Методики выращивания искусственных камней

Алмаз обладает достаточно низким коэффициентом трения по металлу. Его твердость и высокая оптическая дисперсия позволили использовать самоцвет в виде драгоценного камня. В отличие от иных представителей этой группы, он отлично подходит для ежедневного использования благодаря своей высокой устойчивости к царапинам. Причинить дефекты кристаллу способен лишь другой алмаз.

Поверхность самородка гидрофобна и липофильна (не смачивается водой), но отменно смачивается жирами. Это качество часто применяют для дифференциации подлинника и подделки. Масляные вещества на имитации не смачивают полностью поверхность, а выглядят, как маленькие капельки. Смазанная подделка не прилипает к стеклу, в отличие от оригинала.

Алмазы относятся к группе устойчивых к химическим веществам самородков. При комнатной температуре минералы не вступают в реакцию со щелочью и кислотой. Воздействуя на кристалл солнечными лучами, ультрафиолетом, катодным и рентгеновским светом, наблюдают, как алмазы начинают светиться разными оттенками:

  • белым;
  • стальным серым;
  • коричневым;
  • черным и иными.

Редко в природе встречаются полностью прозрачные и совершенно бесцветные камни. Природный алмаз всегда содержит хотя бы мизерное количество примесей и имеет дефекты.

Незначительные примеси окрашивают самородок в такие цвета:

  • бор обеспечивает синий тон;
  • азот — желтый;
  • радиационное воздействие — зеленый;
  • изъяны кристаллической решетки обеспечивают коричневый цвет.

Также имеются фиолетовый, красный, оранжевый и розовый оттенки алмаза. Но химически чистый, совершенный по структуре камень целиком прозрачен, у него отсутствуют оттенки.

Внешне отличить искусственный самоцвет от натурального очень сложно. Имитация не имеет ни вкраплений, ни дефектов, имеет те же физико-химические свойства, что и оригинал.

Но отличает имитацию и оригинал сроки и пути получения самоцвета. Натуральные камни формируются миллионы лет в естественной среде, копии же изготавливаются за считанные часы (1–2 мг/ч) в лабораториях.

Увидеть различия можно с помощью профессионального оборудования. При увеличении в 80 раз и более видна зернистая структура синтетического камня. А еще известно, что они реагируют на магнит. Если положить самоцвет на белый лист бумаги и при этом по краю камня будет видна белая полоса, то скорее всего он искусственный.

В условиях специализированной лаборатории можно найти отличия с помощью флюоресцентного анализа, Рамановской и инфракрасной спектрометрии, спектроскопии.

Разработаны специальные приборы для идентификации кристаллов: «DiamondSure» и «DiamondView».

Методов создания синтетических бриллиантов известно немало. Алмаз – самый твердый камень на земле, поэтому и разработчики его аналогов стараются, чтобы их изделия не уступали эталону. С этой целью строятся огромные комплексы, в которых соблюдаются определенные условия, используется новейшее оборудование.

Искусственный алмаз: как называются синтетические бриллианты, получение в промышленности, отличие от настоящего и из чего их делают, свойства, фото
Выращивание алмазов

Ниже приведены самые распространенные методики выращивания искусственных бриллиантов:

  1. В лаборатории создаются условия, максимально приближенные к тем, в которых образуются алмазы в природе. Для этого используется пресс с высоким давлением. Внутри корпуса этого пресса есть специальный отсек. В отсек в специальной капсуле помещают графит, который под давлением превращается в алмаз. К капсуле подводят электричество. Вначале ее охлаждают, затем происходит сжатие прессом и подается электрический импульс. Затем лед размораживается, а готовый алмаз вынимается из капсулы. Полученные таким образом алмазы получаются мутными и пористыми, применяются больше в промышленных целях.
  2. Наращивание камня в среде метана. К природному алмазу, который используется в качестве «затравочного» материала, наращивается дополнительная масса. Алмаз нагревают до температуры 1111 градусов. Поднимать температуру выше нельзя, т. к. при 1200 градусов камень начинает превращаться в графит. В капсулу к раскаленному алмазу добавляют атомы углерода. В таких условиях за 1 час наращивается примерно 0,2 % углерода от общей массы затравочного алмаза.
  3. Метод взрыва. Используется для получения алмазной пыли. На специальной подогретой поверхности размещают графит, который при детонационной волне становится алмазной пылью.
  4. Применение катализаторов. В качестве катализаторов применяются такие металлы, как железо, родий, палладий, платина. Металлы-катализаторы позволяют облегчить процесс производства алмазов, т. к. в этом случае требуется меньше давления и температура не такая высокая. Сами кристаллики получаются в пространстве между раскаленным графитом и пленкой металла-катализатора. Полученные этим способом алмазы применяются в основном в промышленных целях.
Предлагаем ознакомиться  Искусственные камни для ювелирных изделий

