Искусственный алмаз – результат долгих экспериментов и сложной научной работы, итог лабораторных проверок и отладки технологической линии. Человеку характерна страсть повторять своими руками то, что уже создала природа, и ее реализация дает множество преимуществ. Искусственные бриллианты не только покрывают спрос на красивые камни, но и снижают вред экологии, наносимый горнодобывающей промышленностью, дают производственному сектору достаточно сырья для конструирования износостойких частей машин.
Что такое искусственный бриллиант
Визуально искусственный камень практически неотличим от природного алмаза, разве что безупречен – в нем нет сколов, трещин, примесей. Очаровательный блестящий экземпляр – кристалл, выращенный в лабораторных условиях, имитирующих природные. Натуральный алмаз, особенно ювелирного качества, стоит больших денег, встречается достаточно редко, доступен только избранным. Синтетические экземпляры производятся в большом объеме – достаточном, чтобы покрыть спрос со стороны ювелиров и промышленников.
Люди научились выращивать в лабораториях камни из углерода, по твердости, плотности и оптическим свойствам идентичные тем, что образуются в недрах земли.
История
История производства синтетических бриллиантов началась в 1797-м, когда выяснили, что алмаз состоит из углерода. Первое время не удавалось повторить условия достаточно точно и готовые экземпляры не обладали нужными свойствами. Первый успешный эксперимент зафиксирован в 1926-м, но технический процесс оказался достаточно сложным и требовал улучшений. В 1941-м началась новая экспериментальная серия, но Вторая мировая вынудила исследователей взять паузу.
В 1954-м в Швеции произошел прорыв в сфере выращивания кристаллов – попытки создавать алмазы наконец увенчались успехом. В лаборатории удалось получить качественные небольшие кристаллы, применимые в промышленности. К 1970-му разработан и успешно внедрен способ изготовления крупных камней. Так синтетический бриллиант обрел ювелирную ценность.
Со временем ученые научились получать в лабораториях не только бесцветные, но и окрашенные кристаллы. Сейчас изготавливают голубые, красные, коричневые, золотистые камни. Оттенки синего дают включения бора, желтые получаются за счет азота, розовые и коричневые – посредством искривления решетки кристалла. Желтые синтетические минералы получить проще, чем бесцветные, а вот создание голубого – значительная сложность.
Где востребованы
Отличать природные от лабораторных камней сложно, поскольку ученые создают кристаллы, во всем идентичные натуральным. Большая часть изготовленного сырья идет в промышленность, на научные цели. Самые чистые образцы нужны для нанотехнологий, точного машиностроения. Их используют при конструировании особо прочного инструментария – сверл, ножей, кругов.
Как и натуральные, синтетические камни востребованы в ювелирном деле. На долю синтетических кристаллов уже приходится более 2% бриллиантового рынка, и показатели увеличиваются.
Промышленное применение
Алмаз – камень, известный своей прочностью. Изобретение синтетического алмаза дало промышленности новые возможности: лабораторные экземпляры оказались тверже, практичнее, однороднее. Это позволило использовать их как особо твердый режущий инструмент, в том числе при конструировании агрегатов для обработки алмазов.
И натуральный, и лабораторный алмаз обладает огромной теплопроводностью одновременно с низкой электропроводностью. Благодаря этому сочетанию промышленный бриллиант – выгодный теплоотвод, используемый в лазерных диодах, транзисторах. Благодаря качеству теплоотвода электроника дольше служит, реже требует ремонта и замены. Алмазные термораспределители – лучший способ предотвратить перегрев полупроводника.
Алмаз инертен, тверд, слабо расширяется, поэтому подходит для окна вывода микроволнового, инфракрасного излучения. Практика показала, что лабораторный бриллиант эффективнее цинкового селенида и кремния.
В электронике алмаз собираются использовать как полупроводник – эта сфера применения пока исследуется. За счет большой подвижности электронов промышленный бриллиант обладает диэлектрическими свойствами, пригодными для транзисторов. Сконструированные на алмазах транзисторы дольше служат при сильном нагреве, меньше страдают от радиации и механического износа.
Разновидности искусственных алмазов, цвета
Синтетический алмаз – прозрачный бриллиант с абсолютной твердостью и оптическими качествами, аналогичными природному минералу.
При выращивании экземпляра ученые могут использовать примеси для придания ему цвета – синего, желтого.
Для изготовления коричневого или розового камня прибегают к технологии искривления кристаллической решетки.
Насыщенность окраски зависит от силы искривления, количества примеси в составе камня.
Искусственный алмаз и имитация – разные вещи
Для непрофессионала эти термины зачастую не отличаются по смыслу, но разница между ними огромна.
Следует помнить, что искусственный алмаз – экземпляр, выращенный в лаборатории и по своим характеристикам полностью идентичный природному минералу. Он дешевле натурального камня, но дороже имитации. По прочности, твердости, красоте он не уступает появившемуся в недрах земли.
