Keinotekoiset timantit: miltä ne näyttävät, miten niitä saadaan ja missä niitä käytetään?

Timantit erottuvat ainutlaatuisesta rakenteen tiheydestä, jonka ansiosta kivi kestää raskaita kuormia ja korkeita lämpötiloja. Tätä kiinteistöä käytetään avaruustutkimuksessa ja -kehityksessä, lääkinnällisten laitteiden ja tarkkuuskellojen valmistuksessa sekä ydinteollisuudessa. Leikkauksen jälkeen kaunis mineraali muuttuu timantiksi, jota jalokivikauppiaat arvostavat suuresti. Nykyaikaiset tekniikat mahdollistavat sen luomisen keinotekoisissa olosuhteissa alentamalla hintaa menettämättä laatua.

Aktiiviseen käyttöön teollisessa mittakaavassa keinotekoisia timantteja on valmistettu vuodesta 1993 lähtien. Niiden laatu oli niin korkea, että jalokiviliikkeet vaativat erityisiä testejä kivien aitouden määrittämiseksi. Keskivertokuluttajalle ero ei ollut ollenkaan ilmeinen, joten monet yritykset alkoivat käyttää kiteitä luodakseen ylellisiä koruja.

Nykyaikaisissa laboratorioissa kasvatetaan useita tämän synteettisen kiven tyyppejä: kerussiitit, fabuliitit, strassit, ferrosähköiset materiaalit, moissaniitit. Pidetään kaunein ja puhtain zirkoniumdioksidikuutio, jota kutsutaan "kuutiozirkoniaksi". Sitä käytetään monilla teollisuuden aloilla ja se täydentää Thomas Sabon ja Pandoran muotitalojen kokoelmia.

Viljeltyjen timanttien tärkeimmät ominaisuudet:

• alhaiset kustannukset verrattuna luonnonkiviin (hinta on 10-15 kertaa pienempi);
• leikkaamisen helppous;
• ei piilotettuja vikoja, jotka vaikuttavat kovuuteen (ilmakuplat, halkeamat);
• todellisen timantin täydellinen jäljitelmä leikkauksen jälkeen.

Kauniiden kivien ystävien keskuudessa mielipiteet jakautuivat myös epäluonnollisen kiven ominaisuuksista. Jotkut heistä uskovat, että vain todellinen timantti pystyy ajamaan pois pahat henget, suojelemaan omistajaansa vaurioilta ja pahalta silmältä ja auttamaan häntä kaupallisissa asioissa.

Tekokiviä ovat viime vuosina kehittäneet tunnetut tuotemerkit Diamond Foundry, Helzberg's Diamond Shops ja LifeGem. Tätä liiketoimintaa Yhdysvalloissa pidetään kannattavimpana ja lupaavimpana, koska ympäristöhaitat ovat minimaaliset. Lisäksi monet geologiset kokeet osoittavat, että timanttien muodostumisaika luonnossa on ohi. Siksi uusien talletusten kehittämisestä tulee pian menneisyyttä.

Oikeat timantit ovat olleet suosittuja vuosisatoja. Kalliit timantit koristavat kuninkaallisia vaatteita ja kruunuja, ne periytyivät ja sisällytettiin monien maiden kassavarantoon. Nykyäänkin fasetoidut mineraalit ovat paras sijoitus, ja niiden arvo kasvaa vain joka vuosi.

Ensimmäisen keinotekoisen timantin hankittiin vuonna 1950 ruotsalaisten tutkijoiden toimesta ASEA-laboratoriosta. Tutkimuksen jälkeen amerikkalainen General Electric toisti heidän kokemuksensa vuonna 1956 parantaen tekniikkaa. Useiden vuosikymmenten aikana on ilmaantunut uusia menetelmiä ja kehityskulkuja, jotka ovat mahdollistaneet synteettisen mineraalin sävyn, muodon ja koon muuttamisen. Vuonna 1967 saatiin patentti jalokivien viljelylle.

Niiden tuotannon historia Neuvostoliitossa alkaa ensimmäisestä kivestä, joka syntetisoitiin Fysiikan ja korkean paineen instituutissa viime vuosisadan 50-luvun lopulla. Mutta aktiivista työtä tähän suuntaan tekee tiedemies OI Leipunsky, joka julkaisi monia tieteellisiä artikkeleita ja laskelmia jo vuonna 1946.

Todellinen läpimurto tapahtui viime vuosisadan 60-luvun alussa, kun Moskovan korkeapainelaboratorion nuoret tutkijat loivat erityisen puristimen. Hänen avullaan oli mahdollista perustaa laajamittainen raskaiden kivien tuotanto: määrä oli tuhat karaattia päivässä. Kaikki valmistetut teollisuustimantit käytettiin raketti- ja konepajateollisuuden tarpeisiin, vietiin vientiin, mikä tuotti miljardeja voittoja.

Viime vuosina uusia tekniikoita ovat kehittäneet Venäjällä yksityiset korutalot ja tieteelliset laboratoriot.

Johtavien kemianyhtiöiden laboratorioissa kasvatettuja tekotimantteja on vaikea erottaa aidoista kivistä läpinäkyvyyden ja kirkkauden suhteen. Mutta kaikki tunnetut menetelmät vaativat suuria investointeja ja ovat työläitä.

