Diamants artificials: com són, com s'obtenen i on s'utilitzen?
Els diamants destaquen per la seva densitat estructural única, que permet que la pedra suporti càrregues pesades i altes temperatures. Aquesta propietat s'utilitza en experiments i desenvolupaments espacials, en la producció de dispositius mèdics i rellotges de precisió i en la indústria nuclear. Després de tallar, el bell mineral es converteix en un diamant, molt apreciat pels joiers. Les tecnologies modernes permeten crear-lo en condicions artificials, reduint el preu sense perdre qualitat.
Peculiaritats
Per a un ús actiu a escala industrial, des de 1993 es produeixen diamants artificials. La seva qualitat era tan alta que els joiers requerien proves especials per determinar l'autenticitat de les pedres. Per al consumidor mitjà, la diferència no era gens evident, de manera que moltes empreses van començar a utilitzar cristalls per crear joies de luxe.
Als laboratoris moderns, es conreen diversos tipus d'aquesta pedra sintètica: cerussites, fabulites, pedreria, ferroelèctrics, moissanites. Es considera el cub més bonic i net de diòxid de zirconi, que s'anomena "zirconi cúbic". S'utilitza en moltes àrees de la indústria i complementa les col·leccions de les cases de moda Thomas Sabo i Pandora.
Característiques clau dels diamants cultivats:
- baix cost en comparació amb les pedres naturals (el preu és de 10 a 15 vegades menys);
- facilitat de tall;
- sense defectes ocults que afectin la duresa (bombolles d'aire, esquerdes);
- imitació completa d'un diamant real després del tall.
Entre els amants de les pedres belles, també es van dividir les opinions sobre les propietats d'una pedra no natural. Alguns d'ells creuen que només un diamant real és capaç d'allunyar els mals esperits, protegir el seu propietari dels danys i el mal d'ull i ajudar-lo en els afers comercials.
Els propietaris de diamants d'imitació afirmen que les seves joies són igualment efectives per emetre energia positiva i portar bona sort.
Les pedres artificials han estat desenvolupades en els últims anys per les marques conegudes Diamond Foundry, Helzberg's Diamond Shops i LifeGem. Aquest negoci als Estats Units es considera el més rendible i prometedor, ja que el dany al medi ambient és mínim. A més, molts experiments geològics demostren que el període de formació dels diamants a la natura ha acabat. Per tant, el desenvolupament de nous jaciments aviat passarà a ser cosa del passat.
Historial de rebuts
Els diamants reals han estat populars durant segles. Els diamants cars adornaven la roba i les corones reials, eren heretats i entraven a les reserves d'or del tresor de molts països. Encara avui, els minerals facetats són la millor inversió i només augmenten de valor cada any.
Per tant, els primers desenvolupaments i intents de crear una pedra sintètica van començar a finals del segle XIX.
El primer diamant artificial va ser obtingut l'any 1950 per científics suecs al laboratori ASEA. Després de la investigació, la seva experiència va ser repetida per l'empresa americana General Electric l'any 1956, millorant la tecnologia. Al llarg de diverses dècades, han aparegut nous mètodes i desenvolupaments que han permès canviar l'ombra, la forma i la mida d'un mineral sintètic. L'any 1967 es va obtenir una patent per al cultiu de pedres precioses.
La història de la seva producció a la Unió Soviètica comença amb la primera pedra, que es va sintetitzar a l'Institut de Física i Alta Pressió a finals dels anys 50 del segle passat. Però el treball actiu en aquesta direcció el porta a terme el científic OI Leipunsky, que va publicar molts articles i càlculs científics el 1946.
El seu treball en el camp de la química es va utilitzar com a base per a nous mètodes, pràcticament es van convertir en la base per a la producció industrial moderna de diamants artificials.
Un autèntic avenç es va produir a principis dels anys 60 del segle passat, quan joves científics del Laboratori d'Alta Pressió de Moscou van crear una premsa especial. Amb la seva ajuda, va ser possible establir una producció a gran escala de pedres resistents: el volum va arribar als mil quirats per dia. Tots els diamants industrials produïts van ser utilitzats per a les necessitats de cohetes i enginyeria mecànica, van ser exportats, amb milers de milions de beneficis.
En els darrers anys, les cases de joieria privades i els laboratoris científics han desenvolupat noves tecnologies a Rússia.
Atreuen experts estrangers de Sud-àfrica, EUA i Europa, intentant reduir el cost del mètode.
Com es fan els diamants sintètics?
Els diamants artificials cultivats als laboratoris de les principals empreses químiques són difícils de distingir de les pedres reals en termes de transparència i brillantor. Però tots els mètodes coneguts requereixen grans inversions i són laboriosos.
Per tant, la tasca principal dels científics és trobar l'equilibri perfecte entre qualitat i cost de producció.
