Grkflower.ru

ГРК Флора
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как выращивать алмаз в домашних условиях?

В конце XVIII века ученые обнаружили, что алмаз — одна из форм углерода. Это положило начало многочисленным попыткам воссоздать драгоценный камень из подручных материалов: таких, как уголь или графит.

Как появились искусственные алмазы

Начиная с XIX века, многие известные физики и химики заявили об удачном завершении опытов по выращиванию алмазов. Правда, ни одно из таких заявлений не подтвердилось документально.

Лишь в 1927 году советский физик О. Лейпунский совершил прорыв, вычислив необходимые для процесса условия. Дальнейшие исследования и эксперименты проводились параллельно в СССР, США и Швейцарии.

HPHT и CVD

Создал и запатентовал первую рабочую установку синтеза кристаллов швед Балтазар Платен. Свой метод он подсмотрел у природы.

Платен воссоздал похожие условия: ячейку с никелем, кобальтом и железом раскаляли и обжимали многотонным прессом. Металлы в этом случае выступали катализатором, а прессы имитировали давление в тысячи атмосфер.

Такой способ получил название HPHT (High Pressure High Temperature) — высокое давление, высокая температура. Метод несовершенный, но простой и бюджетный. Сегодня он используется для массового изготовления технических алмазов и алмазной пыли.

В 60-х годах XX века был изобретен более совершенный метод CVD (Chemical vapor deposition) — химическое осаждение из газовой фазы. Суть технологии — в кристаллизации алмазов из углеводородного газа на выращенную методом HPHT подложку. CVD позволяет создавать более крупные и чистые кристаллы.

Нано-алмазы

Помимо HPHT и CVD, есть и другие, более узконаправленные, технологии:

  • детонационный синтез алмазов — высокие температура и давление получаются благодаря детонации графита. В результате разложения углеродосодержащих веществ образуются нанокристаллы;
  • ультразвуковой синтез наноалмазов — позволяет синтезировать микрокристаллы из суспензии графита в органической жидкости при обычном давлении и комнатной температуре.

Сходства и различия

Долгое время HPHT-алмазы и CVD-алмазы отличались от природных размерами — в искусственных условиях невозможно было вырастить камень крупнее карата. Но многие компании продолжают работать над устранением этого недостатка.

На сегодняшний день в искусственных условиях выращивают камни со следующими характеристиками:

размер6 и более карат
твердость10 по шкале Мооса
показатель преломления света2,417 — 2,419
цветD, E, F
чистотаот чистейших IF до технических SI
типв основном II (менее 0,001% азота)

У искусственных алмазов есть отличия от природных:

  • “искусственники” могут иметь включения металла, оставшиеся от производства;
  • на цветных камнях можно рассмотреть секторы роста, которые появляются из-за ускоренных процессов кристаллизации;
  • природные и искусственные кристаллы по разному люминисцируют в УФ-лучах.

Эти различия можно увидеть только на специализированном оборудовании. Поэтому поставщики и продавцы искусственных алмазов обязаны указывать на бирках к товару сведения о происхождении кристаллов.

Достоинства и недостатки искусственных алмазов:

Можно ли из графита получить алмаз?

Конечно, натуральные алмазы зачастую ценятся куда выше, чем созданные искусственным образом. При этом добытчики алмазов получают немалые прибыли. Однако, в погоне за собственным любопытством и иногда жаждой наживы, многие стремятся узнать, возможно ли получить этот драгоценный минерал искусственным образом?

Эти сомнения подстегиваются еще и тем, что состав графита и алмаза практически идентичен.

И в какой-то степени сомневающиеся правы – алмаз действительно можно получить путем некоторых манипуляций из простого графита. Это было доказано еще в 1955 году. Но для такого события понадобилось создать температуру в 1800 градусов по Цельсию и давление в 120 000 атмосфер. Можно ли сделать это проще?

Как возникли синтетические алмазы

Первые подделки драгоценного камня были вообще из стекла. Синтетические алмазы не такие дорогие, поэтому иногда их специально вставляли в ювелирные украшения, чтобы на торжественных мероприятиях, в случае кражи, не было трагедии.

