Diamanti artificiali: come sono, come li ottengono e dove vengono usati?

I diamanti sono caratterizzati da una densità unica della struttura, che consente alla pietra di sopportare carichi pesanti e alte temperature. Questa proprietà viene utilizzata negli esperimenti e negli sviluppi spaziali, nella fabbricazione di dispositivi medici e orologi di precisione, nell'industria nucleare. Dopo aver tagliato un bellissimo minerale si trasforma in un diamante, che è apprezzato dai gioiellieri. La moderna tecnologia ti consente di crearlo in condizioni artificiali, riducendo il prezzo senza perdere qualità.

Per uso attivo su scala industriale sono stati prodotti diamanti artificiali dal 1993. La loro qualità era così alta che i gioiellieri dovevano condurre test speciali per determinare l'autenticità delle pietre. Per il consumatore medio, la differenza non era affatto ovvia, così molte aziende hanno iniziato a utilizzare i cristalli per creare gioielli di lusso.

Nei moderni laboratori vengono coltivati ​​diversi tipi di pietra sintetica: cerussiti, favolite, strass, ferroelettrici, moissaniti. Il più bello e puro è considerato il biossido di zirconio cubico, che è chiamato "zirconia cubica". È utilizzato in molte aree del settore, integra le collezioni di case di moda di Thomas Sabo e Pandora.

Le caratteristiche principali dei diamanti artificialmente coltivati:

• basso costo rispetto alle pietre naturali (il prezzo è 10-15 volte meno);
• facilità di taglio;
• nessun difetto nascosto che influisce sulla durezza (bolle d'aria, crepe);
• imitazione completa del diamante reale dopo il taglio.

Tra gli amanti delle belle pietre, anche le opinioni sulle proprietà della pietra non naturale erano divise. Alcuni di loro credono che solo un vero diamante è in grado di scacciare gli spiriti maligni, proteggere il suo proprietario da danni e il malocchio e lo aiuta negli affari commerciali.

Negli ultimi anni, le pietre artificiali sono state sviluppate da noti marchi Diamond Foundry, Diamond Shops di Helzberg e LifeGem. Questo business negli Stati Uniti è considerato il più redditizio e promettente, poiché il danno per l'ambiente è minimo. Inoltre, molti esperimenti geologici dimostrano che il periodo di formazione dei diamanti in natura è finito. Pertanto, lo sviluppo di nuovi depositi diventerà presto un ricordo del passato.

I veri diamanti sono stati popolari per diversi secoli. Costosi diamanti decoravano gli abiti reali e le corone, erano ereditati e erano inclusi nelle riserve auree del tesoro di molti paesi. Anche oggi, tagliare i minerali è il miglior investimento, che aumenta solo di prezzo ogni anno.

Il primo diamante artificiale fu ottenuto nel 1950 da scienziati svedesi nel laboratorio di ASEA. Dopo aver studiato la loro esperienza, la società americana General Electric ha ripetuto nel 1956, dopo aver migliorato la tecnologia. Nel corso di diversi decenni sono emersi nuovi metodi e sviluppi che hanno permesso di modificare la tonalità, la forma e le dimensioni del minerale sintetico. Nel 1967 fu ricevuto un brevetto per la coltivazione di pietre per gioielleria.

La storia della loro produzione nell'Unione Sovietica inizia con la prima pietra, che è stata sintetizzata all'Istituto di fisica e di alta pressione alla fine degli anni '50 del secolo scorso. Ma il lavoro attivo in questa direzione è svolto dallo scienziato O. I. Leipunsky, che ha pubblicato molti documenti scientifici e calcoli nel 1946.

La vera svolta avvenne nei primi anni '60 del secolo scorso, quando i giovani scienziati del Laboratorio di alta pressione di Mosca crearono una stampa speciale. Con il suo aiuto, è stato possibile stabilire una produzione su larga scala di pietre pesanti: il volume ha raggiunto il migliaio di carati al giorno. Tutti i diamanti tecnici prodotti sono stati utilizzati per le esigenze di produzione di razzi e ingegneria meccanica, sono stati esportati, portando miliardi di profitti.

Negli ultimi anni, le nuove tecnologie in Russia sono state sviluppate da gioiellerie private e laboratori scientifici.

