu: toți jucătorii au fost uciși de China. Acum nouă ani Kiev
Fabrica de scule a vândut Chinei o mostră dintr-o presă specială. China
a timbrat 40 de mii dintre ei, a intrat pe piața tehnică în 2014
diamante și l-a prăbușit de 20 de ori. Prin urmare, chiar dacă
Diamantele industriale din Belarus sunt de calitate superioară celor chinezești, costă
sunt de cinci ori mai scumpe.

— China nu intră încă pe piața bijuteriilor. Cred că nu-l vor lăsa să intre
cei mai mari jucători: De Beers controlat de SUA și Alrossa rusă.
Prin urmare, avem șanse mari în sinteza diamantelor de bijuterii”, conchide
Maxim Bord.

Temperatura poate crește până la 2 mii de grade, presiunea - până la 20 mii de atmosfere

O hală imensă cu zeci de cilindri și un minim de muncitori - cu asta este un atelier
aceleași BARURI, dintre care aici sunt 120. Service toate dispozitivele pt
un mecanic și un inginer se pot schimba. În total, în atelier lucrează 10 persoane.

— Au fost proiectate în anii 1970, dar în producția de diamante pentru bijuterii
ținte și mai bune decât BARS nu au fost încă găsite”, arată o emisferă deschisă
Maxim Naumovich. — În general, în prezent există două în lume
tehnologii de producere a diamantelor: HTHP (temperatură înaltă, presiune înaltă -
temperatură înaltă, presiune înaltă) și CVD (depunere chimică de vapori -
depunerea chimică de vapori). Acesta din urmă este bun pentru
producția de diamante industriale, dar nu foarte potrivite pentru bijuterii.
Faptul este că într-un mediu gazos piatra crește în straturi uniforme și în
natura - inegal, ca și în cazul tehnologiei HTHP, pe care noi
folosim.

Maxim Naumovich arată panoul de control al cilindrului. Acest
echipament special care este controlat manual. La cel mai mic
Abateri de la valorile stabilite, lucrătorii ajustează indicatorii.

— S-ar părea că un computer ar putea monitoriza cum cresc diamantele. Și
Sincer să fiu, m-am gândit să automatizez acest proces, -
spune directorul. „Dar când am văzut tehnologia noastră, mi-am dat seama:
nu există nici un punct. În primul rând, este scump, investiția nu va plăti. În al doilea rând, creșterea
diamantele depinde de o duzină de nuanțe: de exemplu, schimbările de temperatură
în mediul extern în diferite etape. Va putea un computer să țină cont de toate acestea?
nuanțe și reacționează ca o persoană? Credem că încă nu.

Barurile în sine sunt proiectate destul de simplu: 3,5 tone de metal, un furtun de alimentare
ulei, care creează presiune, și contacte, care asigură curent și temperatură.
În interiorul dispozitivului există două sfere: una mare și una mai mică. Fiecare sferă este formată din
șase părți - poansonuri din aliaj special
aliaj Cele mari cântăresc 16 kilograme, cele mici - puțin mai puțin
kilogram. Pumnii mici sunt de fapt un articol consumabil. ei
costă 200 USD fiecare și eșuează în medie după cinci sinteze.

— Temperatura la intrarea în aparat — 1500 grade, presiune — 1800
atmosfere”, explică regizorul. — Temperatura din interior poate crește la 2
mii de grade și presiune - până la 10-20 mii Temperatura și presiunea
schimbare pe parcursul creșterii diamantului. Sunt trei zile, nu
secole, ca în natură.

În centrul sferei se află un cub special de porțelan. În el,
după cum spune Maxim Naumovich, aceasta este „toată știință”. Înainte de cub
trimis la BARS, este „umplut”: au pus un comprimat special
tabletă constând din componente individuale, de obicei metale,
aici este și o bucată mică de diamant, care apoi crește într-una mare
piatră și tijă de grafit (grafitul este mediul care dă diamantul
oportunitatea de a crește). Apoi cubul este uscat la cuptor, înmuiat
anumite materiale și numai după toate aceste proceduri poate fi
culca.

Dacă un diamant va crește sau nu depinde chiar și de căldura mâinilor muncitorilor.

