Как делают искусственные алмазы: технология производства

Как делают искусственные алмазы: технология производства

Автор

Тёмкин Илья

Искусственный алмаз пока еще не штампуют в огромных количествах, однако технологии создания этого уникального по своим свойствам камня уже имеют место, начиная с 20 века. Востребованность в нем настолько высока, что природное достояние не в силах удовлетворить спрос.
Вам понадобится:
  • Кристаллический углерод
  • Пресс
  • Вода
  • Электрический ток
#1

Украшение с алмазами - это, конечно, мечта каждой амбициозной леди. Однако не дефицит подобных ювелирных изделий стал причиной, по которой многие ученые мира десятилетиями трудились в поисках способа, как произвести на свет искусственный алмаз. Он жизненно необходим во многих отраслях (оптика. медицина, микроэлектроника), причем целью создаваемой технологии являлось то, чтобы искусственные алмазы не только не утратили свойств натурального драгоценного камня, но и превзошли его по совершенству кристаллической решетки.

#2

На сегодняшний день известно как минимум четыре способа, как создать искусственный алмаз. Какой из них самый прогрессивный, трудно сказать, потому как один слишком дорогостоящий, недостатком другого является грязный цвет кристаллов, третий имеет существенное отличие от натурального по форме кристаллов. Поэтому технология производства выбирается в зависимости от того, на какие цели пойдет камень. Кристаллическая решетка природного алмаза представляет собой тетраэдр, по прочности ему нет равных, а в способности преломлять свет он значительно превосходит стекло:алмаз - 2,42, стекло - 1,8.

#3

Если рассматривать самый надежный способ получения синтетических алмазов, то это будет путь, наиболее приближенный к природным условиям. Однако он является и самым дорогостоящим. Дороговизна прежде всего в самой установке - пресс с высоким давлением. В него помещается цилиндр, а в него уже специальная камера, выполненная из карбида тантала с кристаллическим углеродом (графит). Именно так находится алмаз в толще земли. Цилиндр снабжен специальными отверстиями, через которые подается вода под высоким давлением и проникают хладагенты.

#4

В процессе многоступенчатой технологии графиту предстоит стать алмазом. Сначала под высоким давлением подается мощным потоком вода, которая сжимает графит. После этого он подвергается заморозке до -12 градусов Цельсия. Процесс сжатия не только не прекращается на протяжении всего технологического процесса, а, напротив, увеличивается за счет заморозки с 2-3 тысяч атмосфер вначале до 20 тысяч в конце. Далее вступает на доли секунды электрический ток, и наконец ледяной затвор размораживается и на свет появляется искусственный алмаз.



#5

Полученный алмаз в точности повторяет естественную кристаллическую решетку тетраэдра, но обладает несколько грязноватым оттенком. Однако по прочности аналог гораздо превосходит натуральный. Таким способом получают камень для технических целей. Другая технология тоже достаточно проста, когда алмазы выращиваются в метане без доступа воздуха. Без специальной аппаратуры здесь не обойтись. Синтетический алмаз в итоге имеет кубическую форму кристаллов, абсолютно идентичен по прочности, но черного цвета.

#6

Чтобы его получить, в специальную емкость аппарата погружают натуральный алмаз в мизерных количествах, как затравку. Его раскаляют и постепенно начинают подачу углерода (0,2% каждый час). Технология взрыва дает чистейшие алмазы по цвету, прочности, и форме кристаллической решетки. Для их получения используют все тот же графит, который предварительно разогревается и в момент взрыва превращается в алмазную крошку. Именно в крошку, потому как при таком способе выход кристаллов очень велик, но они получаются мелкими.

#7

Такие же мелкие искусственные алмазы получают при низких температурах. В этой технологии используют специальный металл-катализатор, который и позволяет существенно снизить давление и температуру. Как правило, в камеру помещают графит, растворитель, железо, кобальт, никель. Алмаз слой за слоем "растет" в прослойке между раскаленным графитом и пластиной-катализатором. Так получают алмазы для технических целей. В течение каждого отдельного цикла вырастает до 50 гр.

#8

В зависимости от используемого катализатора, алмазы различаются по цвету. Так, примесь никеля дает зеленый оттенок, с помощью бериллия получают голубые алмазы. Можно получать и другие цвета: белый прозрачный и матовый, желтый. Низкотемпературный способ придает синтетическим алмазам квадратную форму. Прочность получается выше, чем у природного алмаза. Если поместить в камеру крошку корунда вместе с хромом, а в качестве катализатора использовать чистый корунд, то на выходе удастся получить идеальный рубин.

#9

Если добавить к этому составу железо и титан, то можно получить сапфир. Температура понадобится 600 градусов по Цельсию, а давление всего 1,5 тысячи атмосфер. Современные технологии позволяют, таким образом, создавать драгоценные камни, которые по внешним признакам не сможет отличить от натуральных даже профессионал-ювелир. Конечно, если взять в руки высокоточные приборы, то примеси удастся обнаружить. Но невооруженным глазом это сделать не удастся.

#10

Создать все вышеупомянутые технологии позволили знания о том, что по сути природный алмаз - это всего лишь углерод. Таким же чистым углеродом являются уголь древесного происхождения и графит. Поэтому последний чаще всего превращается в драгоценные алмазные кристаллы путем применения одного из способов. Известно, что углерод может быть в твердом, газообразном и жидком состоянии. Изучив временные характеристики этих состояний и использовав давление и изменения температуры, теперь стало возможным получать искусственные алмазы.

На заметку!
Комментарии ( 0 )
+ добавить комментарий
Нет результатов.

Добавление комментария

loading...

Самые популярные

Как выполняется чеканка по металлу: виды чеканки

Чеканка на различного рода материалах широко использовалась людьми еще с самых давних времен, причем не только в качестве украшения, но и как эффектный маскировочный элемент, а в приведенной ниже статье будет подробно описано, как можно выполнить такую работу своими руками.

Наши эксперты ( 29 )

С самого моего детства я был «неформалом», я прошел весь возможный, наверное, путь ребенка из неполноценной семьи, я был, по очереди: панком, толкинистом, анимешником, рейвером и готом, однако успевал и учиться: получил образование журналиста. Теперь

Работаю бизнес-аналитиком в ИТ компании. Трудно выцепить какие-то хобби, в принципе легок на подъем и за любой кипеш:) я гурман, вкусная еда сводит с ума, о путешествиях и проведенном вечере могу судить по кухне:) третий год учу немецкий язык, но рез

PR-менеджер тире журналист. Родом из малюсенького Сибирского поселка. Потом пять лет в Кемерово, потом полгода в Новосибирске. Теперь уже полтора в Москве. Пока отсюда особо не тянет никуда. Только на время - куда угодно)

Я киноман, фотоманьяк, жить не могу без путешествий и музыки. Наверно, это самое главное. Работаю в отделе международного сотрудничества одного НИИ, но хочу поменять сферу дейтельности. Меня манит туризм и все что с ним связано.

Просто люблю готовить и все тут, а особенно эксперементировать со старыми рецептами, добавляя в них какие-нибудь новые ингредиенты. Так приятно когда скажут: "Как вкусно!" на твою стряпню. Борщ я варю так, что иная хозяйка позавидует! И буженину дела

tw fb vk
*/?>