Имитация – попытка сделать самоцвет, похожий на бриллиант, из другого сырья. Чаще алмаз имитируют муассанитом, а особо дешевые подделки изготавливают из стекла и даже пластика.
Муассанит
Хотя название «муассанит» не равно термину «искусственный бриллиант», некоторые недобросовестные продавцы пытаются реализовать под видом алмаза именно этот камень. Технология создания муассанита разработана в 1905-м. Камень назван в честь автора, состоит из карбида кремния и широко применяется в промышленности. В природе муассанит встречается заметно реже; натуральные образцы по качеству уступают синтезированным на заводах. Хотя качественный муассанит похож на алмаз, это разные породы, отличающиеся по физическим и оптическим свойствам (а также по цене).
Фианит
Фианит изготовлен в СССР в 1968-м, назван в честь Физического института Академии наук. Его разрабатывали как минерал для лазерных установок. Химически фианит – диоксид циркония. За пределами России его называют цирконитом, джеволитом. В ювелирной промышленности используют крупные прозрачные кристаллы, красиво переливающееся на свету. Хотя визуально неспециалист не заметит разницы между бриллиантом и фианитом, не стоит обманываться – это разные породы. Оптические, физические, химические свойства алмаза и фианита отличаются.
Нексус
Нексус – имитация бриллианта, получившая название по имени производителя – компании Nexus Diamonds. Бренд создает красивые камни, позиционируя их как семейные реликвии, которые обладают большим статусом, нежели самоцветы, валяющиеся на земле.
Стразы
В качестве имитации бриллианта используются стразы, чаще – Сваровски. Так называется хрусталь с усовершенствованным составом, производимый компанией Сваровски. Марка действует с середины позапрошлого века, располагает собственной формулой, производит блестящие, красивые кристаллы.
Модные веяния
Бриллиант привлекает людей издавна, поэтому в прошлом его столь же часто имитировали, как и сейчас. Ранее алмаз подменяли цирконом, шпинелью, хрусталем, рутилом.
Синтетические аналоги камня – это самостоятельная сфера ювелирного рынка. Мода на лабораторные образцы растет из года в год в соответствии с идеологией ответственного потребления. Поскольку при изготовлении лабораторных кристаллов наносится меньше вреда экологии, все больше покупателей хотят обладать такими украшениями.
Методики выращивания
Есть несколько основных технологий изготовления искусственных алмазов. Самая распространенная – создание кристалла при повышенном давлении и нагреве HPHT. Этот способ требует использования тяжелого пресса. Он дешев в реализации, прост и дает качественный результат.
Копирование природы
Для реализации технологии HPHT используется тяжелый пресс и рабочая камера. Объект нагревается, благодаря прессу находится под большим давлением. Заготовку для камня кладут в рабочую камеру, через неделю достают готовый кристалл. Метод позволяет получать кубы, восьмигранники.
В газовой среде
Химическое осаждение – метод производства кристалла посредством оседания углерода из газовой взвеси на затравку. Разработка технологии начата в 1980-х. Способ гибок, удобен, применим для небольших промышленных зон, позволяет точно контролировать химический состав минерала. В газовой среде выращивают тонкие пленки на крупных заготовках. Технология не требует повышенного давления.
Создаем алмаз дома
Создать искусственный бриллиант можно самому. Для этого используют оливковое масло, пару чашек, 3 стержня графита, нитку. Масло заливают в емкость, укладывают по диаметру нить, обвязывают ею графит и укладывают стержень на спички или зубочистки, оставляют на полчаса. Выждав, убирают нитку, переворачивают емкость, выкладывают пару чистых стержней, на них – промасленный. Грифели накрывают второй емкостью и ставят в микроволновку. В промасленной зоне формируется алмаз. В процессе возможно искрение в печи.
Как выбрать
При покупке искусственного алмаза важно выбирать внимательно, чтобы не наткнуться на имитацию. При внешнем изучении оценивают блеск, чистоту, оттенок камня. Предпочтительны бесцветные экземпляры без недостатков. Специалисты советуют проверить приглянувшийся камень при многократном увеличении – только так можно убедиться, что дефекты отсутствуют. Цена синтетического алмаза на 10-15% ниже, чем расценки на природный камень.
Подбирая имитацию бриллианта, предпочтительнее брать муассанит. Его оптические, физические параметры наиболее близки природному камню.
Стоимость
Факторы, определяющие цену синтетического алмаза:
- масса;
- окраска;
- прозрачность;
- наличие дефектов;
- способ обработки.
Средний уровень цен:
- золотое кольцо с небольшим камнем – 20 000 рублей;
- маленькие золотые серьги с небольшой инкрустацией – 23 000 рублей;
- браслет с бриллиантовой вставкой – 50 000 рублей.
Изделия, инкрустированные несколькими мелкими камнями (или одним крупным) оцениваются в сотни тысяч рублей.