Попытки сделать искусственные камни активно велись ещё в XIX веке, но они были безуспешными. В первой половине XX века учёным удалось определить условия, необходимые для формирования алмазов. В 1953 году на свет появился первый искусственный камень, а с 1956 года, благодаря фирме General Electric, производство искусственных алмазов достигло промышленных масштабов. Спрос на них постоянно рос, поскольку неимоверно твёрдый минерал использовали для режущих инструментов (резцов, стеклорезов, сверл). Более 80% всех синтетических алмазов сейчас производят на территории Китая. В основном выпускают очень мелкие кристаллы или вовсе пыль, чтобы применять её для шлифовки.

Совет 4: Как нарисовать алмаз

С тех давнишних времен, когда общество впервой узнало о существовании прозрачного бесцветного камня, не уступающего по своей твердости лишь закаленной стали, теснее много воды утекло. Но невзирая на это алмаз не утратил своей изначальной ценности, наоборот, о существовании этого драгоценного камня и его замечательной красоте сегодня знают фактически все. И правда алмаз имеет уйма граней, нарисовать данный завораживающий камень нетрудно.

Вам понадобится

  • – персональный компьютер;
  • – программа Photoshop.

Инструкция

1. Запустите на компьютере программу Photoshop и откройте новейший документ, установив следующие параметры: разрешение 350 х 350 пикселов и белый фон. Сейчас комбинацией клавиш «Shift+Ctrl+N» сделайте новейший слой и настройте на нем цвет переднего плана (ласково-голубой).

2. Нарисуйте фигуру четырехугольной формы (для этого потребуется перо – Pen Tool). По внешнему виду эта фигура напоминать должна силуэты грядущего алмаз а: острый угол внизу, два тупых угла слева и еще один противоположно расположенный им острый угол. Правой клавишей компьютерного манипулятора щелкните по полученной фигуре. После этого выберите опцию «образовать выделенную область» и установите параметры растушевки на 0 pxl, удостоверивши правильность своих действием нажатием «ОК».

3. С подмогой инструмента «Paint Bucket» исполните заливку фигуры цветом, тот, что был установлен для переднего плана.

4. Выделите прямоугольную область: одна сторона прямоугольника должна быть биссектрисой, выходящей из нижнего угла, а вторая, проходящая параллельно ей, должна проходить несколько правее правого угла фигуры. Обрежьте обведенную часть: нажмите DELETE либо залейте эту область белым цветом.

5. С подмогой сочетания клавиш «Ctrl+J» продублируйте слой, а после этого поверните его по горизонтали, исполнив следующую последовательность действий: Edit > Transform > Flip Horizontally.

6. Объедините два слоя путем нажатия «Ctrl+E». Начинает вырисовывать алмаз .

7. Для создания нового слоя нажмите следующую комбинацию клавиш: Shift+Ctrl+N. В его параметрах установите черный цветом переднего плана. После этого выделите нарисованный алмаз , позже чего перейдите в раздел «Редактирование» – «Исполнить обводку» и нажмите «ОК».

8. Сделайте новейший слой и с подмогой инструмента «Перо» нарисуйте двумя линиями горизонтальную рубеж, а позже залейте эту область черный цветом.

9. Сделайте новейший слой и, применяя «Перо», нарисуйте двумя линиями первую вертикальную рубеж. После этого, предпочтя «Образовать выделенную область», залейте черным цветом вертикальную рубеж. Подобно нарисуйте вторую вертикальную рубеж и выделите ее черным цветов.

10. Откройте новейший слой. Отредактируйте в нем параметры, установив белый цветом переднего плана. После этого возьмите кисть (параметры 200 px) и придайте алмаз у сияние.

11. Удалите белый слой и объедините все слои путем нажатия комбинации клавиш «Ctrl + Shift + E». Наш алмаз готов!

Читать еще:  Болгарский перец Как правильно выращивать в открытом грунте?

