Diamanti artificiali: che aspetto hanno, come si ottengono e dove vengono utilizzati?

I diamanti si distinguono per la loro densità strutturale unica, che consente alla pietra di resistere a carichi pesanti e alte temperature. Questa proprietà viene utilizzata nella ricerca e sviluppo spaziale, nella produzione di dispositivi medici e orologi di precisione e nell'industria nucleare. Dopo il taglio, il bellissimo minerale si trasforma in un diamante, molto apprezzato dai gioiellieri. Le moderne tecnologie consentono di crearlo in condizioni artificiali, riducendo il prezzo senza perdere la qualità.

Per un uso attivo su scala industriale, i diamanti artificiali sono stati prodotti dal 1993. La loro qualità era così alta che i gioiellieri richiedevano test speciali per determinare l'autenticità delle pietre. Per il consumatore medio, la differenza non era affatto ovvia, quindi molte aziende hanno iniziato a utilizzare i cristalli per creare gioielli di lusso.

Nei moderni laboratori vengono coltivate diverse tipologie di questa pietra sintetica: cerussite, fabulite, strass, ferroelettrico, moissanite. Viene considerato il cubo più bello e più pulito di biossido di zirconio, che si chiama "zirconia cubica". Viene utilizzato in molti settori dell'industria e completa le collezioni delle case di moda Thomas Sabo e Pandora.

Caratteristiche principali dei diamanti coltivati:

• basso costo rispetto alle pietre naturali (il prezzo è 10-15 volte inferiore);
• facilità di taglio;
• nessun difetto nascosto che influisca sulla durezza (bolle d'aria, crepe);
• imitazione completa di un vero diamante dopo il taglio.

Tra gli amanti delle belle pietre, le opinioni erano anche divise sulle proprietà di una pietra innaturale. Alcuni di loro credono che solo un vero diamante sia in grado di scacciare gli spiriti maligni, proteggere il suo proprietario dai danni e dal malocchio e aiutarlo negli affari commerciali.

Le pietre artificiali sono state sviluppate negli ultimi anni dai noti marchi Diamond Foundry, Helzberg's Diamond Shops e LifeGem. Questa attività negli Stati Uniti è considerata la più redditizia e promettente, poiché il danno per l'ambiente è minimo. Inoltre, molti esperimenti geologici dimostrano che il periodo di formazione dei diamanti in natura è finito. Pertanto, lo sviluppo di nuovi depositi diventerà presto un ricordo del passato.

I veri diamanti sono popolari da secoli. I diamanti costosi adornavano abiti e corone reali, venivano ereditati ed entravano nelle riserve auree del tesoro di molti paesi. Ancora oggi, i minerali sfaccettati sono il miglior investimento e aumentano di valore solo ogni anno.

Il primo diamante artificiale è stato ottenuto nel 1950 da scienziati svedesi presso il laboratorio ASEA. Dopo la ricerca, la loro esperienza è stata ripetuta dalla società americana General Electric nel 1956, migliorando la tecnologia. Nel corso di diversi decenni sono comparsi nuovi metodi e sviluppi che hanno permesso di modificare l'ombra, la forma e le dimensioni di un minerale sintetico. Nel 1967 è stato ottenuto un brevetto per la coltivazione delle pietre preziose.

La storia della loro produzione in Unione Sovietica inizia con la prima pietra, che è stata sintetizzata presso l'Istituto di Fisica e Alta Pressione alla fine degli anni '50 del secolo scorso. Ma il lavoro attivo in questa direzione è svolto dallo scienziato OI Leipunsky, che ha pubblicato molti articoli e calcoli scientifici nel 1946.

Una vera svolta è avvenuta nei primi anni '60 del secolo scorso, quando i giovani scienziati del Laboratorio ad alta pressione di Mosca hanno creato una macchina da stampa speciale. Con il suo aiuto, è stato possibile stabilire una produzione su larga scala di pietre pesanti: il volume ha raggiunto i mille carati al giorno. Tutti i diamanti industriali prodotti sono stati utilizzati per le esigenze della missilistica e dell'ingegneria meccanica, sono stati esportati, portando miliardi di profitti.

Negli ultimi anni, in Russia sono state sviluppate nuove tecnologie da gioiellerie private e laboratori scientifici.