Исторические сведения

Впервые искусственный алмаз стал известен благодаря космосу, а конкретнее — упавшему с неба метеориту. Это случилось в начале прошлого века во Франции, после чего французский исследователь Анри Муассан в образовавшемся после падения кратере обнаружил камень, очень схожий по свойствам с алмазом. Впоследствии за свое открытие Муассан был удостоен Нобелевской премии, и в его честь получил название открытый им камень — муассанит.

Искусственный алмаз: как называются синтетические бриллианты, получение в промышленности, отличие от настоящего и из чего их делают, свойства, фото
Муассанит

В Швеции в 1950 году местные ученые впервые вырастили драгоценный камень лабораторным путем. Отличились в создании искусственно выращенных бриллиантов и советские ученые. В 1976 году на основе углеродистых соединений им удалось создать аналог, который называется фианитом.

Эксперименты ученых по созданию алмазов

С момента открытия драгоценного минерала многие стремились найти секрет его создания. Многие века ученые умы бились над разгадкой. Только с XIX века физикам и химикам удалось осуществить удачный опыт по выращиванию алмазов. Хотя документальных подтверждений этому нет. В 1927 году советский физик О. Лейпунский смог совершить прорыв, выявив необходимые условия для процесса. Многие ученые США и Европы подключились к подобным опытам и до сих пор продолжают их.

Несколько лет назад учеными из Северной Каролины удался опыт. Они заставили углерод под кратковременным воздействием лазерного пучка нагреться до 3800°С, затем его резко охладили и получили наиболее твердую форму, именую Q-углеродом. Практически такой же кристалл можно получить при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении, конечно, если есть лазер в пользовании.

  • огромное давление;
  • температура 2500°С;
  • специализированное оборудование.

Разновидности искусственных алмазов

Существуют два основных вида искусственных алмазов: с естественной структурой (фианиты, муассаниты) и т. н. «заменители» — кристаллы, полимеры, рутилы. У каждого из вышеперечисленных представителей рынка синтетических алмазов есть свои особенности:

  1. Фианиты – бывают различных цветов, хорошо отбрасывают блики. Наиболее ценным считаются бесцветные экземпляры. Отличаются от натуральных бриллиантов весом: как правило, фианит немного тяжелее. К недостаткам камня относят его свойство быстро мутнеть, также он царапается.
  2. Муассаниты – относятся к самым ценным синтетическим бриллиантам. Свою репутацию камень приобрел благодаря прочности, гладкости и яркому сиянию. От природного алмаза отличается чересчур сильными бликами.
  3. Стразы – имитация благородного камня, которая повсеместно используется для дизайна одежды, аксессуаров, маникюра и т. д. Создаются из стекла или акрила. Наиболее популярным производителем страз является австрийская фирма «Сваровски». Товары этого бренда имеют спрос во всем мире благодаря широкому ассортименту, демократичным ценам и неплохому качеству.
Искусственный алмаз: как называются синтетические бриллианты, получение в промышленности, отличие от настоящего и из чего их делают, свойства, фото
Стразы

На территории СНГ крупнейшим предприятием, где производится добыча алмазов, является группа компаний АЛРОСА. Долгое время на посту управляющего АЛРОСА был Андрей Жарков. На данный момент Жарков больше не возглавляет предприятие, т. к. открыл собственное предприятие по производству синтетических алмазов.

Как создать алмаз в домашних условиях

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.

Методики выращивания искусственных камней

Процесс образования камня требует особых условий. Специалисты утверждают, что в глубинах земной коры (более 400 км) присутствуют значительные запасы воды, имеющей большую температуру. После насыщения этих океанов углеродом иногда происходит его выброс — потоки устремляются вверх, там охлаждаются, после чего образуются пузыри воздуха, которые за несколько минут становятся алмазами.