Видео по теме

Обратите внимание!
Непрерывно сберегайте внесенные метаморфозы!

Полезный совет
Несколько раз скопируйте нарисованный алмаз, непрерывно открывая новейший слой, и изменяйте размеры алмаза. Располагайте эти камни в различном месте и с разными углами наклона. Понемногу заполняя документ, дозволено нарисовать алмазный обои.

Конечно же создать настоящий алмаз в домашних условиях невозможно. Но любители экспериментов, которые хотят получить некое подобие алмаза в домашних условиях, могут воспользоваться такими компонентами:

  • дистиллированную воду;
  • пищевые красители (по желанию);
  • соль;
  • нить.

В воду всыпать соль в таком объеме, чтобы она перестала растворяться. После на ниточку поместите кристаллик соли. В таком виде опустите в раствор и выдержите несколько суток. Чтобы придать яркость минералу, добавить пищевые красители. Аналогичный метод можно задействовать с медным купоросом или сахаром. Более выразительные и красивые кристаллы получают из хромокалиевых и алюмокалиевых квасцов.

Как выращивают кристаллы

Сегодня камни изготавливают двумя основными способами – физическим и химическим. Реально создать бриллианты в домашних условиях.

Копирование природы

Алмазный зародыш кладут под пресс в камере с высокой температурой и давлением. Через неделю получается качественный аналог. При необходимости процедуру повторяют.

Бриллианты получаются в виде кубов или восьмигранников, что отличает их от натуральных. Технология известна как HTHP или «GEPOL».

В газовой среде

Алмазное семечко помещается в камеру с метаном или другим углеродсодержащим газом под низким давлением. Энергия СВЧ-пучка разрушает молекулы газа, а выпаренный углерод и водород накладываются на зёрнышко послойно, создавая алмазные пластины.

Процесс занимает два дня, за один раз можно вырастить несколько пластинчатых кристаллов-слоёв. У них шероховатые графитовые края чёрного или коричневого цвета. Кристаллы термообработкой доводят до блеска, гранят.

Характеристики выращенных в камере или капсуле экземпляров идентичны натуральным.

Создаём алмаз дома

Процесс проходит в микроволновой печи – идеально вымытой и высушенной. Понадобятся также:

  • три графитовых стержня толщиной 3 мм и длиной пару сантиметров – из простого карандаша;
  • две чашки;
  • оливковое масло;
  • льняная или хлопковая нить длиной 14–16 см.
  1. Налить немного масла в тарелку. По диаметру уложить нить, которая будет впитывать масло.
  2. Промасленную нить завязать некрепким узлом, пропустить сквозь него графит. Стержень кладут на опоры из спичек без головок или зубочисток.
  3. Узел затягивают вокруг стержня до упора на полчаса для пропитки маслом.
  4. Нить удаляется аккуратно, чтобы грифель не пострадал, а масло осталось на намеченном участке стержня.
  5. Кружку переворачивают вверх дном, укладывают на него параллельно два чистых стержня. На них выставляют промасленный графит. Конструкция накрывается второй чашкой.
  6. Все помещается в микроволновую печь на максимум по температуре и времени.

Рукотворный алмаз окажется на участке, где было сосредоточено масло. Оно может спровоцировать искры в печи, которые исчезнут через несколько минут. Вынимают после остывания.

Можно ли получить алмаз из графита в домашних условиях?

Как сделать алмаз самостоятельно? Этот вопрос волнует многих начинающих любителей химии, которые узнают о том, что между графитом и алмазом есть много общего.

Что же делать, если юному химику хочется вырастить кристалл самостоятельно? Драгоценный камень получить дома невозможно, зато можно вырастить соляной кристалл. Для этого в литре воды растворяют несколько столовых ложек соли. В раствор добавляют немного красителя, чтобы выращенный минерал был цветным. Затем в воду окунается скрепка, подвешенная на веревочке. Через несколько дней скрепка полностью скроется под слоем соли. В течение всего периода времени маленькому экспериментатору будет интересно наблюдать за оседанием кристалликов соли на металлической скрепке.

