Как получают и где используют искусственные алмазы?

Как он используется в медицине?

Благодаря всем своим положительным качествам описываемый минерал стал широко использоваться и в медицине. Пока алмаз чаще всего используют при изготовлении специального оборудования.

Особой остротой обладает скальпель с алмазной заточкой. Благодаря этому свойству разрезы получаются ровными, точными, что просто незаменимо во время выполнения сложных операций. Применяют минерал и при производстве зажимов и ножниц, а также оборудования для стоматологии.

Пока еще на стадии разработки находится лазер, который планируется использовать в медицине. Алмаз в его конструкции играет роль проводника. Ученые надеются, что со временем такое оборудование позволит снизить негативное воздействие на ткани человеческого организма и уменьшит зону воздействия на здоровые клетки

Это очень важно при работе с раковыми образованиями, когда обычная операция скальпелем не позволяет точно определить зону удаления тканей, поэтому хирургу приходится затрагивать и здоровые

Об областях применения алмазов смотрите в следующем видео.

Как купить бриллиант, и не оказаться обманутым

На самом деле в современном мире рынок продажи бриллиантов вырос в цивилизованный, хорошо выстроенный процесс. Все драгоценные камни сопровождаются официальным документом, имеющим, в том числе, юридическое значение. Бриллианты в широкой продаже, представленные в ювелирных магазинах, в зависимости от своей категории, имеют либо бирку магазина, либо оценочный сертификат одной из профильных компаний. В России репутацией дорожат не меньше, чем в GIA и большим уважением, в том числе и среди иностранных партнеров пользуется не одна компания.

Конечно, наибольшее доверие заслужили специалисты GIA, этот институт не является коммерческим и не ориентируется на приток или отсутствие клиентов, в отличие от коммерческих организаций – такие компании нередко завышают характеристики бриллианта, чтобы угодить заказчику.

О том, как отличить настоящий бриллиант от подделки мы написали ещё один подробный обзор.

Сведения об алмазе

Алмаз — это сырье, из которого производят бриллианты, поэтому, чтобы узнать об особенностях изготовления, прежде всего следует разобраться в свойствах и видах алмазов. Этот самоцвет имеет наиболее простую, в сравнении с другими минералами, химическую формулу. Алмаз является углеродом (С), который в природе может сочетаться с примесями магния, железа и окисей кальция. В природе кристалл алмаза имеет форму куба и октаэдра. Плотность алмаза составляет 3,52 грамма на сантиметр кубический, что считается высоким показателем.

Так обрабатывают алмазы

Алмаз — это уникальный камень, сияние которого не идет в сравнение с любым другим минералом. Так, алмаз отражает весь свет, попавший на его поверхность. Этот камень оценен в 10 баллов по шкале твердости минералов Мооса, и благодаря этому самоцвет обладает безупречной износостойкостью. В отличие от других минералов, алмаз является мощным проводником тепловой энергии.

В природных условиях минералы встречаются в виде включений в графит, серпентины и горные оливины. Реже самоцвет можно найти в галечной россыпи реки или моря, особенно если эти водоемы находятся вблизи вулканических пород. Порода, в которой может содержаться алмаз, называется алмазосодержащей рудой.

Вес алмаза оценивается с точки зрения метрической системы карат, где 1 карат равняется 200 миллиграммам оцениваемого камня. Что касается среднего веса алмазов, встречаемых в природе, то он не достигает 15 карат. Если же этот показатель превышает число 15, то камень будет относиться к редким алмазам. Добыча алмазов — это трудоемкий процесс, поскольку для получения 1 карата минерала добытчикам необходимо обработать как минимум 250 тонн алмазной руды. Камень можно добыть на любом континенте Земли, но все же свыше половины общего объема добычи алмазов 50% приходится лишь на несколько государств. Это Россия, ЮАР, Намибия, Конго, Ангола, Боствана и Австралия.

