Производство и выращивание алмаза: синтетическое сияние

Виды синтетических алмазовАлмазное сиянье украшало этот мир с давних времён. Самое первое упоминание об алмазах или бриллиантах, уносит нас на 50 веков в прошлое. Древние греки, арабы, египтяне и римляне по-разному называли эти блестящие камни, но почти все эти названия подчёркивали их особые качества. Невероятная прочность, неземной блеск алмазов и их красота, всегда привлекала внимание людей. Долгое-долгое время, обладание ими было доступно лишь людям, обладающими властью.

С тех незапамятных времён прошло огромное количество лет. Мир изменился до неузнаваемости. Людей стало во много раз больше и они производят всё необходимое для жизни промышленными способами. Что, в свою очередь, требует огромного количества редких драгоценных камней. Классическая добыча перестала справляться с огромным спросом уже к середине 20-го века.

Впрочем, ещё с незапамятных времён, люди пытались найти замену дорогостоящим природным минералам, используя иные камни и способы их обработки, чтобы добиться внешнего сходства с оригиналами. Имитации весьма удачно удавалось сбывать неискушённым людям, но опытные ювелиры с лёгкостью определяли подделку, будь она сделана из стекла или горного хрусталя, а также из минерала с названием циркон.

Долгий путь к успеху

Подделка алмазовНо всё-таки люди настойчиво искали не только внешней похожести, но и тождества с физическими свойствами "царя камней". Лишь на границе 18-го и 19-го веков, учёным удалось полностью изучить строение и условия их возникновения в природе. Ещё через более чем столетие, люди начали свои попытки синтезировать это богатство недр Земли.

На этом сложном пути, лишь в 1880 году, случилось чудо и были получены несколько микроскопических кристаллов, которые впоследствии прошли все экспертизы по идентификации их как «искусственных алмазов». Все остальные попытки, даже более позднее, были неудачны, несмотря на кажущийся поначалу успех. Только в середине прошлого века, учёным из Швеции удалось осуществить давнюю мечту человечества и тогда миру были представлены настоящие синтетические алмазы.

Прорыв был осуществлён сразу в нескольких странах. На следующий год после успеха европейской компании ASEA, о своих достижениях объявила GE. Плоды её трудов, считаются первыми промышленными синтетическими минералами. Ещё через пару лет в американском Детройте, была произведена и выставлена на продажу первая крупная партия искусственных алмазов. С той поры, производство синтетических минералов, только наращивается и половина объёма этого дорогостоящего ресурса имеет неприродное происхождение.

Современные методы синтеза

Как выращивают алмазыСовременные методы выращивания алмазов, осуществляются всего тремя способами. Но для промышленного производства синтетических минералов, в силу экономической целесообразности, применимы лишь два из них:

  1. Термобарический метод. (HPHT)
  2. Электродуговой метод. (CVD)

Первая технология представляет собой высокотемпературный, под огромным динамическим давлением, процесс синтеза минералов из углеродного сырья, в присутствии особых металлических катализаторов. Данный способ, позволяет выращивать искусственный диамант, в течение семи дней.

Электродуговая технология, считается более современной и выращивание алмазов, занимает лишь несколько суток. Необходимость в газообразном углеродном сырье и поддержание электрической дуги для данной технологии, делает её более энергоёмкой в сравнении с первым методом. Но скорость производства с лихвой окупает все затраты.

Искусственный "смарагд"? Легко

Все синтетические алмазы, искусственно полученные в результате синтеза, имеют жёлтый оттенок. Это не имеет значения, когда кристаллы находят применение в промышленном секторе и совершенно не допустимо для использования синтетического минерала в ювелирном производстве. И тогда в ход идут различные методики, уже давно известные людям и вот уже безликие камни обретают кристальную прозрачность.

Впрочем, придать любой оттенок цветовой гаммы тоже не очень сложная задача. И вот уже сверкают своими гранями рукотворные алмазы, радуя современное человечество, так же как и тысячелетия назад. В силу определённых технологических ограничений, ещё до недавнего времени, искусственный алмаз никогда не был размером более одного карата. Исходя из этого, люди покупающие дорогие ювелирные изделия, ограждали себя от приобретения искусственных камней. Ведь алмаз в три карата размером, точно был природного происхождения. Но новые и новые успехи в отрасли производства алмазов, делают этот метод уязвимым, ибо уже сейчас выращивание кристалла размером в 300 карат далеко не потолок.

Не обманись

Как выглядит синтетический алмазПонимая, что сейчас рынок ювелирных изделий, где традиционно использовались природные алмазы, насыщен также и искусственными камнями, покупатели с особой осторожностью подходят к приобретениям. Ведь никому в здравом уме не придёт мысль покупать синтетический алмаз по цене естественного. Несмотря на всю похожесть в облике, "подделка" имеет характерные только для искусственного алмаза, свойства:

  1. Такой камень реагирует на мощный магнит .
  2. При рассмотрении в мощный микроскоп, обнаруживается "зернистая" структура.
  3. Спектрометрический анализ выявляет в синтетическом алмазе, произведённом методом HPHT, наличие металлов-катализаторов.
  4. Безупречная "чистота" минерала в очень большом увеличении, безусловно, выявляет искусственную природу камня.

Конечно, подобного рода исследования, в обычной обстановке не проведёшь, но обращение в специализированное учреждение, оснащённое приборами спектрографического и лазерного анализа, гарантированно убережёт от мошенничества.

Алмазы в промышленности

Благодаря тому, что синтетический алмаз практически не уступает в своей твёрдости естественному, то почти весь высококачественный режущий и шлифовальный инструмент, создан с применением этого материала. Трудно переоценить роль выращенных камней в производстве полупроводниковых изделий. Искусственные алмазы, произведённые электродуговым методом (CVD), получили широкое применение в изготовлении гипермощных лазеров для военных и медицинских нужд человечества. Производство и выращивание алмазов для использования в промышленности на сегодняшний день составляет более 5 млн карат. Лидерами тут выступают такие страны, как США, Япония, Тайвань. В других странах также идёт весьма быстрый рост производств подобного типа.

А что у нас?

В России, с синтетическими алмазами, дела идут немного медленнее, но тем не менее в стране существуют несколько производств на базе научных учреждений, которые весьма успешно усовершенствуют методологическую часть процесса выращивания кристаллов. Если учесть, что мы в конце прошлого века "выпали" из гонки по производству синтетических алмазов и лишь сравнительно недавно вернулись в конкурентную борьбу, то успехи впечатляют. В частности, была решена проблема роста алмазов большого размера по термобарическому методу.

И что же дальше?

Сегодня уже практически невозможно представить себе, как бы человек смог жить без искусственных алмазов. Появившись лишь как попытка синтезировать, то чем одарила человечество природа, они в итоге создали целые отрасли и запустили технологии, вне которых люди уже себя и не мыслят.

Электроника буквально перевернула все человеческие познания о нашем мире. Специализированные лазерные устройства работают на передовом крае медицины и возвращают утраченное здоровье. Перспективные технологии сулят искусственным кристаллам долгое и прочное участие в самых популярных отраслях науки, производства и развлечений. Тут составить им конкуренцию, не могут даже природные кристаллы. Исходя из этого, синтез алмазов из углеродного сырья, останется приоритетным направлением промышленного развития. Ну и к тому же искусственный алмаз, никогда не потеряет своего места в ювелирном деле, доставляя немало радости ценителям тонких граней и блеска, присущих только этому камню.

Внимание, только СЕГОДНЯ!