Технологии производства драгоценных камней

Первые попытки изготовления искусственных самоцветов относятся к 4000 г. до н. э. Это были бусины, покрытые синей эмалью, имитирующие лазурит. Позже аналоги драгоценных камней изготавливались из цветного стекла, потом — из пластика. Первый эксперимент, в результате которого ученым удалось вырастить минерал, относится к XIX веку. В своей лаборатории француз Марк Годен получил небольшие кристаллы рубина, пытаясь воспроизвести природные процессы кристаллизации.

Современным ученым доступны все знания предшественников, точные приборы и установки, способные создавать очень высокую температуру и давление. Химики и физики практикуют много методов для производства синтезированных камней, в том числе алмазов. Основой для их получения могут быть:

  • расплавы;
  • растворы;
  • газовые среды.

Соответственно, кристалл можно вырастить как преобразованием исходного твердого вещества, так и созданием образца из жидкой или газообразной фазы.

Одной из самых сложных технологий является получение алмаза. Разработка методов его синтеза отталкивалась от того, что бриллиант имеет тот же состав, что и графит. Но заставить одно вещество превратиться в другое непросто. Чтобы сделать алмаз, потребуется температура 1600 ℃ и выше и давление около 110 000 атмосфер. Существуют непроверенные народные методы получения алмаза из графита в домашних условиях с использованием электричества или взрывчатых веществ, но вероятность их успешного применения стремится к нулю.

Чтобы добиться от полученного алмаза ювелирного качества, потребуется еще более сложная промышленная методика, особенности которой производители не раскрывают.

Впервые камни ювелирного качества были получены в 1970 году в Америке компанией «Дженерал электрик»

Наиболее безопасный способ, который можно опробовать, чтобы вырастить алмаз вне лаборатории, требует применения следующих компонентов и приспособлений:

  • грифель из карандаша;
  • провод;
  • жидкий азот или вода;
  • источник напряжения.

Каждый из концов кусочка графита нужно обмотать проводом и заморозить грифель в жидком азоте. Если жидкого азота нет, можно поместить заготовку в емкость с водой и заморозить. Следующий шаг — соединить концы провода с источником напряжения и провести через грифель ток. В результате графит должен превратиться в алмаз, то есть приобрести его твердость.

Оптические свойства и цвет синтетических алмазов

Искусственный бриллиант имеет самый широкий спектральный диапазон из всех известных материалов: от ультрафиолетового до дальнего инфракрасного и микроволнового. В сочетании с механическими и термическими свойствами алмазы идеальны в производстве лазерной оптики, применении лазеров.

Бриллианты можно встретить в любом вообразимом цвете с бесчисленным количеством оттенков, тонов и уровней насыщенности. Цвет возникает из-за включений на уровне атомов, застрявших в кристаллической решетке камня.

Цвет состоит из 3 основных компонентов:

  • оттенок – аспект, дающий название цвету, например желтый или голубой;
  • тон – светлота или темнота цвета;
  • насыщенность – интенсивность и сила цвета.

Созданные в лаборатории бриллианты выращиваются в трех потрясающих цветах – желтом, синем и бесцветном. Эти цвета являются перманентными, никогда не меняются, не выцветают со временем или из-за температурного воздействия.

Рассмотрим более подробно:

  1. Белые бриллианты (бесцветные). Большинство людей могут распознать блеск и сверкание алмаза. Такие искусственные алмазы самые желанные среди выращенных в лабораторных условиях. Вырастить бесцветные бриллианты трудно и затратно по времени. Для того чтобы создать бесцветный алмаз, во время роста необходимо предотвратить попадание примесей азота (желтый оттенок) и бора (синий оттенок) в кристаллическую решетку. Вычленение примесей, а также ограничение этих элементов в росте сильно замедляет скорость роста кристалла. Бесцветные бриллианты являются наиболее популярными, но они менее доступны, даже и в качестве одного карата.
  2. Голубой бриллиант. Голубые бриллианты варьируются от блестящего небесно-голубого цвета до темного насыщенного синего, достигают 1,25 карата. Голубой цвет получается из-за примесей бора. Такие бриллианты сложнее выращивать, чем желтые.
  3. Желтый бриллиант. Желтые бриллианты доступны от чарующего яркого лимонного цвета до утонченного светло-желтого, достигают 2 карата. Желтый цвет получается из-за примесей азота. Допустим также и оранжевый цвет, придающий алмазу пламенную живость.
  4. Розовый, зеленый, красный и другие цвета бриллианта. В лаборатории возможно вырастить бесцветные, голубые и желтые камни, но также и бриллиант любых других цветов. Используя обработку после выращивания, можно сделать камень розовым, зеленым или красным.
Читать еще:  Где в россии выращивают лен и производят льняное масло

Как отличить искусственные бриллианты

Сегодня можно с уверенностью констатировать тот факт, что синтетические бриллианты перестали быть лабораторной редкостью и вышли на рынок в качестве альтернативы природным алмазам. Поэтому мы спешим рассказать Вам о современных методах идентификации искусственно выращенных алмазов ювелирного качества.

Благодаря активной контекстной рекламе интернет-магазинов, представляющих муассаниты как “синтетический аналог бриллиантов”, некоторые наши клиенты ошибочно относят синтетические бриллианты к имитациям бриллиантов, но это в корне неверно. Такие имитации, как фианиты и муассаниты, которые только выглядят похожими на алмазы, на самом деле имеют совершенно отличные от алмазов химические и физические свойства и легко распознаются геммологами без каких либо инструментов. В случае с лабораторно выращенными бриллиантами все гораздо сложнее.

В редких случаях эксперт может распознать искусственное происхождение бриллианта, используя стандартное оборудование для тестирования драгоценных камней. Но в данный момент, для точной идентификации происхождения алмаза необходимо использовать передовые научные инструменты, лидером в области диагностики бриллиантов традиционно является лаборатория GIA, создавшая обширную базу данных о геммологических свойствах алмазов.

Классифицирование алмазов по типу

Начиная с 30-х годов ХХ века ученые начали отмечать общие черты некоторых алмазов. На основании различий в прозрачности под воздействием ультрафиолетового излучения они сгруппировали алмазы в две основные категории, называемые сегодня тип I и тип II. В 1959 году они обнаружили, что атомы азота являются основной химической примесью в алмазах, но в отличии от типа I, алмазы типа II ее не содержат.

Подавляющее большинство природных бриллиантов — это тип Ia. Алмазы данного типа содержат много атомов азота, сгруппированных в кластеры или пары. Этот вид алмазов нельзя вырастить искусственно. Алмазы типа Ib содержат рассеянные или изолированные атомы азота, которые не находятся в парах или кластерах. Алмазы типа IIa почти не содержат азот, а алмаз типа IIb содержит бор. Бриллианты трех последних типов крайне редко встречаются в природе, но в свою очередь могут быть выращены в лаборатории.

В геммологических лабораториях алмазы типа I и типа II различают между собой по различию в прозрачности под коротковолновым ультрафиолетовым излучением. При этом, для окончательного разделения потребуется применение инфракрасной спектроскопии, технологии, доступной лишь крупным научным центрам.

Тип алмаза (Цвет)ПриродныйHPHT синтетическийCVD синтетический
Ia (бесцветный)Часто
Ib (желтый)РедкоВозможноРедко
IIa (бесцветный)РедкоВозможноВозможно
IIb (голубой)РедкоРедкоРедко

Как растет алмаз

Кристаллы природных бриллиантов образовались миллионы, а иногда и миллиарды лет назад глубоко в недрах нашей планеты (более 160 км). Намного позже они поднялись на поверхность в результате извержений вулканов. Эти извержения образовали узкие вертикальные трубки из магматической породы, называемой кимберлитом. Содержание алмазов в кимберлитовых трубках мизерно — в среднем для нахождения алмаза весом в 1 карат необходимо переработать 200 тонн руды.