Окрас алмаза определяется такими факторами, как интенсивность природного облучения радиацией, количества включений и примесей, наличия дефектов в структуре минерала и т. д. Зачастую в природе встречаются алмазы, которые сочетают в себе 2 цвета. К примеру, это желто-белый, серо-белый и золотисто-белый алмаз. Что касается цвета алмаза, то от этого критерия оценки камня будет зависеть сфера применения алмаза. Если камень имеет молочный, серый, бурый и черный окрас, то это не позволит использовать его с целью дальнейшей огранки и превращения алмаза в бриллиант. Непрозрачные камни темных оттенков — это 80% от общего объема добычи алмазов.

Что касается ювелирных камней: то именно они подходят в качестве сырья для производства бриллиантов. В природных условиях ювелирные алмазы встречаются в бледно-желтом, буро-коричневом, зеленоватом, розоватом, вишневом, винном, фиолетовом и голубоватом оттенке. Наиболее ценными считаются бесцветные прозрачные алмазы, но и они имеют слабовыраженный оттенок, который называется нацветом.

Добыча алмаза, пригодного для изготовления бриллианта, является достаточно редким явлением, поскольку лишь 15% общей добычи камня подходит для производства бриллиантов. Сам же алмаз в необработанном виде никак не относится к драгоценным самоцветам.

Как делают синтетические алмазы?

Искусственные алмазы, выращенные в лабораториях ведущих химических компаний, трудно отличить от настоящего камня по прозрачности и яркости блеска. Но все известные методы требуют больших капиталовложений, являются трудоемкими.

Методика НРНТ

НРНТ или High Pressure, High Temperature – это наиболее распространенная технология. В основу синтетического фианита ученые закладывают настоящие камни величиной в 0,5 мм. В специальной камере, по принципу работы напоминающей автоклав, создается сочетание температуры не менее 1400°С и давления в 55000 атмосфер. На натуральную базу накладываются разные химические соединения, пласты графита.

После 10 дней такого воздействия возникают прочные сигма-связи, соединения вокруг основы формируются в твердый и прозрачный камень.

CVD производство или пленочный синтез

Эта технология является одной из первых в выращивании искусственных минералов. Она широко используется при необходимости создания особо прочного и острого алмазного покрытия, создания высококачественных алмазов. Все компоненты и алмазная подложка закладываются в специальные камеры, которые создают вакуум. После заполнения метаном начинается воздействие СВЧ-лучей, хорошо известных по работе микроволновой печи. При высокой температуре химические соединения углерода начинают расплавляться и соединяться с основой.

CVD технология дает алмазы высокого качества, которые по свойствам не уступают настоящим. На их основе разрабатывается технология замены износостойких плат компьютеров, диэлектриков и сверхтонких скальпелей в офтальмологии.

Методика взрывного синтеза

Одной из последних разработок является способ взрывного синтеза. Она основана на сочетании резкого нагрева химической смеси с помощью взрыва и последующего замораживания полученного минерала. В результате получается синтетический алмаз с природными свойствами, произведенный из кристаллического углерода. Но высокая себестоимость заставляет химиков искать новые варианты синтеза каменной массы.

Как выглядит алмаз?

Отвечая на вопрос, как выглядит алмаз в природе, можно смело признать, что довольно непривлекательно. Камень имеет шершавую поверхность, блеклый цвет и зачастую покрыт сероватой коркой с трещинками. Бриллиант из алмаза делает лишь тщательная и качественная огранка камня, включающая в себя множество этапов.

Если говорить научно, то алмаз считается минералом, имеющим форму аллотропного кубического углерода.

Этот камень в обычных условиях может существовать неограниченное количество времени. Но при помещении в вакуум при высоких температурах, он превращается в графит. Такого же эффекта можно добиться, поместив минерал в инертный газ.