Tècnica HPHT
HPHT o alta pressió, alta temperatura és la tecnologia més comuna. Els científics van posar pedres reals de 0,5 mm de mida sobre la base de zirconi cúbic sintètic. En una cambra especial, segons el principi de funcionament, que recorda a un autoclau, es crea una combinació d'una temperatura d'almenys 1400 ° C i una pressió de 55.000 atmosferes. A la base natural s'apliquen diversos compostos químics i capes de grafit.
Després de 10 dies d'aquesta exposició, es formen forts enllaços sigma, les articulacions al voltant de la base es formen en una pedra dura i transparent.
Aquesta tecnologia recrea al màxim les condicions naturals per a l'aparició del mineral, per la qual cosa la qualitat sempre és la millor, els defectes queden pràcticament exclosos.
Producció de CVD o síntesi de pel·lícules
Aquesta tecnologia és una de les primeres en el cultiu de minerals artificials. S'utilitza àmpliament quan cal crear un revestiment de diamants especialment fort i afilat, per crear diamants d'alta qualitat. Tots els components i el substrat de diamant es col·loquen en cambres especials que creen un buit. Després d'omplir-se de metà, comença l'exposició als raigs de microones, ben coneguts pel treball d'un forn de microones. A altes temperatures, els compostos químics del carboni comencen a fondre i es combinen amb la base.
La tecnologia CVD produeix diamants d'alta qualitat que no són inferiors en propietats als reals. Sobre la seva base, s'està desenvolupant una tecnologia per substituir les plaques d'ordinador resistents al desgast, els dielèctrics i els bisturís ultra prims en oftalmologia.
Els científics esperen que en un futur proper per a 1 quirat de pedres sintètiques obtingudes amb aquesta tecnologia, serà possible reduir el preu a 5-8 dòlars.
Tècnica de síntesi explosiva
Un dels últims desenvolupaments és el mètode de síntesi explosiva. Es basa en una combinació d'escalfament brusc d'una mescla química mitjançant una explosió i la congelació posterior del mineral resultant. El resultat és un diamant sintètic natural fet de carboni cristal·lí. Però l'elevat cost fa que els químics cerquin noves opcions per a la síntesi de massa de pedra.
Àmbit d'aplicació
Entre tots els diamants, les pedres sintètiques només ocupen el 10% del mercat. Els cristalls de zirconia cúbic econòmics s'utilitzen per fer joies de dones. Les cases de moda famoses decoren vestits de nit, bosses de mà i sabates amb ells, i els utilitzen en una decoració exclusiva.
Els joves progressistes els trien cada cop més per la seva seguretat i respecte al medi ambient.
Més del 90% dels diamants artificials s'utilitzen a la indústria. Principals direccions:
- rectificadores d'alta precisió, eines per tallar materials durs;
- microelectrònica i fabricació d'ordinadors;
- indústria de defensa;
- robòtica;
- làsers únics per a la cirurgia ocular;
- Enginyeria Mecànica;
- noves màquines-eina en metal·lúrgia;
- ciència dels coets.
Els avenços recents inclouen l'ús de diamants sintètics per fer una lent artificial. Les operacions de trasplantament han demostrat que la claredat i la facilitat de tall fan que l'implant sigui ideal per al pacient.
Té l'angle correcte de refracció i durabilitat.
Comparació amb pedres naturals
La indústria produeix diamants sintètics, que són tan semblants a un cristall natural que calen una sèrie de proves de laboratori per identificar-lo. Fem una ullada a les diferències més habituals.
- Tots els diamants cultivats artificialment tenen un segell especial. Dóna el nom de l'empresa o laboratori que ha produït el producte.
- És millor utilitzar un microscopi potent en lloc d'una lupa per a la inspecció. Als tallers, els defectes es detecten mitjançant un espectrògraf i s'il·luminen sota raigs ultraviolats.
- Els diamants reals no responen als camps electromagnètics. Podeu utilitzar aquesta propietat com a mètode de prova: una pedra sintètica és atreta per un imant fort.
- Si cal identificar un diamant a casa, es col·loca sobre un paper blanc gruixut. Una inspecció detallada revela zones de creixement que sorgeixen quan es forma una capa de carboni a alta pressió.
- Les pedres naturals es creen a partir dels cristalls més petits, per tant tenen una estructura homogènia. Quan es veuen en detall sota un microscopi, els productes no naturals semblen estar compostos per molts cristalls microscòpics.
Les borses de diamants de tot el món utilitzen instruments especials Diamond Check i M-Screen per a l'anàlisi.
En només 10-15 segons, permeten distingir els sintètics de la pedra natural amb una precisió del 95-98%, donen la màxima informació sobre la qualitat i l'estructura del cristall.
La producció de diamants sintètics es descriu al següent vídeo.
