Як роблять алмази?

Стисніть шматок вугілля досить сильно - і ви отримаєте алмаз.

З тих пір, як люди дізналися про те, що алмаз - вуглець, як вугілля, спроби стиснути шматок вугілля досить сильно, щоб отримати алмаз, проводилися регулярно.

У чому відмінність замінників алмаза від штучних рубінів, сапфірів. ��марагдів? Штучні рубіни, сапфіри, шпінелі, смарагди люди створюють такими ж методами, якими природа колись створила справжні рубіни і смарагди. А замінники алмаза, штучні алмази - це кристали іншого складу, ніж кристали алмазу. Вони просто схожі на справжні алмази з заломлення, по грі світла, але мають зовсім інший хімічний склад.

Чи можна отримати алмаз з вугілля?
Фото: pixabay.com

З того моменту, як люди навчилися шліфувати алмази, отримуючи з них блискучі діаманти , Розвивається підробка діамантів. Спочатку підробки робили з простого скла, потім зі скла свинцевого. Незабаром відрізнити стрази від діамантів стало складним завданням.

Досить часто вдавалося придумати дуже вдалі замінники ювелірних алмазів.

Зірки Голлівуду і деякі королеви, власниці унікальних діамантів, часто віддавали перевагу на світські раути надягати майстерно зроблені стрази - замінники їх унікальних алмазів.

Просто з економії: такий, майже не відрізняється від оригіналу, страз коштував трохи дорожче, ніж страховка у Ллойда такого супербрілліанта від крадіжки на один вечір.

Але ніколи не існувало штучного діаманта, повністю ідентичного оригіналу. Підробки видавала не така, як у діаманта, гра світла (дисперсія), все без винятку були значно менш міцними, дуже багато хто з них по-іншому, ніж алмаз, було видно в рентгенівських променях ... Відрізнити підробку можна було завжди. Правда, іноді - тільки за допомогою складного устаткування.

Кращі друзі дівчат - це діаманти
Кадр з фільму «Як вийти заміж за мільйонера»

Але ось в 1956 році компанія General Electric повідомила про успішне синтезі алмазів. Минуло кілька років - і виробництво синтетичних технічних алмазів встало на потік. На складному обладнанні виробляли тисячі і мільйони карат.

Синтетичні алмази стали важливою частиною розвитку технологій . Армовані дрібними кристалами алмазу ріжучі інструменти виявилися набагато більш стійкими, ніж аналогічні інструменти з найкращих сплавів. Попит на технічні алмази зростав.

перед Другою світовою війною в техніці споживалося до 7 млн. карат технічних алмазів щорічно. Як тільки було налагоджено виробництво синтетичних алмазів, споживання технічних алмазів почало швидко зростати.

У 1970 році в техніці було використано вже 70 млн. Карат, до 1990 року - близько 250 млн. Карат. До 2010 року виробництво технічних алмазів зросла до 5 млрд. Карат. А в даний час в світі щорічно виробляють близько 10 млрд. Карат синтетичних технічних алмазів.

Причому з початку XXI століття у виробництві синтетичних алмазів лідирує Китай, виробляючи близько 80% від загальносвітового виробництва алмазів. При цьому ювелірних алмазів в 2014 р видобули 131.1 мільйон карат ...

Китай - лідер серед виробників синтетичних алмазів
Фото: ru.aliexpress.com

Здебільшого зараз синтезують дуже дрібні кристалики алмазу, алмазну пил. Їх використовують у виробництві всіляких шліфувальних паст, а крім цього синтетичні алмази входять до складу численної камнерезного інструменту та інструменту для металообробки. Алмазні склорізи, свердла, бурові головки, пили, різці і фільєри працюють в рази довше і краще, ніж їх попередники зі спеціальних сталевих сплавів. Тим більше що ціна синтетичних алмазів вже опустилася приблизно до $ 1 за карат.

Зараз, за ​​оцінками експертів, в усьому світі працює всього близько 1000 установок синтезу алмазів. Найперші установки працювали за технологією синтезу з використанням високих тиску і температури (HPHT), але в кінці XX століття була відкрита технологія виробництва алмазів методом осадження вуглецю з газової середовища (CVD). Обидва ці методу пов'язані один з одним.

Методом HPHT виробляють маленький кристалик, який згодом служить запалом для методу CVD.

Установка плазмохимического осадження алмазу УПСА-100
фото: джерело

Використовуючи поєднання обох методів, вчені розробили методики виробництва алмазних пластинок, які вже знайшли застосування в електроніці. При збільшенні розмірів цих платівок стане можливим їх широке застосування - в тому числі в якості стекол для годин. Вважається, що алмазні пластинки - можлива майбутня основа електроніки.

Крім виробництва технічних алмазів, вже давно і надійно зайняли свою нішу в світових технологіях, тривають спроби синтезу алмазів ювелірної якості. Власне, принципова можливість цього була доведена ще в 70-і роки, коли в СРСР на пробу зробили кілька ювелірних алмазів (ювелір, їх шліфувати, прийняв їх за дрібні алмази з Сьєрра-Леоне). Однак, очевидно, ціна їх була настільки висока, що досвід не отримав продовження, ювелірні алмази практично до сих пір видобуваються тільки «з землі» - ті, що справила природа багато сотень мільйонів років тому.

Зовсім скоро штучні алмази будуть не відрізняються від справжніх
Фото: pixabay.com

Але вчені не впадають у відчай. Уже з'явилися нові технології синтезу алмазів. Щоб за технологією HPHT отримати алмаз розміром в 1 карат, установка повинна пропрацювати безперервно приблизно 5 днів (що сильно підвищує ціну отриманого алмазу). В даний час в Китаї, об'єднуючи технології HPHT і CVD, отримують «алмазні заготовки» циліндричної і кубічної форми. Це алмази, але в порівнянні з справжніми кристалами алмазу вони мають неправильне будова.

Але технології не стоять на місці. Можна впевнено стверджувати, що з часом алмази, синтезовані людиною, зовсім не будуть відрізнятися від справжніх, бо любов людей до діамантів вже дуже сильна.