Алмаз имеет следующие особенности:

• Дисперсия.
• Способность проводить тепло.
• Высочайший уровень твердости.
• Высокая степень преломления.
• Низкий показатель трения на воздухе по металлу.
• Высочайшая стойкость к стиранию.
• Самая высокая упругость в сравнении с другими минералами.
• Наиболее низкий коэффициент сжатия.
• Люминесценция. В результате воздействия ультрафиолетовых, рентгеновских и катодных лучей, алмаз светится разными цветами и отбрасывает блики.
• Кроме того, алмаз обладает уникальными свойствами диэлектрика.

Как распознать поддельные алмазы?

Порой бывает чрезвычайно сложно отличить настоящий бриллиант от подделки, и это под силу только настоящему эксперту.

Однако, есть ряд способов, которые помогут выявить подделку:

1. Хитрость с газетным текстом. Этот способ подойдет только для проверки тех камней, которые не закреплены на какой-либо оправе, либо зафиксированы таким образом, что гладкой стороной камень можно приложить к поверхности газеты. Если текст неразличим и сливается в нечто непонятное, то, скорее всего, алмаз подлинный. Если же удается без труда разглядеть буквы, то это подделка. Настоящий бриллиант многократно преломляет свет, что делает прочтение текста сквозь камень невозможным.
2. Проверка водой. Настоящий бриллиант становится невидимым и словно исчезает, если поместить его в стакан с прозрачной водой.
3. Тыльная сторона расскажет о многом. Как правило, истинный бриллиант при закреплении остается виден с тыльной стороны, т.е. можно увидеть его остриё, расположенное с обратной стороны плоской площадки. В случаях, когда за алмаз стараются выдать обыкновенный хрусталь, обычно под тыльную сторону подкладывают фольгу для придания камню более яркого блеска. Таким образом тыльная сторона становится скрыта. Но этот способ не является стопроцентным, поскольку в некоторых старинных образцах остриё спрятано, а также оно может быть скрыто по задумке дизайнера-ювелира.
4. Использование клея. При работе с настоящими бриллиантами никогда не используется клей. Соответственно, на изделии не должно быть заметно никаких следов клея даже при детальном рассмотрении под лупой. Другие камни, в том числе хрусталь, который чаще всего выдают за алмаз, допускают использование клея.
5. Растительное масло. Настоящий бриллиант, слегка смазанный маслом, приклеится к стеклянной поверхности и не будет падать. Это связано с образованием специфической жировой пленки на алмазе, которая дает исключительное сцепление с поверхностью стекла. Другой минерал или поддельный камень таким способом на стекле не удержится.
6. Наждачная бумага. На настоящем алмазе не останется потертостей и царапин, если его потереть наждачкой или другим абразивным веществом (за исключением алмазосодержащего). Тогда как на любом другом камне непременно образуются царапины.
7. Еще один способ со стеклом. Натуральный бриллиант поцарапает стеклянную поверхность даже легким нажатием. Вместо стекла, можно использовать сапфир или изумруд, так как они имеют наибольшую плотность в сравнении с другими минералами, но наименьшую по сравнению с алмазом. Подделка, в свою очередь, царапин не оставит. Представляем вашему вниманию статью о гидротермальном изумруде, здесь.
8. Температура камня. Настоящий алмаз, как и другие натуральные драгоценные камни, никогда не станут теплыми даже в жару. Если при проведении эксперименты камень нагрелся, то, скорее всего, это обычное стекло.
9. Свойство запотевания. Этот способ определения подлинности бриллианта подходит только для прозрачных камней. Если на алмаз подышать, на нем никогда не образуется испарина. А, например, стекло или циркон сразу же запотеют.

Таким образом, отличить настоящий бриллиант от подделки довольно непросто, но используя ряд хитростей, всё же возможно.

Дата: 24.03.2017

Область применения искусственных алмазов

Благодаря своей твердости искусственные, выращенные камни широко применяются для резки и шлифовки различных поверхностей. Сегодня практически все пилы, сверла, абразивы, шлифовальные и режущие инструменты имеют детали с искусственной алмазной насечкой. Также широко применяются искусственно выращенные камни как полупроводники при производстве микросхем. Торговые алмазные рынки отличительны от ювелирных рынков, потому что лабораторный камень, помимо твердости, имеет отличную теплопроводность, которая в несколько раз превышает теплопроводность такого материала, например, как медь.