Алмаз рождается в определенном диапазоне температуры и давления. В природе алмазы формировались при более высоких температурах ,чем выращиваемые сегодня человеком. Высоких температурах естественной среды кристаллы алмаза формируются в виде октаэдра (две соединенные основаниями пирамидки). В условиях лаборатории, где нет возможности создать аналогичную температуру, структура выращенных кристаллов будет иметь кубическую форму. Внутри природного бриллианта атомы азота за миллионы лет группируются в пары или кластеры, поэтому большинство природных бриллиантов (более 95%) относятся к типу Ia.

Синтетические алмазы выращиваются в течение очень короткого времени — от нескольких недель до нескольких месяцев, в условиях, отличных от образования природных алмазов, поэтому форма кристалла синтетического алмаза отличается от формы натурального алмаза, но, лишь, до процедуры огранки алмаза в бриллиант.

Технологии синтеза бриллиантов

Первый искусственный алмаз был получен в середине 1950-х годов в виде крошечных кристаллов. Потребовалось 40 лет для того, чтобы вырастить крупные кристаллы алмазов, пригодные для использования в ювелирных изделиях. Совершенствование технологии выращивания бриллиантов продолжается и по сей день и с каждым годом все больше компаний вовлекается в этот процесс. В след за De Beers, свои подразделения по производству и огранке синтетических бриллиантов открыли практически все крупнейшие игроки на рынке ювелирных алмазов. Подавляющее большинство мощностей по производству искусственных бриллиантов, на сегодняшний день, сосредоточено в Китае.

Традиционный метод синтеза алмазов, называемый ростом при высоком давлении и высокой температуре (HPHT), заключается образовании кристалла алмаза из расплавленного металического сплава, такого как железо (Fe), никель (Ni) или кобальт (Co). Более современный метод называется CVD — химическое осаждение атомов углерода из фазы пара в вакуумной камере или ростом при низком давлении и высокой температуре (LPHT). В обоих методах в качестве инициации роста используется кристалл алмаза или пластинка.

Синтез HPHT

В технологии HPHT алмаз выращивается в маленькой капсуле, в которой создается очень высокое давление. Внутри капсулы исходный материал алмазного порошка растворяется о флюсе расплавленного металла, а затем кристаллизуется на затравке с образованием кристалла синтетического алмаза. Бриллиант синтезируется от нескольких недель до месяца и более.

Кристаллы синтетического алмаза HPHT обычно имеют кубические грани в дополнение к октаэдрическим. Поскольку формы кристаллов натурального алмаза и алмаза выращенного методом HPHT различны, отличаются и их внутренние схемы роста, что служит одним из самых надежных способов диагностирования подобных алмазов.

Получающиеся в результате огранки синтетические HPHT бриллианты часто демонстрируют визуальные особенности, такие как неравномерное распределение цвета, зонирование флуоресценции и паттерны зернистости связанные с крестообразной структурой начальной затравки. Также весьма распространенные случайные включения темного металлического флюса (возможны слабые магнитные свойства). В некоторых случаях бриллиант проявляет стойкую фосфоресценцию после выключения ультрафиолетовой лампы. Эти синтетические алмазы могут быть идентифицированы с использованием лабораторных методов, например, спектроскопии.

Большинство выращенных HPHT бриллиантов желтого, оранжево-желтого или коричневато-желтого цвета. Почти все они относятся к типу Ib, который редко встречается в природных бриллиантах.

Создание бесцветных бриллиантов с помощью технологии HPHT нетривиальная задача, так как необходимы ингибиторы, способные удалить из растущего кристалл алмаза атомы азота. Кроме того скорость роста бесцветного алмаза (типа IIa или слабого типа IIb) с приемлемой чистотой, ниже чем для синтетического алмаза типа Ib, что требует более длительного времени роста и большего контроля за параметрами температуры и давления. На сегодняшний день эти проблемы решены и установки последнего поколения позволяют выращивать бесцветные или голубые кристаллы для бриллиантов свыше 10 карат.