„Tehnologia de producție este foarte capricioasă”, adaugă Maxim Naumovich.
— Un diamant poate crește mare, poate mic, bun sau rău, dar
nu creste deloc. Totul depinde de o duzină de factori: mâinile
inginerul care asamblează cubul, despre cum îl usucă,
dacă se va impregna corect - până la temperatura din atelier și calitate
grafit Cumva au încercat să stabilească producția și în țările baltice.
Am achiziționat echipamente, dar diamantele nu au crescut. S-a dovedit că creșterea unui diamant -
Nu este doar pornirea unui comutator.

După trei zile, cubul este scos din BARE, rupt și un mic
un semifabricat pe care se vede marginea cristalului. Blank este aruncat în
balon și umpleți cu „vodcă regală” (trei porții de acid clorhidric și una
azot). Baloanele sunt plasate într-un dulap special și încălzite astfel încât reacția
a mers mai repede.

- In conditii normale, dupa doua ore metalele se dizolva si
„Rămâne doar diamantul”, spun ei în laborator. - Atunci extragem
diamant, se spală și se scufundă în amestecul de crom.

Așa se îndepărtează grafitul și se obține un diamant pur. Îl cântăresc
ambalate și externalizate către o companie rusă pentru tăiere
(nu există specialiști în tăiere gratuită în Belarus, dar încă este timpul să îi instruim pe alții noi
scump).

— Un diamant poate pierde 30-60% din greutatea inițială. Totul depinde de
prezența incluziunilor și puritatea pietrei, adaugă în producție. - Cu exceptia
În plus, jumătate din toate sintezele sunt garantate să producă
pietre de înaltă calitate pentru tăierea și instalarea într-un produs - acesta este 220
pietre pe lună. În alte 20% din cazuri, pietrele rezultate sunt ușor mai mici
calitate.

— Deocamdată este suficient pentru muncă, dar nu este suficient pentru dezvoltare. Aici ne luptăm
pe această sarcină”, Maxim Naumovich arată mostre de diamante. - Noi
a certificat pietrele noastre la Institutul Gemologic Internațional din
Anvers. Opinia expertului este aceasta: pietrele noastre nu sunt diferite de
naturale în toate caracteristicile lor chimice și fizice. Aici
exact aceiași indicatori în ceea ce privește puterea, lipsa de reacție la radiații și
etc.

Compania crește în principal diamante incolore cu o greutate de până la 1 carat,
obținând diamante de 0,2-0,3 carate. Astfel de pietre sunt folosite în principal pentru
cercei și inele. Cristalele pot fi, de asemenea, înnobilate: dată lămâie,
negru, rosu si alte culori. Dar la întreprindere ei spun că belarușii
prefera clasicii.

„Hindușii au început să ceară să facă diamante rituale din cenușa morților”

După ce am aflat despre prețurile scăzute pentru pietrele din Belarus la standardele mondiale,
Indienii au chemat întreprinderea cu o cerere neobișnuită: să facă ritual
pietre.

— Vor să păstreze memoria rudelor lor incinerate în
în această formă. În comparație cu o companie britanică care se apropie
angajați într-o producție similară, diamantele noastre au fost produse de cinci ori
mai ieftin”, explică regizorul.

— Nu am îndrăznit să lucrăm cu cenușa morților, ci cu tehnologia de obținere
au fost prelucrate diamante făcute din păr. Da, diamantele pot fi obținute din păr. Noi
Obținem carbon de la ei și apoi lucrăm după aceeași schemă. Tehnologie
Am testat și eliberat 12 astfel de pietre. Adevărat, este încă masiv
Implementarea acestui subiect este următoarea etapă de lucru pentru noi. Și în acest thread
mare potențial pentru știință.

Dar totuși, compania pune accentul principal pe propriile bijuterii
producție. Atelierul de bijuterii, deși mic (9 persoane), este
potențial pot produce până la 5 mii de unități pe lună. Ultimul
Săptămâna aceasta a sosit în magazine un lot mare de diamante din Belarus.

— Produsele noastre sunt cu 20-30% mai ieftine decât produsele naturale
pietre, iar diamantele sintetizate în sine costă jumătate mai mult
natural. De exemplu, prețul de vânzare pentru un produs finit cu un diamant este
0,15 carate este 300 de ruble, cu o piatră de 0,25 carate va costa
600 de ruble”, arată directorul mostre de produse.

