Алмаз штучны: назву, вытворчасць

Алмазы прыцягвалі чалавецтва яшчэ з даўніх часоў. Незвычайная прыгажосць гэтых камянёў стала прычынай іх выкарыстання для стварэння розных упрыгожванняў. Аднак пазней людзі выявілі і іншыя карысныя ўласцівасці алмазаў - іх унікальную трываласць і цвёрдасць. Для забеспячэння патрэбаў вытворчасці прырода не стварыла шмат гэтага матэрыялу, таму ў людзей узнікла ідэя - вырабляць алмазы штучным шляхам.

каштоўнасць алмазаў

Алмаз лічыцца унікальным каменем, які валодае рэдкім спалучэннем важных характарыстык: моцная дысперсія, вялікая цеплаправоднасць, цвёрдасць, аптычная празрыстасць, зносаўстойлівасць. З-за сваіх фізіка-механічных уласцівасцяў алмазы высока цэняцца не толькі ювелірнымі экспертамі, але і шырока ўжываюцца ў розных галінах прамысловасці. Так, гэты каштоўны камень выкарыстоўваюць у медыцыне, оптыцы і мікраэлектроніцы.

Але ў поўнай меры задаволіць вытворчыя патрэбы чыстымі прыроднымі алмазамі вельмі складана і даволі дорага. Па гэтай прычыне чалавецтва пачало задумвацца над тым, як зрабіць штучны алмаз. Сінтэтычны камень павінен быў не толькі валодаць важнымі ўласцівасцямі гэтага алмаза, але і мець больш дасканалую крышталічную структуру, што вельмі важна для высокатэхналагічных абласцей.

Як узніклі сінтэтычныя алмазы

Патрэба ў стварэнні сінтэтычнага каменя паўстала вельмі даўно. Але на практыцы ажыццёўлена толькі ў XX стагоддзі. Да гэтага часу навукоўцы не маглі прыдумаць тэхналогіі вырабу алмазаў, хоць здолелі ўстанавіць, што яны з'яўляюцца сваякамі з звычайным вугляродам. І праз некалькі дзясяткаў гадоў быў створаны першы сінтэтычны алмаз, які атрымалі з графіту пад уздзеяннем высокай тэмпературы і ціску шляхам фазавага пераходу. Менавіта з гэтага моманту пачалося вытворчасць штучных алмазаў, якія сёння ўжываюцца ў многіх элементах рознага абсталявання і інструментах.

Тэхналогіі вытворчасці алмазаў

У наш час для атрымання сінтэтычнага каменя выкарыстоўваюць некалькі тэхналогій, кожная з якіх мае свае асаблівасці. Самая надзейная, але найбольш дарагая тэхналогія складаецца ў вытворчасці дыямента з крышталічнага вугляроду, які змяшчаюць для апрацоўкі ў спецыяльны прэс. Спачатку на апрацоўваны матэрыял магутнымі помпамі падаецца вада. Такім чынам ствараецца высокі ціск. Затым вада замярзае пад дзеяннем холадагенту, у выніку чаго ціск павялічваецца да 10 разоў. На апошнім этапе камера, у якой знаходзіцца вуглярод, падключаецца да электрычных шынам і падаецца на некалькі доляй секунды магутны ток. Пад адначасовым уздзеяннем тэмпературы і ціску адбываецца пераўтварэнні графіту ў цвёрды камень. Пасля гэтай фазы прэс размарожваюцца, зліваюць вадкасць і дастаюць гатовы штучны алмаз.

Вырошчванне алмаза метанам

Яшчэ выкарыстоўваюць больш простую тэхналогію вытворчасці сінтэтычнага каменя - метад выбуху, які дазваляе нарасціць штучны крышталь пад дзеяннем метану. Вельмі часта вытворчасць штучных алмазаў адбываецца па двух тэхналогіях. Справа ў тым, што ў першым выпадку атрымоўваецца атрымаць найвышэйшы працэнтны выхад алмазаў, але яны будуць вельмі маленькімі. Другая тэхналогія дазваляе істотна нарасціць атрыманы сінтэтычны камень з дапамогай обдувания метанам пад уздзеяннем тэмпературы каля 1100 ºС. Метад выбуху дае магчымасць атрымаць штучны алмаз любой велічыні.

Віды штучных алмазаў

У наш час вырабляюць шмат разнавіднасцяў сінтэтычных алмазаў: ФІАН, муассанит, страз, сегнетоэлектрик, рутил, фабула, церуссит. Найбольш дасканалай падробкай алмаза лічыцца ФІАН, ці кубік цырконія. Ён уяўляе сабой дыяксід цырконія. Таму многім неаднаразова даводзілася чуць, як называецца штучны алмаз цырконія. Хоць ён не мае ніякага дачынення да натуральнага дарагому каменю.

ФІАН характарызуецца вялікай цвёрдасцю, высокай ступенню дысперсіі і праламлення. Дзякуючы сваім уласцівасцям гэты камень выдатна імітуе сапраўдны дыямент і шырока выкарыстоўваецца ў ювелірнай прамысловасці. Нават эксперты няўзброеным вокам практычна не могуць адрозніць падробку ад арыгінала, паколькі яны гуляюць аднолькава.

