Sztuczny diament: nazwa, produkcja

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Diamenty przyciągały ludzkość od czasów starożytnych. Niezwykłe piękno tych kamieni doprowadziło do ich wykorzystania do tworzenia różnorodnej biżuterii. Jednak później ludzie odkryli inne przydatne właściwości diamentów - ich wyjątkową wytrzymałość i twardość. Aby sprostać potrzebom produkcji, natura nie stworzyła zbyt wiele tego materiału, więc ludzie wpadli na pomysł, aby sztucznie wytwarzać diamenty.

Wartość diamentu

Diament jest uważany za wyjątkowy kamień o rzadkiej kombinacji ważnych cech: silnej dyspersji, wysokiej przewodności cieplnej, twardości, przezroczystości optycznej, odporności na zużycie. Diamenty ze względu na swoje właściwości fizyczne i mechaniczne są wysoko cenione nie tylko przez znawców jubilerstwa, ale znajdują również szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu. Tak więc ten klejnot jest używany w medycynie, optyce i mikroelektronice.

Ale aby w pełni zaspokoić potrzeby produkcyjne w zakresie czystościnaturalne diamenty są bardzo trudne i dość drogie. Z tego powodu ludzkość zaczęła myśleć o tym, jak zrobić sztuczny diament. Kamień syntetyczny musiał mieć nie tylko ważne właściwości prawdziwego diamentu, ale także mieć doskonalszą strukturę krystaliczną, co jest bardzo ważne w dziedzinach zaawansowanych technologii.

Jak powstały syntetyczne diamenty

Potrzeba stworzenia syntetycznego kamienia pojawiła się bardzo dawno temu. Ale w praktyce przeprowadzono go dopiero w XX wieku. Do tego czasu naukowcy nie mogli wymyślić technologii wytwarzania diamentów, chociaż byli w stanie ustalić, że są pokrewni ze zwykłym węglem. A po kilkudziesięciu latach powstał pierwszy syntetyczny diament, który otrzymywano z grafitu pod wpływem wysokiej temperatury i ciśnienia za pomocą przemiany fazowej. To właśnie od tego momentu rozpoczęła się produkcja sztucznych diamentów, które dziś wykorzystywane są w wielu elementach różnego sprzętu i narzędzi.

Technologie produkcji diamentów

W naszych czasach do uzyskania kamienia syntetycznego stosuje się kilka technologii, z których każda ma swoje własne cechy. Najbardziej niezawodną, ale najdroższą technologią jest wytwarzanie diamentu z krystalicznego węgla, który umieszcza się w specjalnej prasie do obróbki. Najpierw do przetwarzanego materiału doprowadzana jest woda za pomocą potężnych pomp. To tworzy wysokie ciśnienie. Następnie woda zamarza pod wpływem czynnika chłodniczego, powodując nawet 10-krotny wzrost ciśnienia. NaNa ostatnim etapie komora, w której znajduje się węgiel, jest podłączona do opon elektrycznych i przez kilka ułamków sekundy dostarczany jest silny prąd. Pod jednoczesnym wpływem temperatury i ciśnienia grafit zamienia się w twardy kamień. Po tej fazie prasa jest rozmrażana, płyn jest spuszczany, a gotowy sztuczny diament wyjęty.

Rosnący diament z metanem

Wykorzystują również prostszą technologię produkcji kamienia syntetycznego - metodę wybuchu, która pozwala wyhodować sztuczny kryształ pod wpływem metanu. Bardzo często produkcja sztucznych diamentów odbywa się według dwóch technologii. Faktem jest, że w pierwszym przypadku można uzyskać najwyższy procentowy uzysk diamentów, ale będą one bardzo małe. Druga technologia pozwala znacznie zwiększyć uzyskany kamień syntetyczny poprzez dmuchanie metanem pod wpływem temperatury około 1100 ºС. Metoda eksplozji umożliwia uzyskanie sztucznego diamentu o dowolnej wielkości.

Rodzaje sztucznych diamentów

Obecnie produkowanych jest wiele odmian diamentów syntetycznych: cyrkonia, moissanit, kryształ górski, ferroelektryk, rutyl, fabulit, ceruzyt. Najdoskonalszą podróbką diamentu jest cyrkonia lub cyrkonia. To cyrkonia. Dlatego wielu wielokrotnie słyszało nazwę cyrkonu ze sztucznego diamentu. Chociaż nie ma to nic wspólnego z drogim naturalnym kamieniem.

Zionit charakteryzuje się wysoką twardością, wysokim stopniem dyspersji i załamania. Dzięki ichwłaściwości, kamień ten doskonale imituje prawdziwy diament i jest szeroko stosowany w przemyśle jubilerskim. Nawet eksperci gołym okiem z trudem odróżnią podróbkę od oryginału, ponieważ grają w ten sam sposób.

