Kunstdiamanten: hoe zien ze eruit, hoe worden ze verkregen en waar worden ze gebruikt?

Diamanten onderscheiden zich door hun unieke structuurdichtheid, waardoor de steen bestand is tegen zware belastingen en hoge temperaturen. Deze eigenschap wordt gebruikt in ruimteonderzoek en -ontwikkeling, bij de productie van medische apparaten en precisiehorloges en in de nucleaire industrie. Na het snijden verandert het prachtige mineraal in een diamant, die door juweliers zeer wordt gewaardeerd. Moderne technologieën maken het mogelijk om het in kunstmatige omstandigheden te maken, waardoor de prijs wordt verlaagd zonder kwaliteitsverlies.

Voor actief gebruik op industriële schaal worden sinds 1993 kunstmatige diamanten geproduceerd. Hun kwaliteit was zo hoog dat juweliers speciale tests nodig hadden om de echtheid van de stenen te bepalen. Voor de gemiddelde consument was het verschil helemaal niet duidelijk, dus begonnen veel bedrijven kristallen te gebruiken om luxe sieraden te maken.

In moderne laboratoria worden verschillende soorten van deze synthetische steen gekweekt: cerussieten, fabulites, strass-steentjes, ferro-elektriciteit, moissanites. De mooiste en schoonste kubus van zirkoniumdioxide, die "cubic zirconia" wordt genoemd, wordt overwogen. Het wordt in veel industriële sectoren gebruikt en vormt een aanvulling op de collecties van de modehuizen Thomas Sabo en Pandora.

Belangrijkste kenmerken van gecultiveerde diamanten:

• lage kosten in vergelijking met natuursteen (de prijs is 10-15 keer minder);
• gemak van snijden;
• geen verborgen gebreken die de hardheid beïnvloeden (luchtbellen, scheuren);
• volledige imitatie van een echte diamant na het snijden.

Ook onder liefhebbers van mooie stenen waren de meningen verdeeld over de eigenschappen van een onnatuurlijke steen. Sommigen van hen geloven dat alleen een echte diamant in staat is om boze geesten te verdrijven, de eigenaar te beschermen tegen schade en het boze oog, en hem te helpen in commerciële aangelegenheden.

Kunststenen zijn de afgelopen jaren ontwikkeld door de bekende merken Diamond Foundry, Helzberg's Diamond Shops en LifeGem. Dit bedrijf in de Verenigde Staten wordt als de meest winstgevende en veelbelovende beschouwd, aangezien de schade aan het milieu minimaal is. Bovendien bewijzen veel geologische experimenten dat de periode van diamantvorming in de natuur voorbij is. Het ontwikkelen van nieuwe deposito's behoort daardoor binnenkort tot het verleden.

Echte diamanten zijn al eeuwenlang populair. Dure diamanten versierden koninklijke kleding en kronen, werden geërfd en opgenomen in de goudreserves van de schatkist van veel landen. Zelfs vandaag zijn gefacetteerde mineralen de beste investering en stijgen alleen maar in waarde elk jaar.

De eerste kunstmatige diamant werd in 1950 verkregen door Zweedse wetenschappers in het ASEA-laboratorium. Na onderzoek werd hun ervaring in 1956 herhaald door het Amerikaanse bedrijf General Electric, waardoor de technologie werd verbeterd. In de loop van enkele decennia zijn er nieuwe methoden en ontwikkelingen verschenen die het mogelijk hebben gemaakt om de tint, vorm en grootte van een synthetisch mineraal te veranderen. In 1967 werd een patent verkregen voor de teelt van sieradenstenen.

De geschiedenis van hun productie in de Sovjet-Unie begint met de eerste steen, die eind jaren 50 van de vorige eeuw werd gesynthetiseerd aan het Institute of Physics and High Pressure. Maar actief werk in deze richting wordt uitgevoerd door de wetenschapper OI Leipunsky, die in 1946 veel wetenschappelijke artikelen en berekeningen publiceerde.

Een echte doorbraak vond plaats in de vroege jaren 60 van de vorige eeuw, toen jonge wetenschappers van het Moskouse Hogedruklaboratorium een ​​speciale pers creëerden. Met zijn hulp was het mogelijk om op grote schaal zware stenen te produceren: het volume bereikte duizend karaat per dag. Alle geproduceerde industriële diamanten werden gebruikt voor de behoeften van raketten en machinebouw, werden geëxporteerd, wat miljarden winst opleverde.

In de afgelopen jaren zijn in Rusland nieuwe technologieën ontwikkeld door particuliere juweliershuizen en wetenschappelijke laboratoria.