Основные потребители искусственных камней – это ювелиры, производители чипов для компьютерного оборудования, организации, оказывающие бурильные услуги.

Самая большая ценность лабораторных камней, полученных методом CVD, заключается в использовании их в высокотехнологических сферах деятельности человека. Искусственные (синтетические) камни применяются при изготовлении мощнейших лазерных лучей (которые на сегодняшний день используются в медицине для лечения смертельных заболеваний), создании мобильных портативных устройств.

Наибольшие потенциалы для синтетических камней находятся в области компьютерных технологий. Детали, которые они содержат, считаются более долговечными, они могут беспрерывно работать при очень высоких температурах, чего не скажешь, например, о кремниевых компьютерных чипах. Искусственный алмаз может выдержать высокие температуры, что обеспечивает его продуктивность, потому что от этого зависят срок службы, частота работы техники, скорость. Количество искусственных алмазов, которое производится ежегодно, это почти 5 миллиардов карат.

Ученые проводят постоянные исследования, которые уже на сегодня позволили сделать выводы о том, что искусственные алмазы будут применяться для получения изображений под водой, изображений в области медицины, для детекторов в большом адронном коллайдере, в ядерных исследованиях.

https://youtube.com/watch?v=SuxeVNNBXvI

Помимо всего вышеперечисленного, искусственные алмазы широко применяются в ювелирных украшениях, что позволяет многим женщинам насладиться ненастоящими камнями, но практически не отличающимися от природных.

Особенности

Для активного использования в промышленном масштабе искусственные алмазы стали выпускаться с 1993 года. Их качество было настолько высоким, что ювелирам требовалось проведение специальных тестов для определения подлинности камней. Для обычного потребителя разница не была очевидна вовсе, поэтому многие компании стали применять кристаллы для создания роскошных украшений.

В современных лабораториях выращивают несколько видов этого синтетического камня: церусситы, фабулиты, стразы, сегнетоэлектрики, муассаниты. Наиболее красивым и чистым считается кубик диоксида циркония, который называется «фианит». Он используется во многих областях промышленности, дополняет коллекции модных домов Thomas Sabo и Pandora.

Основные особенности искусственно выращенных алмазов:

• низкая стоимость по сравнению с натуральными камнями (цена меньше в 10–15 раз);
• легкость огранки;
• отсутствие скрытых дефектов, которые влияют на твердость (пузырьков воздуха, трещин);
• полная имитация настоящего бриллианта после огранки.

Среди любителей красивых камней также разделились мнения о свойствах ненатурального камня. Некоторые из них считают, что только настоящий алмаз способен отгонять злых духов, охранять своего владельца от порчи и сглаза, помогает ему в коммерческих делах.

Искусственно созданные камни в последние годы разрабатывают известные бренды Diamond Foundry, Helzberg s Diamond Shops и LifeGem. Этот бизнес в США считается наиболее прибыльным и перспективным, так как вред для окружающей среды минимален. К тому же многие геологические опыты доказывают, что период формирования алмазов в природе окончен. Поэтому разработка новых месторождений скоро отойдет в прошлое.

Сфера применения

Практически 90% всех камней используется в сфере промышленности и науки.

Самые чистые камни применяются в нанотехнологиях, а также в машиностроении.

С их помощью можно создавать инструменты с повышенной прочностью.

Такими инструментами являются:

• шлифовальные круги;
• полирующие диски;
• свёрла.

Искусственный материал является отличной альтернативой натуральному бриллианту. Такой камень можно применить в различных сферах промышленности, моды и медицины, а также разрабатывать специальные нанотехнологии.

Бриллиант: как его делают?