I diamanti artificiali coltivati ​​nei laboratori delle principali aziende chimiche sono difficili da distinguere dalla pietra reale in termini di trasparenza e brillantezza. Ma tutti i metodi conosciuti richiedono grandi investimenti di capitale, sono laboriosi.

HPHT o alta pressione, alta temperatura è la tecnologia più comune. La base di scienziati sintetici di zirconi cubici pone pietre reali della dimensione di 0,5 mm. In una camera speciale, sul principio di funzionamento che assomiglia ad un'autoclave, viene creata una combinazione di una temperatura di almeno 1.400 ° C e una pressione di 55.000 atmosfere. Diversi composti chimici, strati di grafite, si sovrappongono alla base naturale.

Dopo 10 giorni di tale esposizione, appaiono forti legami sigma, le connessioni intorno alla base sono formate in una pietra solida e trasparente.

Questa tecnologia è una delle prime nella coltivazione di minerali artificiali. È ampiamente utilizzato quando è necessario creare un rivestimento diamantato molto forte e nitido, creando diamanti di alta qualità. Tutti i componenti e il substrato di diamante sono collocati in camere speciali che creano un vuoto. Dopo il riempimento con metano, inizia l'esposizione ai raggi a microonde, ben noto per il funzionamento del forno a microonde. A temperature elevate, i composti chimici del carbonio iniziano a fondersi e si combinano con la base.

La tecnologia CVD offre diamanti di alta qualità che non sono inferiori nelle loro proprietà al presente. Sulla loro base, si sta sviluppando la tecnologia di sostituire le schede resistenti all'usura di computer, dielettrici e bisturi ultrasottili in oftalmologia.

Uno degli ultimi sviluppi è il metodo della sintesi esplosiva. Si basa su una combinazione di riscaldamento acuto di una miscela chimica per mezzo di un'esplosione e successivo congelamento del minerale ottenuto. Il risultato è un diamante sintetico con proprietà naturali, prodotto da carbonio cristallino. Ma l'alto costo costringe i chimici a cercare nuove varianti della sintesi della massa di pietra.

Tra tutti i diamanti, le pietre sintetiche rappresentano solo il 10% del mercato. Cristalli economici di zirconi sono usati per la produzione di gioielli da donna. Le famose case di moda decorano con loro abiti da sera, borse e scarpe, usati in un arredamento esclusivo.

Più del 90% dei diamanti artificiali sono utilizzati nell'industria. Aree principali:

• rettificatrici ad alta precisione, utensili per il taglio di materiali duri;
• microelettronica e produzione di computer;
• industria della difesa;
• la robotica;
• laser unici per chirurgia oculare;
• ingegneria meccanica;
• nuove macchine utensili in metallurgia;
• scienza missilistica.

Tra gli ultimi risultati vi è l'uso del diamante sintetico per la produzione di una lente artificiale. Le operazioni di trapianto hanno dimostrato che la pulizia e la facilità di taglio rendono l'impianto ideale per il paziente.

L'industria produce diamanti sintetici, così simili a un cristallo naturale che la sua identificazione richiede una serie di test di laboratorio. Considera le differenze più comuni.

• Tutti i diamanti coltivati ​​artificialmente hanno un timbro speciale. Indica il nome dell'azienda o del laboratorio che ha prodotto il prodotto.

• Per l'ispezione è meglio usare non una lente d'ingrandimento, ma un potente microscopio. Nelle officine, i difetti vengono rilevati utilizzando uno spettrografo, brillano attraverso i raggi dell'ultravioletto.

• I veri diamanti non reagiscono al campo elettromagnetico. Come metodo di verifica, puoi usare questa proprietà: una pietra sintetica è attratta da un forte magnete.

• Se hai bisogno di identificare un diamante a casa, è messo su carta spessa bianca. Ad un esame più attento, le zone di crescita che appaiono durante la formazione di uno strato di carbonio sotto alta pressione diventano evidenti.

• Le pietre naturali sono create dai più piccoli cristalli singoli, quindi hanno una struttura uniforme. I prodotti non naturali, se esaminati dettagliatamente al microscopio, sembrano costituiti da una moltitudine di cristalli microscopici.

In soli 10-15 secondi, consentono, con un'accuratezza del 95-98%, di distinguere i materiali sintetici da una pietra naturale, di fornire la massima informazione sulla qualità e la struttura del cristallo.

La produzione di diamanti sintetici è descritta nel prossimo video.