Diamants artificials: com es veuen, com els aconsegueixen i on s'utilitzen?
Els diamants es distingeixen per una densitat única de l'estructura, que permet que la pedra suporti càrregues pesades i altes temperatures. Aquesta propietat s'utilitza en experiments i desenvolupaments espacials, en la fabricació de dispositius mèdics i rellotges de precisió, en la indústria nuclear. Després de tallar un bell mineral es converteix en un diamant, que és apreciat pels joiers. La tecnologia moderna us permet crear-la en condicions artificials, reduint el preu sense perdre qualitat.
Característiques
Per a un ús actiu a escala industrial s'han produït diamants artificials des de 1993. La seva qualitat era tan alta que els joiers necessitaven realitzar proves especials per determinar l'autenticitat de les pedres. Per al consumidor mitjà, la diferència no era gens evident, així que moltes empreses van començar a utilitzar vidres per crear joies de luxe.
En els laboratoris moderns, es conreen diversos tipus d’aquesta pedra sintètica: cerussites, fabulites, pedreria, ferroelèctrics, moissanites. Es considera que el més bonic i pur és el diòxid de zirconi cúbic, que es diu "zirconi cúbic". S'utilitza en moltes àrees de la indústria, complementa les col·leccions de cases de moda de Thomas Sabo i Pandora.
Les principals característiques dels diamants de cultiu artificial:
- baix cost en comparació amb les pedres naturals (el preu és de 10 a 15 vegades menys);
- facilitat de tall;
- no hi ha defectes ocults que afectin la duresa (bombolles d'aire, esquerdes);
- imitació completa del diamant real després del tall.
Entre els amants de les belles pedres també es van dividir opinions sobre les propietats de la pedra no natural. Alguns d'ells creuen que només un veritable diamant és capaç de desallotjar els mals esperits, de protegir el propietari dels danys i del mal d'ull, i l'ajuda en els assumptes comercials.
Els posseïdors de diamants artificials afirmen que les seves joies irradien menys energia eficaçment i aporten bona sort.
En els darrers anys, les pedres artificials han estat desenvolupades per marques conegudes de Diamond Foundry, Diamond Shops de Helzberg i LifeGem. Aquest negoci als Estats Units es considera el més rendible i prometedor, ja que els danys al medi ambient són mínims. A més, molts experiments geològics demostren que el període de formació dels diamants a la natura ha acabat. Per tant, el desenvolupament de nous dipòsits aviat es convertirà en una cosa del passat.
Rebre historial
Els diamants reals han estat populars durant diversos segles. Els costosos diamants van decorar la roba i les corones reals, van ser heretades i van ser incloses en les reserves d'or de la tresoreria de molts països. Fins i tot avui dia, els minerals tallats són la millor inversió, que només augmenta el preu cada any.
Per tant, el primer desenvolupament i els intents de crear una pedra sintètica van començar a finals del segle XIX.
El primer diamant artificial es va obtenir el 1950 per científics suecs al laboratori d'ASEA. Després d’investigar la seva experiència, l’empresa americana General Electric va repetir el 1956, després d’haver millorat la tecnologia. Al llarg de diverses dècades, han sorgit nous mètodes i desenvolupaments que han permès canviar la tonalitat, la forma i la mida del mineral sintètic. El 1967 es va rebre una patent per al cultiu de pedres de joieria.
La història de la seva producció a la Unió Soviètica comença amb la primera pedra, que es va sintetitzar a l'Institut de Física i Alta Pressió a finals dels anys 50 del segle passat. Però el treball actiu en aquesta direcció el porta a terme el científic O. I. Leipunsky, que va publicar nombrosos articles científics i càlculs el 1946.
El seu treball en el camp de la química va ser utilitzat com a base per a nous mètodes: pràcticament es van convertir en la base de la producció industrial moderna de diamants artificials.
El veritable avanç es va produir a principis dels anys 60 del segle passat, quan els joves científics del Laboratori d’alta pressió de Moscou van crear una premsa especial. Amb la seva ajuda, es va poder establir una producció a gran escala de pedres resistents: el volum va arribar als mil quilates per dia. Tots els diamants tècnics fabricats van ser utilitzats per a les necessitats de producció de coets i enginyeria mecànica, que es van exportar, aconseguint milers de milions de beneficis.
En els darrers anys, les noves tecnologies a Rússia han estat desenvolupades per cases de joieria privades i laboratoris científics.
Atreuen experts estrangers de Sud-àfrica, Estats Units i Europa, intentant fer que el mètode sigui més barat.
Com es fabriquen els diamants sintètics?
Els diamants artificials cultivats als laboratoris de les principals empreses químiques són difícils de distingir de la pedra real en termes de transparència i brillantor. Però tots els mètodes coneguts requereixen grans inversions de capital, són laborioses.
Per tant, la tasca principal dels científics és trobar l'equilibri perfecte entre qualitat i cost de producció.