Acestea sunt în mare parte inele de logodnă. Maxim Naumovich spune că există planuri
există cercei, butoni, argint cu diamante și chiar și o serie de artă
ecostil.

— În Europa, diamantele sintetizate câștigă popularitate. Se crede că
sunt mai prietenoase cu mediul decât cele extrase din măruntaiele pământului. Și este adevărat. In mod deosebit
că proprietățile lor nu sunt inferioare celor naturale”, argumentează și împărtășește el
planuri: pentru a obține un punct de sprijin pe piața de bijuterii, deschiderea unui magazin de marcă cu
prețuri cu 40% mai mici decât prețurile pieței și mult mai mult.

— Există un obiectiv de a face din diamantele noastre un brand belarus accesibil. A
sarcina globală este dezvoltarea în continuare a cercetării științifice folosind profiturile primite
tehnologii în acest domeniu”, adaugă Maxim Bord.

De când omul a apreciat proprietățile uimitoare ale mineralelor naturale, unele dintre ele au devenit obiecte de lux, altele au luat un loc în viața de zi cu zi și în ritualuri. Cererea de pietre naturale prețioase cu volume mici de extracție din măruntaiele pământului le-a făcut scumpe. Prin urmare, problema creării de înlocuitori artificiali care ar putea satisface cererea a fost dezvoltată activ deja în secolele precedente. Un motor puternic al dezvoltării în această direcție a fost dorința escrocilor de a vinde falsuri ieftine sub pretextul unor pietre scumpe.

Originile dorinței omului de a crea pietre echivalente cu cele create de forțele naturale se regăsesc în alchimie. În secolul al IV-lea î.Hr. e. alchimiștii căutau formule magice pentru a face pietre prețioase artificiale. Dar, de exemplu, perle artificiale au fost găsite printre descoperirile arheologice antice ale civilizației chineze. Rezultate științifice reale au fost obținute la mijlocul secolului al XIX-lea. Marc Gaudin, un chimist din Franța, în 1857 a arătat lumii prima piatră creată în mod nenatural - rubinul. Urmează smaraldul artificial. Apoi, producția de pietre pentru bijuterii a început să se dezvolte cu mai mult succes și deja în secolul al XX-lea a fost stabilită la scară completă de producție.

Astfel, un alt secret al naturii i-a fost dezvăluit omului - a fost capabil să creeze minerale artificiale cu propriile sale mijloace. În ceea ce privește compoziția lor, înlocuitorii artificiali pentru pietrele naturale sunt 100% aproape de cele naturale. Este aproape imposibil ca un nespecialist să distingă naturalul de artificial. Și în unele cazuri, o opinie profesională poate să nu fie suficientă fără analiza spectrală de laborator.

Când vorbim despre diferențele dintre pietrele naturale și cele artificiale, observăm că acestea din urmă au o structură mai apropiată de ideală. În cele naturale există adesea diverse incluziuni, fisuri mari sau mai mici la suprafață. Aceasta este proprietatea lor normală, dar poate servi doar ca semn relativ de origine naturală. Astfel de defecte pot fi prezente și în pietrele artificiale. În plus, zonele înnorate și bulele de aer rotunde sunt caracteristice doar pietrelor artificiale.

Apariția unui număr mare de pietre artificiale pe piața de bijuterii a zguduit prețurile stabilite. De ceva timp, a devenit mult mai ușor să achiziționați chiar și rubine reale, iar costul safirelor și smaraldelor naturale a scăzut. Cu toate acestea, foarte curând după aceasta, bijutierii au învățat să identifice pietrele artificiale folosind echipamente optice. Astfel situația s-a rezolvat din nou.
Astăzi, aproape toate pietrele prețioase sunt create în laboratoare. Cristalele minerale artificiale sunt utilizate pe scară largă în electronică și în alte industrii. Producția de pietre artificiale astăzi poate fi realizată în tone. Cu toate acestea, acest lucru poate să nu fie încă cazul tuturor mineralelor. Știința a trebuit să lucreze cel mai mult cu diamantele.