Предлагаем ознакомиться  Камень Демантоид: свойства, кому подходит украшения, значение

В лабораторных условиях выращивание синтетических алмазов осуществляется по разной технологии:

  • Высокое давление. Это самый действенный вариант. Формирование минерала выполняется при максимально похожих на естественные условиях. Чтобы получить кристалл, необходим пресс, обеспечивающий нагнетание высокого давления. В оборудование помещают цилиндр с графитом внутри. В емкости присутствуют отверстия, через которые подается вода с хладагентами. Жидкость поступает под давлением, она сжимает графит, существенно ускоряя его заморозку. Камеру охлаждают до показателя -12°С, продолжая сжимать давлением цилиндр, пока не достигнут значения 20000 атмосфер. Затем через графит необходимо пропустить ток. Через некоторое время размораживают камеру, извлекая из емкости готовый алмаз. Полученный минерал совершенно идентичен природному образцу. Исключение — его оттенок (он у такого алмаза серый). Показатель же прочности намного превышает аналогичное значение у натурального самородка. Применение в технологическом процессе высокого давления позволяет в результате процедуры получить только технический камень, который не подходит для использования в ювелирном производстве. Дома невозможно создать подобный аппарат, способный поддерживать такую высокую температуру при колоссальном давлении.Аппарат для выращивания алмазов
  • Создание кристаллов в метане. Для проведения опыта необходимо использовать специальное оборудование. Алмаз образуется в вакууме и наполненной метаном сфере. Готовый кристалл получается в виде куба, у него качественное кристаллическое строение, продукт окрашен в черный оттенок. Применяются такие кристаллы для технических целей и ювелирных изделий.
  • Выращивание драгоценного камня в процессе взрыва. Создают условия, которые имитируют мощный взрыв. В результате получают твердые, кристально чистые самородки. Они вполне могут применяться для изготовления украшений. Для создания кристалла графит предварительно разогревают. При взрыве в камере образуется правильная кристаллическая крошка алмазного минерала. Готовые образцы по всем своим химико-физическим параметрам, даже по цвету, идентичны настоящим самоцветам. Единственный минус — после взрыва получают изделия только небольшого размера.

Получение самоцветов при низкой температуре невозможно. Для того, чтобы ответить на вопрос, как вырастить алмаз, необходимо понимать, что образование кристаллической решетки минерала напрямую связано с температурой: чем она выше, тем вероятнее получение искусственного самородка.

Внешне оригинал и имитация – неотличимы: нет ни примесей, ни дефектов. Стоимость за диоксид циркония начинается от 1,5 долларов за 1 карат, муассанита – от 75 долларов за 1 карат. Желтый алмаз стоит от 200 долларов, а розовато-оранжевый – от 3000 долларов за 1 карат.

Натуральные алмазы – ресурс, который в скором времени иссякнет. По некоторым данным, земля уже исчерпала ресурсы для производства натурального минерала. Поэтому производство искусственных самоцветов все больше и больше набирает популярность.

Знали ли вы о существовании искусственных алмазов? Рассказывайте о своем опыте в комментариях. Делитесь статьей с друзьями в соцсетях. Всего доброго.

Стоимость искусственных бриллиантов

Ценообразование синтетических бриллиантов зависит от многих факторов. Среди них и сложность производства, цвет, огранка и т. д. Особое внимание надо уделять нынешним тенденциям на рынке драгоценных камней. В зависимости от веяний моды спросом в разное время пользовались рутилы, фианиты, муассониты. Люди, чей интерес к камням вызван не столько эстетическими потребностями, сколько финансовыми, вкладывают инвестиции в производство синтетических бриллиантов.

Например, некоторые экземпляры муассонита стоят дороже настоящих бриллиантов. Все дело в технологии производства и огранке камня. В США цена на муассонит колеблется от 70 до 150 долларов за карат. Намного дешевле обойдется фианит: его стоимость составляет от 1 до 5 долларов. Цена искусственных алмазов зависит и от цвета.

Как выращивают кристаллы

Для производства искусственных алмазов используют несколько технологий.

  1. HPHT – термобарический способ (температура и давление). Камни, полученные этим методом, стоят относительно недорого, т. к. затраты не высоки. Суть заключается в нагреве (1500 градусов) углерода под высоким давлением (50000–70000 атмосфер) при участии металлов-катализаторов.
  2. CVD – метод химического осаждения из газовой фазы. Камни, выращенные данным методом, используют в оптике и электронике. С помощью нагревания (3100 градусов) или СВЧ-излучения углеводородный газ (метан) осаживают на кремниевую пластину. Получается пленочка толщиной 2–3 мм.
  3. Взрывной синтез. Из графита под высоким давлением за счет детонации взрывчатых веществ производят искусственную копию.
  4. Ультразвуковая кавитация. В органический растворитель добавляют суспензию графита при нормальных условиях, и под действием ультразвуковой кавитации выращивают искусственный минерал.
Предлагаем ознакомиться  Алмазы изумруды малахит это

В настоящее время наиболее популярно получение алмазов с помощью первых двух методик.