Metodologia NRNT
HPHT o alta pressió, alta temperatura és la tecnologia més comuna. La base dels científics de zirconi cúbic sintètic fa que les pedres reals tinguin una mida de 0,5 mm. En una càmera especial, en principi de funcionament semblant a una autoclau, es crea una combinació de temperatura com a mínim de 1.400 ° C i una pressió de 55.000 atmosferes. Diferents compostos químics, capes de grafit, es superposen a la base natural.
Després de 10 dies d’aquesta exposició, apareixen enllaços sigma forts, les connexions al voltant de la base es formen en una pedra sòlida i transparent.
Aquesta tecnologia recrea les condicions naturals per a l'aparició del mineral, de manera que la qualitat sempre està a l'alçada, els defectes són pràcticament exclosos.
Producció CVD o síntesi de pel·lícules
Aquesta tecnologia és un dels primers en el cultiu de minerals artificials. S'utilitza àmpliament quan es necessita crear un recobriment de diamants molt fort i afilat, creant diamants d'alta qualitat. Tots els components i el substrat de diamant es col·loquen en càmeres especials que generen un buit. Després d’omplir amb metà, comença l’exposició als rajos de microones, coneguda pel funcionament del forn de microones. A altes temperatures, els compostos químics del carboni comencen a fondre i es combinen amb la base.
La tecnologia CVD proporciona diamants d'alta qualitat que no són inferiors en les seves propietats fins al present. Segons la seva base, s'està desenvolupant la tecnologia de substitució de les plaques d’usuaris resistents al desgast, dielèctrics i bisturins ultrafins en oftalmologia.
Els científics esperen que, en un futur pròxim, un quirat de pedres sintètiques, obtingut amb l'ajut d'aquesta tecnologia, sigui possible reduir el preu a 5-8 dòlars.
Tècnica de síntesi explosiva
Un dels últims desenvolupaments és el mètode de síntesi explosiva. Es basa en una combinació de calefacció dura d’una barreja química mitjançant una explosió i posterior congelació del mineral obtingut. El resultat és un diamant sintètic amb propietats naturals, produïdes a partir de carboni cristal·lí. Però el cost elevat obliga els químics a buscar noves variants de la síntesi de la massa de pedra.
Àmbit d'aplicació
Entre tots els diamants, les pedres sintètiques només representen el 10% del mercat. Els cristalls barats de zirconi cúbic s'utilitzen per a la fabricació de joies de dona. Les famoses cases de moda decoren amb elles vestits de nit, bosses de mà i sabates, utilitzats en decoració exclusiva.
Els joves progressistes els opten cada vegada més per garantir la seguretat i el respecte al medi ambient.
A la indústria s’utilitzen més del 90% dels diamants artificials. Principals àrees:
- màquines rectificadores d'alta precisió, eines per tallar materials durs;
- microelectrònica i fabricació d’ordinadors;
- indústria de la defensa;
- robòtica;
- làsers únics per a cirurgia ocular;
- enginyeria mecànica;
- noves màquines-eina en metal·lúrgia;
- ciència de coets.
Entre els últims avenços es troba l'ús de diamants sintètics per a la fabricació d'una lent artificial. Les operacions de trasplantament han demostrat que la neteja i la facilitat de tall fan que l'implant sigui ideal per al pacient.
Es distingeix pel angle correcte de refracció i durabilitat.
Comparació amb les pedres naturals
La indústria produeix un diamant sintètic, tan similar a un cristall natural que la seva identificació requereix una sèrie de proves de laboratori. Penseu en les diferències més habituals.
- Tots els diamants de cultiu artificial tenen un segell especial. Indica el nom de l'empresa o laboratori que va produir el producte.
- Per a la inspecció, és millor no utilitzar una lupa, sinó un microscopi potent. Als tallers es detecten defectes mitjançant un espectrògraf, que brilla pels raigs de la llum ultraviolada.
- Els diamants reals no reaccionen al camp electromagnètic. Com a mètode de verificació, podeu utilitzar aquesta propietat: una pedra sintètica és atreta per un imant fort.
- Si necessiteu identificar un diamant a casa, es posarà en paper gruixut blanc. En un examen més detallat, es poden notar zones de creixement que apareixen durant la formació d’una capa de carboni sota alta pressió.
- Les pedres naturals es creen a partir dels cristalls senzills més petits, per tant, tenen una estructura uniforme. Els productes no naturals, quan s’examinen detalladament sota un microscopi, semblen estar formats per una multitud de cristalls microscòpics.
Els intercanvis de diamants de tot el món utilitzen dispositius especials Diamond Check i M-Screen per a l'anàlisi.
En només 10-15 segons, permeten, amb una precisió del 95-98%, distingir els sintètics d'una pedra natural, donar la màxima informació sobre la qualitat i l'estructura del cristall.
La producció de diamants sintètics es descriu al següent vídeo.