Moissanite jest uważany za najwyższej jakości analog diamentu. Ma takie same właściwości fizyczne jak kamień naturalny, a pod względem parametrów optycznych jest jeszcze lepszy. Jego jedyną wadą jest to, że ma gorszą twardość.

Szczególnie popularne są cyrkonie wykonane ze szkła ołowiowego, składające się z tlenku ołowiu. Ze względu na swój skład kamienie te niesamowicie grają w świetle i mają blask identyczny jak diamenty.

Gdzie używa się diamentów syntetycznych

Sztuczny diament jest szeroko stosowany przez fabryki biżuterii do tworzenia luksusowej biżuterii, która nie tylko pięknie wygląda, ale jest również bardzo przystępna cenowo. Sztuczne kamienie wyglądają tak samo dobrze i dobrze się noszą.

Ponadto uprawa sztucznych diamentów jest integralną częścią nowoczesnego przemysłu. Na ich podstawie produkowane są narzędzia o dużej wytrzymałości: ściernice, piły diamentowe, tarcze polerskie, dłuta, wiertła, skalpele, noże, różne frezy i pęsety. Techniki i urządzenia wykonane z materiału diamentowego pozwalają na obróbkę najtrwalszych stopów i surowców. Ponadto diament zapewnia maksymalną precyzję w maszynach i instrumentach.

Jak stworzyć sztuczny diament w domu

Niektórzy eksperci twierdzą, że można wyhodować syntetyczny diament w domu. Ale samodzielna produkcja sztucznych diamentów będzie wymagała wiele wysiłku i czasu. Powiemy Ci, jak wyhodować minerał z soli, który przypomina nieco diament.

Aby stworzyć taki kamień, będziesz potrzebować przegotowanej wody, soli kuchennej, szkła chemicznego, czystej kartki papieru i filtra laboratoryjnego. Najpierw musisz przygotować mały kryształ. Aby to zrobić, musisz napełnić zlewkę 1/5 części solą, zalać połowę ciepłą wodą i wymieszać. Jeśli się rozpuści, musisz dodać trochę więcej. Sól należy dodawać, aż przestanie się rozpuszczać. Następnie przefiltruj roztwór do innej miski, w której kamień będzie rósł, i przykryj papierem. Poziom roztworu musi być stale monitorowany. Kamień nie może znajdować się w powietrzu. Jeśli roztwór wyparował, należy przygotować nowy i dodać go.

Ludzie, którzy przeprowadzili takie eksperymenty, twierdzą, że w ciągu tygodnia domowy sztuczny diament powinien zauważalnie urosnąć.

Koszt sztucznego diamentu

We współczesnym świecie kamienie syntetyczne zajmują odrębny segment rynku jubilerskiego. Pozyskiwanie sztucznych diamentów jest stale ulepszane. Naukowcy wynajdują nowe kamienie, które natychmiast zyskują ogromną popularność, podczas gdy starsze tracą popyt i stopniowo znikają z rynku. Na przykład w połowie XX wieku do biżuterii wprowadzono sztuczny rutyl, aby imitować diamenty. Potem tozastąpione cyrkoniami. A w latach 90. wszystkie dotychczasowe imitacje diamentu zostały zastąpione moissanitem.

Ceny sztucznego diamentu zależą od rozmiaru, cięcia i technologii produkcji. Wiele osób błędnie uważa, że kamienie syntetyczne to zwykłe szkło i nie dostrzega w nich żadnej wartości. Ale w rzeczywistości takie diamenty są często warte dużo pieniędzy, a niektóre z nich są dość rzadkie. Tak więc inne odmiany sztucznego diamentu mogą kosztować więcej niż naturalne odpowiedniki.

Wśród diamentów syntetycznych najpopularniejsze są cyrkonie w różnych kolorach. Ich średni koszt w przeliczeniu na karat w formie ciętej waha się od 1 do 5 dolarów amerykańskich. A dobrze znany diamentowy odpowiednik moissanitu jest znacznie droższy - 70-150 dolarów za karat.

Istotnym czynnikiem w kształtowaniu cen kamieni jest kolor. Tak więc koszt żółtego diamentu to 40-50 dolarów za 0,2 karata, ale za pomarańczowo-różowy kamień, w zależności od wielkości, trzeba będzie zapłacić około 3000 dolarów.

Światowi liderzy

W ostatnich latach Chiny, Japonia, USA i Rosja zostały uznane za światowych liderów w produkcji kamieni syntetycznych. Chiny najaktywniej rozwijają ten kierunek, nieustannie wynajdując nowe technologie syntezy.