Istoria creării diamantului artificial

Isaac Newton a sugerat că diamantul, deși este cel mai dur mineral de pe planetă, suferă ardere. Din moment ce se știa că diamantul este creat după transformări complexe din grafit, care ne este familiar, a fost înaintată o ipoteză cu privire la posibilitatea procesului invers. Studiile experimentale ale acestei ipoteze au fost întreprinse de Academia de Științe din Florența. Așa că s-a constatat că la 1100 de grade Celsius, diamantul se transformă mai întâi în grafit și apoi arde.

În anii 30 ai secolului XX, Ovsey Leypunsky, ca urmare a propriilor cercetări și calculelor complexe, a aflat condițiile în care putea fi cultivat un diamant artificial. Deci, presiunea ar trebui să fie mai mare de 4,5 GPa, iar temperatura ar trebui să fie de 1227 de grade Celsius. În acest caz, procesul trebuie să aibă loc într-un mediu complex - metal topit. Doar două decenii mai târziu, încercarea de a crea un diamant artificial a fost încununată cu succes. Dar primele diamante erau potrivite doar pentru scopuri tehnice. Crearea diamantelor artificiale necesită mijloace tehnice serioase, ceea ce face procesul costisitor. S-a descoperit că diamantele artificiale și cele naturale au diferențe în proprietățile magice atribuite.

Diamantele artificiale sunt mai apropiate de grupul de minerale de cuarț dacă puneți unul lângă celălalt un diamant natural și unul artificial, acesta din urmă se va estompa. Proprietățile magice ale mineralelor artificiale sunt mult mai slabe, așa că ar trebui să fii atent când „introduci” o piatră naturală într-una artificială. Numai după câteva zile de schimb de informații la distanță printr-un despărțitor (din hârtie, de exemplu) pietrele se vor putea „înțelege” împreună.

Smaralde artificiale

O altă plăcere scumpă sunt smaraldele artificiale. Astăzi, pentru a le crea este folosită o metodă hidrotermală costisitoare. Multă vreme, smaraldele au fost produse doar în laboratorul lui Carol Chatman din San Francisco. Astăzi, mai multe companii din lume folosesc deja această metodă și creează smaralde artificiale.

Fragilitatea pietrelor artificiale este aceeași cu cea a celor naturale. Cu toate acestea, structura lor nu are (sau practic nu are) fisuri și alte defecte inerente pietrelor naturale, prin urmare smaraldele create în laborator sunt mai durabile.

Tehnologia de creare a smaraldului artificial este îmbunătățită, dar rămâne foarte scumpă. Prin urmare, pietrele hidrotermale sunt doar puțin mai ieftine decât cele naturale. De asemenea, sunt rezistente la acizi, căldură și expunerea la ultraviolete. Culoarea smaraldelor artificiale este identică cu cele naturale.

Perle de cultură - o tehnologie străveche

Chinezii au păstrat foarte mult timp secretul creării perlelor artificiale. Dar în 1890, tehnologia antică a devenit în sfârșit cunoscută japonezilor, care au pus producția de perle în producția industrială.
Tehnologia străveche de cultivare a perlelor implică un proces îndelungat de creștere a nacrei în jurul unui bob mic de nacre, plasat manual mai întâi într-o bucată de țesut gras a unei moluște, apoi în mantaua alteia. Procesul de creștere a perlelor în acest fel este minuțios, astfel încât tehnologiile au fost îmbunătățite și procesele au fost simplificate. Așa a apărut conceptul de cultivare a perlelor.
Cea mai mică dimensiune a unei perle de cultură este dimensiunea unui cap de ac, iar cea mai mare este dimensiunea unui ou de porumbel. Forma are o importanță deosebită: rotund, cât mai aproape de ideal, este foarte apreciat. Perlele pot avea, de asemenea, o formă de lacrimă și seamănă cu un nasture. Costul perlelor de cultură și, în consecință, al produselor realizate din acestea, este mai mic decât cel al perlelor naturale, ceea ce le face mai accesibile.

În ceea ce privește toate pietrele artificiale, trebuie să rețineți: acestea nu sunt falsuri, ci o încercare a omului de a înlocui resursele naturale limitate, greu de obținut, cu creații ale științei. Prin urmare, pietrele artificiale ocupă un loc separat și, fără îndoială, demn în lumea bijuteriilor.