Самым якасным аналагам алмаза лічыцца муассанит. У яго такія ж фізічныя ўласцівасці, як у натуральнага каменя, а па аптычных паказчыках ён нават лепш. Адзіны яго недахоп - ён саступае ў цвёрдасці.

Асаблівай папулярнасцю карыстаюцца стразы, вырабленыя з свінцовага шкла, які складаецца з вокісу свінцу. Дзякуючы сваім складзе гэтыя камяні ўзрушаюча гуляюць на святла і маюць бляск, ідэнтычны бляску алмазаў.

Дзе прымяняюцца сінтэтычныя алмазы

Штучны алмаз шырока выкарыстоўваецца ювелірнымі заводамі для вырабу раскошных упрыгожванняў, якія не толькі выглядаюць прыгожа, але і вельмі даступныя па цане. Вырабы з падробленымі камянямі глядзяцца не горш і выдатна носяцца.

Таксама вырошчванне штучных алмазаў з'яўляецца неад'емнай часткай сучаснай прамысловасці. На іх аснове вырабляюцца звышмоцныя інструменты: шліфавальныя колы, алмазныя пілы, паліруюць дыскі, долаты, свердзела, скальпелі, нажы, розныя разцы і пінцэты. Тэхніка і абсталяванне, вырабленыя з алмазнага матэрыялу, дазваляюць апрацоўваць найбольш трывалыя сплавы і сыравіну. Акрамя таго, алмаз забяспечвае максімальную дакладнасць у машынах і прыборах.

Як стварыць штучны алмаз ў хатніх умовах

Некаторыя эксперты сцвярджаюць, што вырасціць сінтэтычны алмаз магчыма ў хатніх умовах. Але самастойнае выраб штучных алмазаў запатрабуе нямала высілкаў і выдаткаў часу. Мы раскажам, як вырасціць мінерал з солі, вонкава аддалена нагадвае алмаз.

Такім чынам, для стварэння такога каменя спатрэбіцца кіпячоная вада, павараная соль, хімічная посуд, чысты ліст паперы і лабараторны фільтр. Спачатку варта прыгатаваць маленькі крышталь. Для гэтага трэба напоўніць хімічны шклянку на 1/5 частку соллю, заліць напалову цёплай вадой і змяшаць. Калі яна растварылася, значыць, трэба дасыпаць яшчэ трохі. Соль трэба дадаваць да таго часу, пакуль яна не перастане растварацца. Затым раствор прафільтраваць у іншы посуд, у якой і будзе расці камень, і накрыць паперай. Увесь час трэба кантраляваць ўзровень раствора. Камень не павінен апынуцца ў паветры. Калі раствор выпарыўся, трэба прыгатаваць новы і даліць.

Людзі, якія рабілі такія досведы, сцвярджаюць, што на працягу тыдня хатні алмаз штучны павінен прыкметна падрасці.

Кошт штучнага алмаза

У сучасным свеце сінтэтычныя камяні занялі асобны сегмент рынку ювелірных упрыгожванняў. Атрыманне штучных алмазаў пастаянна ўдасканальваецца. Навукоўцы вынаходзяць новыя камяні, якія імгненна атрымліваюць масавую папулярнасць, а больш старыя губляюць попыт і паступова знікаюць з рынку. Напрыклад, у сярэдзіне XX стагоддзя для імітацыі алмазаў у ўпрыгожвання устаўлялі штучны рутил. Затым яго замянілі на ФІАН. А ў 90-х гг. усе папярэднія імітацыі брыльянта выцесніў муассанит.

Цэны на штучны алмаз залежаць ад памеру, агранкі і тэхналогіі вытворчасці. Многія людзі памылкова лічаць, што сінтэтычныя камяні - гэта звычайнае шкло, і не бачаць у іх ніякай каштоўнасці. Але на самой справе такія алмазы часта каштуюць немалых грошай, а некаторыя з іх з'яўляюцца даволі рэдкімі. Так, іншыя разнавіднасці штучнага алмаза могуць каштаваць больш, чым прыродныя аналагі.

Сярод сінтэтычных алмазаў найбольш папулярнымі лічацца фіаніты рознага колеру. Іх сярэдні кошт за карат ў аграненыя выглядзе вагаецца ад 1 да 5 долараў ЗША. А вядомы алмазны аналаг муассанит каштуе нашмат даражэй - 70-150 даляраў ЗША за карат.

Значным фактараў фармавання кошту на камяні з'яўляецца колер. Так, кошт алмаза жоўтага колеру складае 40-50 даляраў за 0,2 карата, але за камень аранжавай-ружовай афарбоўкі ў залежнасці ад памеру прыйдзецца заплаціць каля 3000 долараў.

сусветныя лідэры

На працягу апошніх гадоў сусветнымі лідэрамі па вытворчасці сінтэтычных камянёў лічацца Кітай, Японія, ЗША і Расея. Найбольш актыўна развівае гэты напрамак Кітай, пастаянна вынаходзячы новыя тэхналогіі сінтэзу.