Як отримують і де використовують штучні алмази?
Аналог справжніх дорогоцінних алмазів - штучні алмази. З давніх-давен відомо, що переливи діамантових граней володіють магічними і чарівними властивостями. Але, так як природні алмази - найдорожчі камені, придбати діамантові прикраси багато хто просто не можуть. Завдяки аналогам як жінки, так і чоловіки можуть насолодитися красою і шиком прикрас з штучних каменів. Крім цього, алмази застосовуються не тільки для виготовлення ювелірних прикрас, але і в багатьох галузях життя людини: наука, техніка, медицина. Використовувати якісні та дорогоцінні алмази в промисловості не вигідно. Для цього застосовуються дефектні камені, які не уявляють особливої ювелірної цінності, або штучно вирощені алмази. Назва «алмаз» в перекладі з древнього індійського мови означає «неразбіваемий». Інша версія свідчить: назва походить від грецького слова «адамас», що означає «нездоланний».
Особливості штучних алмазів
У 1993 році вперше на світовому алмазному ринку почали зявлятися штучні камені як експериментальні зразки. Частина їх направили на дослідження в авторитетну лабораторію Геммологіческіго інституту США, де вчені зробили висновок: відміну штучних алмазів від природних каменів досить істотне, але не кожен ювелір або звичайний споживач зможе ідентифікувати і відрізнити справжній камінь від підробленого. Головна відмітна властивість синтезованих штучних алмазів - це чистота і твердість. Штучний алмаз - найтвердіший в світі камінь. Природні алмази можуть мати погрішності і дефекти (тріщини, замутнения або вкраплення), чого не можна сказати про штучні камені.
Як відомо, справжній алмаз володіє магічними властивостями, допомагає захистити людину від «нехороших» поглядів та думок, врівноважує нервову систему. Фахівці астрології запевняють, що штучний алмаз також випромінює позитивну енергію, яка допомагає у важкі для людини хвилини прийняти вірне рішення або зробити правильний вибір. Незалежно від знака зодіаку як природні, так і вирощені штучно алмази можна носити на тілі або просто мати вдома в скриньці. Різноманітність прикрас з штучних каменів сьогодні досить велике, та й відрізнити камені від справжніх коштовностей на перший погляд абсолютно неможливо.
Способи вирощування синтетичних алмазів
Синтетичні екземпляри вирощуються в лабораторіях в спеціальних умовах із застосуванням високоточної і високотехнологічного обладнання. Але для цього процесу не потрібні тисячі років, як для освіти природних каменів. Відтінки і розміри фахівці можуть вибирати самостійно. Один з методів, що застосовується для вирощування штучних алмазів, це температурний градієнт із застосуванням особливих тубусів. У них поміщають такі інгредієнти:
- графітове порошкоподібною речовиною;
- металеві спеціальні сплави (вони виступають як каталізують речовини);
- затравки майбутніх штучних каменів.
Капсула знаходиться під пресом (близько 3000 т) протягом 10 діб. Рости починає в тому місці, де виявляється найвища тиск. Завдяки високій внутрішній температурі (майже 1500 ° С) метал плавиться, розчиняючи в собі графітний порошок. Різниця між температурами створює певний тиск, який сприяє руху отриманої маси до «зародку», де і відбувається її осадження.
Ще одна методика вирощування лабораторних каменів називається CVD-методом (газове осадження). Методика полягає в засіванні спеціальної пластини (підкладки) алмазними «зародками». Цю пластину поміщають в спеціалізовану установку, яка попередньо відкачується до високого вакууму. Потім камеру наповнюють мікрохвильовими променями і газами. Плазма в момент вирощування алмазів досягає певної температури (близько 3100 ° С).
Під дією температури відбувається розкладання газів в плазму, а молекули вуглецю, які адсорбуються з метану, осідають у вигляді штучних алмазів на пластині.
Кристали мають еквівалентні звязку, цим і пояснюються їх міцність і твердість. Для штучного вирощування використовують графіт, сажу, цукровий вугілля і різні речовини, багаті вуглецем.
Вирощені алмази мають кілька назв, але в основному їх прийнято назвати штучними або синтетичними, хоча в науковій літературі можна також зустріти такі назви, як:
- НРНТ-алмази;
- CVD-алмази.
Вчені вважають за краще називати їх «лабораторними камінням» або «вирощеними алмазами в лабораторних умовах».
Чим алмаз синтетичний відрізняється від природних каменів?
Зовнішній вигляд штучних алмазів не поступається природним коштовних каменів, але якщо враховувати їх вартість, то вона набагато нижче. Синтетичні камені краще піддаються процесу ограновування, тому навіть найменші кристали можуть похвалитися бездоганною огранюванням. Крім цього, невеликі синтетичні камені набагато міцніше природних, тому справжніх алмазів невеликих розмірів на полицях ювелірних магазинів практично не зустріти: процес вилучення їх з руди дуже трудомісткий. За допомогою синтетичних невеликих каменів ювеліри створюють немассівние, дуже гарні прикраси з алмазної вишивкою, що набагато збільшує споживчі побажання.
Область застосування штучних алмазів
Завдяки своїй твердості штучні, вирощені камені широко застосовуються для різання та шліфування різних поверхонь. Сьогодні практично всі пили, свердла, абразиви, шліфувальні і ріжучі інструменти мають деталі з штучної алмазної насічкою. Також широко застосовуються штучно вирощені камені як напівпровідники при виробництві мікросхем. Торгові алмазні ринки характерні від ювелірних ринків, тому що лабораторний камінь, крім твердості, має відмінну теплопровідність, яка в кілька разів перевищує теплопровідність такого матеріалу, наприклад, як мідь.
Основні споживачі штучних каменів - це ювеліри, виробники чіпів для компютерного обладнання, організації, які надають бурильні послуги.
Сьогодні дуже поширені алмазні порошки для полірування поверхонь дорогоцінних каменів, золотих і срібних оправ, кремнієвих пластин.
Найбільша цінність лабораторних каменів, отриманих методом CVD, полягає в використанні їх у високотехнологічних сферах діяльності людини. Штучні (синтетичні) камені застосовуються при виготовленні найпотужніших лазерних променів (які на сьогоднішній день використовуються в медицині для лікування смертельних захворювань), створення мобільних портативних пристроїв.
Найбільші потенціали для синтетичних каменів знаходяться в області компютерних технологій. Деталі, які вони містять, вважаються більш довговічними, вони можуть безперервно працювати при дуже високих температурах, чого не скажеш, наприклад, про кремнієвих компютерних чіпах. Штучний алмаз може витримати високі температури, що забезпечує його продуктивність, тому що від цього залежать термін служби, частота роботи техніки, швидкість. Кількість штучних алмазів, яке виробляється щорічно, це майже 5 мільярдів карат.
Вчені проводять постійні дослідження, які вже на сьогодні дозволили зробити висновки про те, що штучні алмази будуть застосовуватися для отримання зображень під водою, зображень в області медицини, для детекторів у великому адронному колайдері, в ядерних дослідженнях.
Крім усього перерахованого вище, штучні алмази широко застосовуються в ювелірних прикрасах, що дозволяє багатьом жінкам насолодитися несправжніми камінням, але практично не відрізняються від природних.