Что такое бриллиант? Этот вопрос интересует многих людей, ведь практически все ассоциируют эту драгоценность с алмазом. Некоторые считают, что алмаз в природных условиях выглядит так, как бриллиант, предлагаемый в ювелирном магазине, но это не так. Алмаз неправильно называть бриллиантом, поскольку он должен пройти сложную обработку, прежде чем превратиться в драгоценный камень. Бриллиант — это граненный и шлифованный алмаз, который в соответствии с принятым стандартом имеет 57 граней. В процессе огранки алмаз становится на 60% легче.

Технология производства бриллиантов является достаточно сложной. Однако основы изготовления бриллиантов уже на протяжении сотен лет остаются неизменными. Все же техники огранки перманентно совершенствуются, что позволяет повысить производительность огранки алмазов и качество получаемых бриллиантов. Специалисты также постоянно трудятся над созданием новых форм и типов огранки камня.

Прежде чем приступить к огранке алмаза, эксперт должен тщательно оценить:

• форму добытого камня;
• количество и тип включений в минерал;
• внутреннюю кристаллическую структуру камня.

Профессионал, занимающийся огранкой алмазов, всегда делает выбор в пользу качества камня, который получается в конце работы. Его же окончательный размер имеет второстепенное значение.

Алмаз и бриллиант

Для того чтобы получить бриллиант, необходимо поэтапно выполнить такую работу:

Предпроизводственное оценивание (анализ) бриллианта: эксперт-огранщик тщательно оценивает добытые кристаллы и определяет сферу их дальнейшего применения

На этом этапе внимание уделяется массе камней, их форме, наличию дефектов, включений в виде примесей других элементов. Также определяется, какой вес будет иметь готовый бриллиант и какой будет его стоимость

Ныне процесс оценки камня занимает немного времени и сил, поскольку параметры ювелирного алмаза оцениваются с помощью современных компьютерных программ. Также программы позволяют определить оптимальную форму будущего бриллианта. После утверждения формы бриллианта, внимание уделяется разметке алмаза.
Разметка: на данном этапе работы на камень наносятся линии, который создают плоскость распиливания алмаза, то есть предполагаемую плоскость бриллианта.
Распиливание: на этом этапе алмазное сырье делится на части (грани). Также внимание уделяется устранению натуральных дефектов камня. Распиливание, пожалуй, является наиболее трудоемким этапом.
Подшлифовка: выполняется, если алмаз не поддается распиливанию. Суть манипуляции заключается в удалении излишков массы кристалла. Подшлифовка позволяет получить полуфабрикат, который подвергается операции нанесения граней.
Обточка: это трудоемкий процесс, который требует максимальной аккуратности. Во время обдирки алмазу придается его базовая форма.
Огранка: нанесение фацетов, которые называются гранями, осуществляется методом трения заготовки о шлифовальный диск. В качестве вспомогательного средства также используется масло семян льна. В первую очередь огранщик работает с вершиной заготовки, создавая на ней площадку (эта манипуляция выполняется путем снятия большого гладкого фацета). После огранке поддается нижняя часть камня, что позволяет сформировать павильон, имеющий форму конуса. Верхние фасеты будут формировать корону бриллианта. Также огранщик должен нанести дополнительные грани на павильоне и короне. Каждая грань точится под определенным уголом. Почти готовый бриллиант также обводится рундистом, а на нижнюю часть павильона наносится калетта (шип), идущая параллельно площадке.

Огранка бриллианта сочетается с его полировкой, которая позволяет максимально очистить поверхность камня, тем самым повысив коэффициент светоотражения.

Для придания бриллианту идеальной чистоты организовывается промывка камня. С этой целью используются такие вещества, как серная кислота, соединенная с азотнокислым калием, дистиллированной водой и чистым спиртом. После выполнения перечисленных этапов работы бриллиантам можно давать экспертную оценку.