О том, как вырастить кристалл алмаза в домашних условиях

читайте здесь

.

Рекомендации по выбору украшений

На сегодняшний день большинство украшений, представленных в ювелирных магазинах, сделано с использованием синтетических бриллиантов с расчетом на рынок «масс-маркет». Соотношение самодельных алмазов к естественным камням примерно 3:1. Как правило, это фианиты в оправе белого и желтого золота, серебра, платины.

Для повседневного ношения подойдут серьги из золота или серебра с мелкими кристалликами. Это выглядит просто и в то же время со вкусом.

Искусственный алмаз: как называются синтетические бриллианты, получение в промышленности, отличие от настоящего и из чего их делают, свойства, фото

Для продления срока службы украшений с самодельными камнями следует за ними правильно ухаживать. Перед уборкой и контактом с агрессивными моющими веществами необходимо снять с рук все кольца и браслеты. Регулярно нужно протирать изделия, где присутствует искусственно выращенный бриллиант, платочком из мягкой ткани, а хранить их следует в шкатулке в индивидуальной коробочке или тканевом мешочке. Шкатулку желательно также выбрать из камня (малахит, мрамор), т. к. дерево своими испарениями может навредить камням, сделав их тусклыми.

Что такое искусственные алмазы и бриллианты

Синтетические алмазы производят в лабораториях по нескольким методикам. Чтобы их изготовить, требуется дорогостоящее оборудование и качественное сырье. Наиболее известны HPHT-алмазы или CVD-алмазы.

Качественный синтетический бриллиант (алмаз, подвергшийся обработке) внешне не отличается от оригинала, а также совпадает по физико-химическим свойствам. Поэтому более грамотное название для таких камней – «выращенные (или созданные) в лаборатории», т. к. понятие «синтетические» у людей обычно ассоциируется с некачественной имитацией.

Быстрая скорость синтеза искусственной копии (камень массой 1 карат создается 5 суток) позволяет заметно снизить цену на него, в сравнении с натуральным камнем.

В настоящее время зафиксирован самый большой искусственный алмаз массой в 34 карата.

Разновидности искусственных алмазов: фианит, муассанит, циркон, топаз, белый сапфир, гранат алюмоиттриевый, стразы.

Плюсы и минусы

Несомненно, появление искусственных бриллиантов является прогрессом как для рынка драгоценных камней, так и для простых людей. Ранее мало кто мог позволить себе украшения с бриллиантами по причине их баснословной стоимости. Сегодня же рынок синтетических алмазов изобилует стразами и фианитами, и носить подобную «подделку» ничуть не зазорно. Напротив, многие знаменитости открыто признаются в том, что отдают предпочтение бижутерии.

Искусственный алмаз: как называются синтетические бриллианты, получение в промышленности, отличие от настоящего и из чего их делают, свойства, фото

Все же, несмотря на такой большой плюс, есть у синтетических алмазов и свои минусы. Самый основной – это желтая дымка, которая под микроскопом видна на любом экземпляре такого бриллианта. Причина ее появления в том, что при производстве камней выделяется некоторое количество азота, который приобретает желтый оттенок и остается вкраплением в искусственный алмаз. По этой дымке опытный ювелир без труда определит происхождение камня.

Также к минусам синтетических камней можно отнести и то, что некоторые из них не обладают такой же степенью твердости, как их настоящий собрат, из-за чего они легко царапаются и становятся тусклыми. Муассанит, например, по твердости почти такой же, как и настоящий камень, но бликует на свету чересчур ярко, что тоже отталкивает некоторых любителей сдержанной красоты.

Сферы применения и открывающиеся возможности

Идеальные самоцветы используются в ювелирном деле. Несовершенные же экземпляры используются в промышленности.

  1. Промышленные алмазы используют в производстве подшипников, сверл.
  2. Из алмазной крошки делают напыления режущего и шлифовального инструмента.
  3. Алмазный порошок применяют в металлургии, машиностроении, оборонном комплексе.
  4. Алмазные пасты используют для создания особо точных деталей.
  5. Синтетические кристаллы используют в электронике для создания игл, прослоек в микросхемах, счетчиках.
  6. В медицине используют для производства инструментария, сверхмощного лазера.
  7. Высокие технологии тоже не обошлись без синтетического алмаза – его используют при создании сотовых телефонов.