HPHT tai korkea paine, korkea lämpötila on yleisin tekniikka. Tiedemiehet laittoivat synteettisen kuutiometrisen zirkoniumoksidin pohjalle todellisia 0,5 mm:n kokoisia kiviä. Erityisessä kammiossa, toimintaperiaatteen mukaisesti, joka muistuttaa autoklaavia, luodaan vähintään 1400 ° C:n lämpötilan ja 55 000 ilmakehän paineen yhdistelmä. Luonnonpohjalle levitetään erilaisia ​​kemiallisia yhdisteitä ja grafiittikerroksia.

10 päivän tällaisen altistuksen jälkeen muodostuu vahvat sigmasidokset, pohjan ympärillä olevat liitokset muodostuvat kovaksi ja läpinäkyväksi kiveksi.

Tämä tekniikka on yksi ensimmäisistä keinotekoisten mineraalien viljelyssä. Sitä käytetään laajalti, kun on tarpeen luoda erityisen vahva ja terävä timanttipinnoite, luoda korkealaatuisia timantteja. Kaikki komponentit ja timanttisubstraatti sijoitetaan erityisiin kammioihin, jotka luovat tyhjiön. Metaanilla täytön jälkeen alkaa altistuminen mikroaaltouunin työstä hyvin tutuille mikroaaltosäteille. Korkeissa lämpötiloissa hiilen kemialliset yhdisteet alkavat sulaa ja yhdistyvät emäksen kanssa.

CVD-teknologia tuottaa korkealaatuisia timantteja, jotka eivät ole ominaisuuksiltaan huonompia kuin todelliset. Niiden pohjalta kehitetään tekniikkaa, jolla korvataan kulutusta kestäviä tietokonelevyjä, eristeitä ja ultraohuita skalpelleja silmälääketieteessä.

Yksi viimeisimmistä kehityksestä on räjähdysainesynteesimenetelmä. Se perustuu kemiallisen seoksen terävän kuumentamisen yhdistelmään räjähdyksen avulla ja syntyneen mineraalin sen jälkeiseen jäädytykseen. Tuloksena on luonnossa esiintyvä synteettinen timantti, joka on valmistettu kiteisestä hiilestä. Mutta korkea hinta saa kemistit etsimään uusia vaihtoehtoja kivimassan synteesille.

Kaikista timanteista synteettiset kivet vievät vain 10% markkinoista. Halpoja kuutiometrisiä zirkoniakiteitä käytetään naisten korujen valmistukseen. Kuuluisat muotitalot koristelevat niillä iltapukuja, käsilaukkuja ja kenkiä ja käyttävät niitä eksklusiivisessa sisustuksessa.

Yli 90 % keinotekoisista timanteista käytetään teollisuudessa. Pääohjeet:

• korkean tarkkuuden hiomakoneet, työkalut kovien materiaalien leikkaamiseen;
• mikroelektroniikka ja tietokoneiden valmistus;
• puolustusteollisuus;
• robotiikka;
• ainutlaatuiset laserit silmäkirurgiaan;
• mekaaninen suunnittelu;
• uudet työstökoneet metallurgiassa;
• rakettitiede.

Viimeaikaisia ​​edistysaskeleita ovat muun muassa synteettisen timantin käyttö keinolinssien valmistukseen. Elinsiirtoleikkaukset ovat osoittaneet, että leikkauksen selkeys ja helppous tekee implantista ihanteellisen potilaalle.

Teollisuus tuottaa synteettistä timanttia, joka on niin samanlainen kuin luonnonkide, että sen tunnistaminen vaatii useita laboratoriotestejä. Katsotaanpa yleisimpiä eroja.

• Kaikilla keinotekoisesti kasvatetuilla timanteilla on erityinen leima. Se antaa tuotteen tuottaneen yrityksen tai laboratorion nimen.

• Tarkastukseen on parempi käyttää voimakasta mikroskooppia kuin suurennuslasia. Työpajoissa viat havaitaan spektrografilla ja valaistaan ​​ultraviolettisäteillä.

• Oikeat timantit eivät reagoi sähkömagneettisiin kenttiin. Voit käyttää tätä ominaisuutta testimenetelmänä: synteettinen kivi houkuttelee vahvaa magneettia.

• Jos on tarpeen tunnistaa timantti kotona, se asetetaan paksulle valkoiselle paperille. Tarkka tarkastus paljastaa kasvuvyöhykkeitä, joita syntyy, kun hiilikerros muodostuu korkean paineen alaisena.

• Luonnonkivet syntyvät pienimmistä yksittäiskiteistä, joten niiden rakenne on homogeeninen. Kun tarkastellaan yksityiskohtaisesti mikroskoopilla, luonnottomat tuotteet näyttävät koostuvan monista mikroskooppisista kiteistä.

Vain 10-15 sekunnissa ne mahdollistavat synteettisten materiaalien erottamisen luonnonkivestä 95-98% tarkkuudella, antavat maksimaalisen tiedon kiteen laadusta ja rakenteesta.

Synteettisten timanttien valmistus kuvataan seuraavassa videossa.