Добыча сырья и непосредственное производство бриллиантов — это сложный процесс, требующий значительного интеллектуального потенциала. Поэтому бриллиант во все времена был и будет самым дорогостоящим драгоценным камнем.

https://youtube.com/watch?v=6Y3QvdCdJh0

Свойства и технология производства искусственных бриллиантов

Разновидности, формы и качество огранки бриллиантов

«>

История и характеристики бриллианта «Тиффани»

Способы обработки и количество граней бриллианта

Популярные названия

Синтетических алмазов сейчас насчитывают несколько разновидностей. Основными считаются:

• страз;
• рутил;
• фианит;
• муассанит;
• сегнетоэлектрик;
• фабулит;
• церуссит.

Самой лучшей подделкой принято считать кубик циркония. Такой кубик очень часто можно встретить на рынке.

В случае применения диоксида циркония используется такое название, как циркон. Однако не стоит забывать, что к натуральным камням цирконий не относится. В свою очередь, фианит имеет высокую прочность, высокую дисперсию и степень преломления.

Фианит так хорошо имитирует алмаз, что не все эксперты могут отличить его с первого раза. Если же искать самую качественную подделку блестящего камня, то ею можно считать муассанит. Оптические показатели у него лучше, чем у бриллианта, а физические свойства не уступают натуральному алмазу. Уступить муассанит алмазу может только в твёрдости. Стразы являются популярным продуктом на рынке. Благодаря свинцовому стеклу стразы отлично играют на солнце.

Как сделать бриллиант?

Бриллиант — это обработанный алмаз. Алмазы добывают в Африке, Канаде, России, Австралии, Индии, Бразилии. Это углерод с примесями, который имеет большую степень твердости и теплопроводности.

Оборудование для обработки алмазов

Для того чтобы придать алмазу форму, его обрабатывают, после чего он называется бриллиантом. Необработанный алмаз можно использовать в медицине, промышленности; после обработки — в ювелирном деле. Алмаз после обработки начинает переливаться, сиять, он приобретает эстетический вид, его стоимость повышается в разы, при этом он не теряет своих свойств, характеристик.

Впервые алмаз научились обрабатывать несколько тысяч лет назад, с годами мастера появились новые методы обработки, и сегодня делают настоящие шедевры.

Процесс обработки трудоемкий и сложный, он проходит несколько стадий:

• На первой стадии камень пилят на две части, одна их них больше. Делается это с помощью специальной машины. Если использовать бронзовые диски, то алмаз распиливается несколько дней. Лазерный луч это делает за два часа, но стоимость такой установки очень большая.
• На второй стадии камню придают форму. Для этого трут камень о камень. Для того чтобы придать квадратную или овальную форму, используют огранку «изумруд», в результате чего не нужно выбрасывать большую часть камня. Однако такая огранка меньше передает яркость, переливание и сияние камня. Огранка «экселлент» направляет грани под одним углом, получая при этом интересный визуальный эффект. Бриллиант в основном имеет круглую форму, а остальные формы называются по-другому: «груша», «овал», «принцесса», «сердечко».
• На третьей стадии алмазам придают сияние. Для этого наносят грани с помощью чугунной шайбы и полируют его. Для начала выполняют девять граней, постепенно увеличивают количество до семнадцати. Готовый бриллиант имеет 57 граней. Существует бриллиант, который имеет 121 или 240 граней. С помощью более сложных методов можно придать бриллианту интересную форму. Для того чтобы сделать грани одному алмазу, мастеру понадобится около четырёх часов работы.

При обработке алмаз теряет большую часть своего веса, но результат того стоит.

Цвет бриллианта оценивается строго — это важный критерий в характеристике камня. Существуют белые, серые, прозрачные бриллианты, самыми редкими являются красные или фантазийные. Кроме того, есть и другие оттенки камня. Цены на цветные бриллианты дороже, так как камни нуждаются в дополнительной технологии окрашивания. Покрытие наносят с помощью облучения нейронами или электронами, а также меняют цвет с помощью давления, высоких температур. Цвет бриллиантов зависит и оттого, какие примеси были в алмазе.

Кристаллы для лазеров для обработки алмазов