I diamanti artificiali coltivati ​​nei laboratori di primarie aziende chimiche sono difficilmente distinguibili dalle pietre vere in termini di trasparenza e brillantezza. Ma tutti i metodi conosciuti richiedono grandi investimenti e sono laboriosi.

HPHT o High Pressure, High Temperature è la tecnologia più comune. Gli scienziati hanno messo pietre vere di 0,5 mm di dimensione sulla base di zirconi sintetici. In una camera speciale, secondo il principio di funzionamento, che ricorda un'autoclave, viene creata una combinazione di una temperatura di almeno 1400 ° C e una pressione di 55.000 atmosfere. Alla base naturale vengono applicati vari composti chimici e strati di grafite.

Dopo 10 giorni di tale esposizione, si formano forti legami sigma, le giunture attorno alla base si formano in una pietra dura e trasparente.

Questa tecnologia è una delle prime nella coltivazione di minerali artificiali. Trova largo impiego quando è necessario realizzare un rivestimento diamantato particolarmente resistente e tagliente, per creare diamanti di alta qualità. Tutti i componenti e il substrato diamantato sono posti in apposite camere che creano il vuoto. Dopo il riempimento con metano, inizia l'esposizione ai raggi a microonde, ben nota dal lavoro di un forno a microonde. Ad alte temperature, i composti chimici del carbonio iniziano a fondersi e a combinarsi con la base.

La tecnologia CVD produce diamanti di alta qualità che non sono inferiori nelle proprietà a quelli reali. Sulla loro base, è in fase di sviluppo una tecnologia per sostituire schede per computer resistenti all'usura, dielettrici e bisturi ultrasottili in oftalmologia.

Uno degli ultimi sviluppi è il metodo di sintesi esplosiva. Si basa su una combinazione di forte riscaldamento di una miscela chimica mediante un'esplosione e successivo congelamento del minerale risultante. Il risultato è un diamante sintetico naturale a base di carbonio cristallino. Ma l'alto costo fa sì che i chimici cerchino nuove opzioni per la sintesi della massa di pietra.

Tra tutti i diamanti, le pietre sintetiche occupano solo il 10% del mercato. Cristalli di zirconia cubica economici sono usati per realizzare gioielli da donna. Famose case di moda decorano con loro abiti da sera, borse e scarpe e li usano in un arredamento esclusivo.

Oltre il 90% dei diamanti artificiali viene utilizzato nell'industria. Direzioni principali:

• rettificatrici di alta precisione, utensili per il taglio di materiali duri;
• microelettronica e produzione di computer;
• industria della difesa;
• robotica;
• laser unici per la chirurgia oculare;
• industria meccanica;
• nuove macchine utensili in metallurgia;
• scienza missilistica.

I recenti progressi includono l'uso del diamante sintetico per realizzare una lente artificiale. Le operazioni di trapianto hanno dimostrato che la chiarezza e la facilità di taglio rendono l'impianto ideale per il paziente.

L'industria produce diamante sintetico, che è così simile a un cristallo naturale che sono necessari numerosi test di laboratorio per identificarlo. Diamo un'occhiata alle differenze più comuni.

• Tutti i diamanti coltivati ​​artificialmente hanno un timbro speciale. Dà il nome dell'azienda o del laboratorio che ha prodotto il prodotto.

• Per l'esame, è meglio usare non una lente d'ingrandimento, ma un potente microscopio. Nelle officine, i difetti vengono rilevati utilizzando uno spettrografo e illuminati con raggi ultravioletti.

• I veri diamanti non rispondono ai campi elettromagnetici. Puoi usare questa proprietà come metodo di prova: una pietra sintetica è attratta da un forte magnete.

• Se è necessario identificare un diamante a casa, viene posizionato su una spessa carta bianca. Un'attenta ispezione rivela zone di crescita che si verificano quando si forma uno strato di carbonio ad alta pressione.

• Le pietre naturali sono create dai singoli cristalli più piccoli, quindi hanno una struttura omogenea. Se visti in dettaglio al microscopio, i prodotti innaturali sembrano essere composti da molti cristalli microscopici.

In soli 10-15 secondi, consentono di distinguere i sintetici dalla pietra naturale con una precisione del 95-98%, danno il massimo delle informazioni sulla qualità e sulla struttura del cristallo.

La produzione di diamanti sintetici è descritta nel prossimo video.