Добавление бора в систему роста приводит к появлению синих кристаллов. Другие цвета, такие как розовый или красный, могут быть получены в результате обработки облучением или нагревом уже выращенных алмазов.

Синтез CVD

Технология CVD подразумевает под собой рост алмаза внутри вакуумной камеры, заполненной газом, содержащим углерод, например, метаном. С помощью лазера разрушаются молекулы газа и атомы углерода осаждаются на подготовленные затравочные пластины. Кристаллизация занимает несколько недель, при этом выращиваются несколько алмазов одновременно. Точное количество зависит от размера камеры и числа ячеек, в которых происходит рост. Синтезированные алмазы часто имеют графит на внешних поверхностях и коричневый цвет, которые удаляется термической обработкой перед огранкой в бриллиант.

Большинство CVD бриллиантов имеют коричневые или сероватые оттенки, но если при синтезе используется небольшое количество азота или бора, могут образоваться желтые, розово-оранжевые или синие кристаллы. Бесцветные алмазы легче получать с помощью этого метода, но для их роста требуется больше времени. На данный момент, считается, что большая часть бесцветных бриллиантов, выращенных по технологии CVD это коричневые алмазы обесцвеченные помощью технологии HPHT. CVD алмазы чаще всего относятся к типу IIa, а также имеют другие гематологические свойства, нежели алмазы, созданные по технологии HTHP. Они более прозрачны, демонстрируют более равномерную окраску (в случае сохранения оттенка или фантазийного цвета) и имеют собственный “полосатый” паттерн при просмотре через скрещенные поляризационные фильтры. Так же для CVD бриллиантов характерны микроскопические включения графита.

Как и HPHT, технология CVD продолжает улучшаться, предлагая потребителям всё большие размеры и лучшие характеристики чистоты. На сегодняшний день, встречаются бриллианты, выращенные по технологии CVD и имеющие вес более 4 карат.

Идентификация синтетических бриллиантов

За последние 10 лет на рынке лабораторного синтеза алмазов ювелирного качество появилось большое количество компаний. Они постоянно улучшают характеристики чистоты и цвета, а также вес, выращиваемых бриллиантов. Несмотря, на это ведущие лаборатории вроде Международного Геммологического Института (IGI) и Геммологического Института Америки (GIA) встречают синтетические бриллианты крайне редко, в основном неосознанно отправленные как натуральные бриллианты. Хорошим показателем редкости синтетических алмазов служит тот факт, что специализированный сертификат для выращенных бриллиантов был введен крупнейшей лабораторией GIA только в 2019 году. Пионером выступила лаборатория IGI, предложившая отдельный сертификат для синтетических бриллиантов гораздо раньше GIA. Поэтому большинство искусственных бриллиантов на рынке сегодня имеют сертификат IGI.

Для идентификации происхождения алмаза необходимо несколько видов оборудования, в том числе рефрактометр, ультрафиолетовая лампа, бинокулярный микроскоп, полярископ и некоторые дополнительные инструменты тестирования, стоимость которых может составлять сотни тысяч долларов, так как по мере дальнейшего улучшения качества синтетических бриллиантов их все сложнее отличить от натуральных.

Бриллианты HTHPБриллианты CVD
Неравномерное распределение цветаРавномерное распределение цвета
Паттерн зернистостиОтсутствие паттерна зернистости
Необычный цвет флуоресценцииНеобычный цвет флуоресценции
Редко фосфоресценцияРедко фосфоресценция
Включения в виде металлического флюсаИногда включения в виде темных точек
Отсутствие «полосатого» паттерна«Полосатый» паттерн

Цветные синтетические алмазы, выращенные по технологии HTHP часто имеют неравномерную окраску, которую можно увидеть на просвете с помощью микроскопа и, при необходимости, погрузив ограненный камень в воду или минеральное масло, чтобы минимизировать поверхностные блики. Такое цветовое зонирование обусловлено тем, как примеси, такие как азот, интегрируются в кристалл алмаза по мере его роста. Иногда природные алмазы, так же, демонстрируют цветовое зонирование, но оно отличается от геометрически-идеальной схемы HPHT алмазов.