Kunstdiamanten die in de laboratoria van toonaangevende chemische bedrijven worden gekweekt, zijn qua transparantie en helderheid moeilijk te onderscheiden van echte stenen. Maar alle bekende methoden vergen grote investeringen en zijn arbeidsintensief.

HPHT of High Pressure, High Temperature is de meest gebruikte technologie. Wetenschappers zetten echte stenen van 0,5 mm groot in de basis van synthetische zirconia. In een speciale kamer wordt, volgens het werkingsprincipe, dat doet denken aan een autoclaaf, een combinatie van een temperatuur van minimaal 1400 ° C en een druk van 55.000 atmosfeer gecreëerd. Op de natuurlijke basis worden verschillende chemische verbindingen en grafietlagen aangebracht.

Na 10 dagen van een dergelijke blootstelling worden sterke sigma-bindingen gevormd, de voegen rond de basis worden gevormd tot een harde en transparante steen.

Deze technologie is een van de eerste in de teelt van kunstmatige mineralen. Het wordt veel gebruikt wanneer het nodig is om een ​​bijzonder sterke en scherpe diamantcoating te creëren, om diamanten van hoge kwaliteit te creëren. Alle componenten en het diamantsubstraat worden in speciale kamers geplaatst die een vacuüm creëren. Na het vullen met methaan begint de blootstelling aan microgolfstralen, bekend van het werk van een magnetronoven. Bij hoge temperaturen beginnen chemische verbindingen van koolstof te smelten en te combineren met de basis.

CVD-technologie produceert diamanten van hoge kwaliteit die qua eigenschappen niet onderdoen voor echte diamanten. Op basis hiervan wordt een technologie ontwikkeld om slijtvaste computerborden, diëlektrica en ultradunne scalpels in de oogheelkunde te vervangen.

Een van de nieuwste ontwikkelingen is de explosieve synthesemethode. Het is gebaseerd op een combinatie van scherpe verhitting van een chemisch mengsel met behulp van een explosie en vervolgens bevriezing van het resulterende mineraal. Het resultaat is een natuurlijk voorkomende synthetische diamant gemaakt van kristallijn koolstof. Maar de hoge kosten zorgen ervoor dat chemici op zoek gaan naar nieuwe opties voor de synthese van steenmassa.

Van alle diamanten nemen synthetische stenen slechts 10% van de markt in beslag. Voor de vervaardiging van damessieraden worden goedkope zirkonia-kristallen gebruikt. Beroemde modehuizen versieren er avondjurken, handtassen en schoenen mee en gebruiken ze in exclusieve decors.

Meer dan 90% van de kunstmatige diamanten wordt gebruikt in de industrie. Hoofdrichtingen:

• hoge precisie slijpmachines, gereedschappen voor het snijden van harde materialen;
• micro-elektronica en computerproductie;
• defensie-industrie;
• robotica;
• unieke lasers voor oogchirurgie;
• machinebouw;
• nieuwe werktuigmachines in de metallurgie;
• raketwetenschap.

Recente ontwikkelingen omvatten het gebruik van synthetische diamant om een ​​kunstlens te maken. Transplantatieoperaties hebben aangetoond dat de helderheid en het snijgemak het implantaat ideaal maken voor de patiënt.

De industrie produceert synthetische diamant, die zo op een natuurlijk kristal lijkt dat er een aantal laboratoriumtests nodig zijn om het te identificeren. Laten we eens kijken naar de meest voorkomende verschillen.

• Alle kunstmatig gekweekte diamanten hebben een speciale stempel. Het geeft de naam van het bedrijf of laboratorium dat het product heeft geproduceerd.

• Het is beter om een ​​krachtige microscoop te gebruiken in plaats van een vergrootglas voor inspectie. In werkplaatsen worden defecten gedetecteerd met behulp van een spectrograaf en belicht onder ultraviolette stralen.

• Echte diamanten reageren niet op elektromagnetische velden. Deze eigenschap kun je als testmethode gebruiken: een synthetische steen wordt aangetrokken door een sterke magneet.

• Als het nodig is om een ​​diamant thuis te identificeren, wordt deze op dik wit papier geplaatst. Nadere inspectie onthult groeizones die ontstaan ​​wanneer onder hoge druk een laag koolstof wordt gevormd.

• Natuurstenen worden gemaakt van de kleinste eenkristallen en hebben daardoor een homogene structuur. Wanneer ze in detail onder een microscoop worden bekeken, lijken onnatuurlijke producten uit vele microscopisch kleine kristallen te bestaan.

In slechts 10-15 seconden maken ze het mogelijk om synthetische stoffen van natuursteen te onderscheiden met een nauwkeurigheid van 95-98%, en geven ze maximale informatie over de kwaliteit en structuur van het kristal.

De productie van synthetische diamanten wordt beschreven in de volgende video.