Oamenii de știință de la Institutul de cercetare științifică All-Union pentru sinteza materiilor prime minerale s-au confruntat cu un fenomen neașteptat. Au crescut diamante artificiale folosind metoda obișnuită a temperaturilor și presiunilor ridicate.. De data aceasta, scopul experimentelor a fost acela de a afla modul în care excesul de azot afectează proprietățile diamantului, iar pentru a introduce mai mult azot în viitoarele cristale, la amestecul de metale s-a adăugat nitrură de mangan Mn 4 N de la 5 la 20% - solvenți de carbon.

Cristalele rezultate au conținut de fapt mai mult azot decât de obicei (cu două până la trei ordine de mărime!). Acestea erau reale diamante artificiale Cu toate acestea, au existat foarte puține cristale unice de formă ideală, cu o rețea cubică printre ele. Dar aproape 20% din toate diamantele s-au dovedit a fi intercreșteri gemene, și nu cristale simple. Au fost observate și unele anomalii ale caracteristicilor fizice, în special anizotropie slabă (neomogenitate) a proprietăților optice.

Cele mai multe „abateri de la normă” sunt explicate de solicitările care apar în rețeaua cristalină din cauza adaosului de azot. Dar cum să explic culoarea neobișnuită a majorității cristalelor? Cercetătorii au obținut diamante artificiale transparente, nu galbene, ca de obicei, de culoare verde dens.

Aplicarea diamantelor artificiale

Taietori de sticla cu diamant

Utilizarea diamantului pentru tăierea sticlei este cea mai veche utilizare practică a acestui mineral. Cel mai comun instrument în acest scop este un tăietor de sticlă cu diamant, care constă dintr-un cristal de diamant tăiat sub forma unei piramide tetraedrice obișnuite, fixat într-un suport metalic și un ciocan de alamă cu mâner de lemn. Pentru fabricarea tăietorilor de sticlă se folosesc diamante cu o greutate de 0,02-0,20 carate cu o structură densă, fără defecte.
În funcție de grosimea sticlei, se folosesc diferite tăietoare de sticlă. De exemplu, tăietoarele de sticlă sunt folosite pentru a tăia sticla cu o grosime de până la 5 mm, unde greutatea cristalului este de la 0,02 la 0,12 carate și cu o grosime de până la 10 mm - de la 0,12 la 0,20 carate.
Performanța unui tăietor de sticlă cu diamant este foarte mare. Un diamant cu o greutate de 0,1 carate, de exemplu, poate tăia 100.000 de metri liniari de sticlă. Frezele de sticlă din carbură nu asigură o astfel de productivitate.

Instrument dentar

Pe lângă metodele enumerate de aplicare tehnică, diamantul este folosit și în medicină, în principal în tratamentul stomatologic.
Smalțul dinților este aproape de cuarț ca duritate. Prin urmare, pentru prelucrarea acestuia sunt necesare materiale foarte dure. Sculele folosite cu carbură de siliciu au duritate insuficientă; în plus, provoacă durere. Utilizarea sculelor cu diamante elimină aceste dezavantaje.
Devine posibilă creșterea semnificativă a numărului de rotații ale burghiilor pentru prelucrarea unui dinte cu o forță de presiune scăzută asupra acestuia. Durerea atunci când utilizați un instrument cu diamant este redusă la minimum.
Am vorbit pe scurt despre cele mai importante domenii de aplicare a diamantelor în tehnologie. Cu toate acestea, acest lucru nu epuizează toate domeniile de utilizare. Diamantul este folosit în multe alte scopuri, iar acest domeniu de utilizare crește în fiecare an.
Utilizarea diamantului în tehnologie poate crește dramatic productivitatea forței de muncă și poate reduce costurile de producție, poate facilita procesele de automatizare a producției, poate obține piese de o precizie excepțională și curățenie a finisajului și, de asemenea, poate economisi sume uriașe de bani.
În cele din urmă, bărbatul a găsit un loc adevărat în viață pentru diamant și l-a făcut să funcționeze pentru el însuși. Și pentru noi acum, un diamant într-o salopetă de lucru este mult mai valoroasă decât un diamant într-o coroană strălucitoare.

Desen de diamant

Procesul de trefilare este o metodă de prelucrare a metalelor prin presiune, care constă în tragerea produselor laminate, sau mai rar forjate, cu profil rotund sau profilat printr-un orificiu a cărui secțiune transversală este mai mică decât secțiunea transversală a produsului original. Ca urmare a desenului, dimensiunile transversale ale produsului scad, iar lungimea crește. Acest proces este utilizat pe scară largă în special pentru producția de sârmă subțire din metale neferoase. Metoda de prelucrare a metalelor în cauză era cunoscută încă din 3-3,5 mii de ani î.Hr. În acele vremuri îndepărtate, desenul era folosit pentru a face sârmă de aur și argint pentru bijuterii. Acest tip de sârmă se numea gimp. Prin urmare, expresia „trageți de frânghie” a intrat ferm în viața noastră de zi cu zi, adică să facem ceva încet, monoton.
Această expresie a fost explicată prin tehnologia de fabricare a sârmei din cele mai vechi timpuri. Apoi, toate echipamentele constau într-o planșă de desen fixată între doi stâlpi și clești, care erau legate de centura unui muncitor care stătea într-un leagăn balansoar. Muncitorul s-a tras până la târâire, a apucat cu un clește capătul sârmei trecute prin el, și-a sprijinit picioarele îndoite pe stâlpi și, îndreptându-i, a tras de sârmă. S-a legănat până a scos un fir de diametrul și dimensiunea cerute.
Pentru a trage sârmă cu diametrul necesar, matrițele trebuie să fie realizate dintr-un material foarte rezistent, greu de deformat. Matrițele erau fabricate din aliaje dure, care nu puteau rezista mult timp la stres și au eșuat rapid.
Odată cu introducerea diamantelor în tehnologie, matrițele de diamant au început să fie folosite pentru tragerea de sârmă subțire. Prin astfel de matrițe a devenit posibilă tragerea de sârmă cu un diametru precis - de la 0,001 la 2 mm.
Utilizarea matrițelor de diamant asigură o calitate ridicată a suprafeței și precizie în diametrul sârmei trase, deoarece diamantul este greu de abraziv. Cu tragere cu diamant, puteți obține sârmă subțire cu un diametru de 9-10 microni. Durabilitatea matrițelor de diamant este de 100-300 de ori mai mare decât cea a matrițelor de carbură, în funcție de diametrul matriței. La tragerea sârmei de cupru, durabilitatea matrițelor de diamant, exprimată în kilometri de sârmă trasă, este de 25-30 mii km, în timp ce durabilitatea matrițelor de carbură este de numai 100 km. Printr-o matriță de diamant puteți întinde o sârmă de o asemenea lungime încât să puteți încercui de mai multe ori globul de-a lungul ecuatorului.
Matrița de diamant este un cristal de diamant tăiat în trei planuri, fixat într-un cadru metalic, cu un canal găurit în centru și lustruit.
Greutatea diamantului pentru matrițe este selectată în funcție de diametrul găurilor acestora. GOST 6271-60 stabilește greutatea cristalelor pentru matrițe.
Trefilarea sârmei la fabricile autohtone se realizează folosind mașini de trefilare simple și multiple. În prima, firul este tras printr-o matriță, iar în a doua, prin mai multe matrițe amplasate succesiv. Cele mai utilizate mașini sunt mașinile de desenat multiple, care se caracterizează printr-o productivitate ridicată.

Varfuri de diamant

Nivelul modern de inginerie mecanică se caracterizează prin utilizarea unei game largi de materiale de înaltă rezistență și rezistente la uzură. Calitatea lor importantă este duritatea. Prin urmare, în industria legată de prelucrarea metalelor și mineralelor, testele de duritate sunt cele mai utilizate.
Se folosesc mai multe metode pentru a determina duritatea metalelor și mineralelor. Conform metodelor Brinell și Rockwell, testul se efectuează prin presarea unei bile de oțel în materialul testat; conform metodei Vickers, se folosește în acest scop un cristal de diamant în formă de piramidă; Conform metodei Mohs, duritatea este determinată prin zgârierea unui mineral, iar metalele sunt determinate de rezistența lor la deformare atunci când o bilă sau o piramidă este presată. În acest caz, o anumită deformare apare nu numai în materialul testat, ci și în cel testat. Diamantul nu este supus deformării și, prin urmare, îndeplinește cerințele pentru proiectarea instrumentelor pentru determinarea durității mineralelor și metalelor.