Лабораторные HPHT бриллианты часто содержат непрозрачные черные включения затвердевшего металла, имеющие характерный отблеск. Алмазы с подобными включениями могут иметь магнитные свойства. Бриллианты, выращенные по технологии CVD не имеют металлических включений, хотя могут содержать включения графита или какого-либо другого минерала.

Если просмотреть натуральный бриллиант между двумя поляризационными фильтрами, ориентированными под углом 90 градусов друг к другу, бриллиант часто демонстрирует ярку перекрестную штриховку или мозаичный рисунок интерференции (деформации) цветов. Эта интерференция возникает в результате воздействия на кристалл давления, когда он находился глубоко по поверхностью Земли или во время его экстракции на поверхность в результате извержения. В отличии от природных, синтетические алмазы растут в среде, практически, равномерным давлением, они не подвергаются экстремальным нагрузкам поэтому не показывают какого либо рисунка деформации.

Флуоресценция синтетических алмазов также очень полезна для идентификации — она часто сильнее проявляется в коротковолновом, нежели в длинноволновом ультрафиолета, при этом имеет характерный паттерн (рисунок).

Выращенные HPHT бриллианты имеют тенденцию проявлять крестообразный рисунок флуоресценции на короне или павильоне органичного бриллианта. Синтезированные по технологии CVD бриллианты при просмотре через грани павильона могут иметь полосатый паттерн. Типичные цвета флуоресценции — зеленый, желто-зеленый, желтый, оранжевый или красный. Когда ультрафиолетовая лампа выключена, синтетические бриллианты могут фосфоресцировать (светиться) более минуты.

В лаборатории GIA используется прибор DiamondView визуализирующий флуоресценцию тестируемых бриллиантов, тем самым позволяя выявить характерные закономерности роста кристалла алмаза. К сожалению, стоимость данного прибора не позволяет применить его в отечественных лабораториях.

Настоящей проблемой для ювелирной отрасли является проверка мелких бриллиантов, партии которых зачастую представляют смесь из тысяч натуральных и синтетических бриллиантов. Огромной популярностью на зарубежных выставках, сегодня, пользуется экспресс-тест мелких бриллиантов, осуществляемый экспертами GIA с помощью специально разработанной автоматической установки.

Сегодня производство синтетических бриллиантов настолько популярно, что лаборатория GIA приобрела собственное оборудования для выращивания и последующего исследования бриллиантов по технологии CVD.

Перспектива развития синтеза алмаза

Будущее синтетического алмаза начинается именно сегодня. Искусственный минерал стал символом времени, и вскоре у людей появится доступ к недорогим и красивым изделиям. Но пока технологии находятся на стадии развития и совершенствования. Например, лаборатория в Москве способна выращивать по вышеперечисленным технологиям до 1 килограмма алмазов в год. Конечно, этого мало для обеспечения потребностей промышленности. Дальнейшие обработки добываемых камней также требуют времени и оборудования.

Поэтому пока добыча алмазов ведется традиционными способами, и никто не отказывается от разработки новых месторождений, открытия кимберлитовых трубок. Как только появилось производство искусственных алмазов, компания De Beers — практически монополия на рынке алмазов — начала переживать о своем бизнесе. Годовой оборот концерна составляет до 7 миллиардов долларов в год. Но пока синтетические камни не являются конкурентами натуральным алмазам, а их доля на рынке достигает всего 10%.

А еще, вместе с синтезом, развивалась и геммология, которая позволяет рассказать о происхождении камня. Синтетические алмазы можно легко отличить от натуральных. В качестве признаков выделяют:

  • включения металлов в камнях из лаборатории;
  • секторы роста, которые определяются в цветных алмазах;
  • разный характер люминесценции алмазов.

Технологии и знания ученых совершенствуются с каждым днем. Процесс запущен, над ним работают специалисты. В скором времени мир увидит результаты и, возможно, даже откажется от традиционной добычи алмазов из недр земли.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector