Драгоценные камни - истории, факты, коллекции

Алмаз

Искусственные бриллианты

Искусственный бриллиантКонечно же, изначально бриллианты, потому как бриллиант это уже обработанный алмаз, драгоценный камень. Человечество пыталось на протяжении многих веков создать золото, потому как это дорогой драгоценный металл, так же пытались создать и бриллианты. Правда, создание искусственного бриллианта стало более успешным, чем создание золота.

История искусственных бриллиантов

После открытия и признания алмаза как чистого углерода, что произошло в 1797 году, много раз пытались воссоздать невероятную красоту и свойства алмаза при помощи дешевых форм углерода. Наиболее успешными стали ранние работы Джеймса Баллантине Ханней  в 1979 году и Фердинанда Фредерика Анри Муассана уже в 1893 году. Оба они нагревали уголь до температуры 3500 градусов по Цельсию, при этом с высокой скоростью нагрева и с использованием железа. В отличие от Ханнея, который использовал для нагрева трубу, Муассан использовал  электродуговую печь со стержнями углерода внутри блоков извести. После нагрева расплавленное железо быстро охлаждали при помощи погружения в воду. Всё это делалось для обеспечения высокого давления, чтобы получить алмазы из углерода, матово-чёрного графита.

Многие учёные повторяли подобные эксперименты в дальнейшем. Например в 1909 году сер Уильям Крукс заявил о своём успехе в этом, а ещё через несколько лет, в 1917, Отто Ерш заявил, что создал алмазы диаметром до 7 мм, правда, чуть позже он опроверг свои заявления.

Уже в 1926 году всё таки создали искусственный бриллиант при помощи методов разных учёных, о которых мы уже говорили выше. Сейчас этот искусственный бриллиант хранится в  музее Канзаса, США. Но это был ещё не тот искусственный бриллиант, который можно было бы признать и поставить на производство.

Выдающийся учёный, инженер создавший паровую турбину Сэр Чарльз Алджернон Парсонс    создатель наиболее полных и результативных методов «добычи» искусственных бриллиантов. Именно  Сэр Чарльз Алджернон Парсонс на протяжении 40 лет пытался повторить опыты Муассана и Ханнея, к тому же модернизировал их методы. Парсонс был весьма кропотливым учёным, он сохранил все свои полученные образцы для дальнейших анализов независимой стороны. Не смотря на все свои достижения Парсонс не считал, что производит мелкие бриллианты. Но уже в 1928 году он заявил в одной из статей, что до этого времени, никто, совершенно никто из учёных не создал искусственный бриллиант, а всё, что создавалось ни что иное как синтетическая шпинель.

Алмазный проект General  Electric (GE)

В 1941 году GE и Norton, карборундовые компании заключили соглашение для развития синтеза алмазов. Им удалось нагреть углерод до температуры 3000 градусов по Цельсию при давлении 3,5 Гпа на протяжении пары секунд. Но Вторая Мировая война не прошла бесследно ни для кого, и поэтому проект был прерван. Лишь спустя 10 лет, в 1951 году GE возобновила работу по этому проекту.

Над проектом по созданию искусственных бриллиантов работала группа Скенектади. Они улучшили наковальни от Перси Бриджмена, получившего в 1946 году Нобелевскую премию. Использовались наковальни карбида вольфрама в гидравлическом прессе, углеродистый образец находился в специальном контейнере, где также использовался песок. Всё же условия синтеза были весьма неопределённым, и повторить эксперимент снова не могли.

Алмаз в глыбеЛишь в 1954 году 16 декабря наконец-то создали первый искусственный бриллиант уже на основе коммерческого синтеза. Но миру объявили об этом лишь в 1955 году 15 февраля. Самый крупный алмаз сделанный новым, уже коммерческим методом, был диаметром 0,15 мм. Конечно же, для ювелирных изделий этот камень не годился, так как был слишком мал, мелок, можно сказать. Однако, таких размеров искусственный бриллиант вполне подходил для промышленного использования. Работу по созданию искусственных бриллиантов (а пока что просто алмазов, так как камень не подлежал ювелирной обработке) опубликовали в журнале  Nature. Далее GE развивала процессы по созданию искусственных алмазов, также в направлении их выращивания.

В Стокгольме, 16 февраля 1953 года одна из основных электрических компаний производителей Швеции (Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget) стала заниматься независимым синтезом алмазов. Уже с 1949 года в  команде ASEA по производству алмазов были пять учёных инженеров, работающих над сверхсекретным проектом QUINTUS. Для своей работы они использовали громоздкий аппарат разрезной сферы, разработанный Больцаром. Давление поддерживалось на уровне 8,4 ГПа, на протяжении часа. Таким образом удалось получить несколько небольших алмазов, однако, совершенно не ювелирного качества и весьма мелкие. Про эти работы узнали лишь в 1980-х годах. Именно тогда в Корее появился новый конкурент по созданию искусственных алмазов компания Ильин Алмаз. После этого на рынок вышел Китай, с сотнями предприятий.

Компания Ильин Алмаз заполучила коммерческую тайну от бывшего сотрудника GE и смогла синтезировать искусственные алмазы уже в 1988 году.

Искусственный алмаз ювелирного качестваПожалуй, компания GE стала первой по производству алмазов ювелирного качества, именно их после обработки и стали называть искусственные бриллианты. Впервые такие алмазы удалось получить в 1970 году, но миру сообщили об этом лишь в 1971. Это был метод по выращиванию кристаллов, создавались специальные условия в контейнере с определёнными веществами, под давлением и температурой. Первые драгоценные камни полученные таким образом были размером около 5 мм, примерно 1 карат.

Первые камни ювелирного качества добытые таким образом всегда от желтого до коричневого цвета из-за загрязнения азотом. Порой в таких камнях виднелись и пластинчатые включения из никеля. Эту проблеме решили добавлением алюминия или титана в процесс роста кристалла, а добавление бора помогло создать синие камни. Правда, удаление азота замедлило процесс роста и качество самих кристаллов.

Очень интересен тот факт, что не смотря на химическую идентичность искусственно созданных алмазов и природных алмазов, их физические свойства существенно отличались. Бесцветные камни обладали свойствами флуоресценции и фосфоресценции при коротковолновом ультрафиолете, но были инертны при длинноволновом ультрафиолете. Среди природных алмазов лишь редкие экземпляры голубого цвета обладают подобными свойствами. Все камни созданные GE показали сильную желтую флуоресценцию в рентгеновских лучах.

Чаще всего рост синтетических алмазов прекращали, когда они вырастали до 1 карата, или 1,5 карат, но лишь по финансовым причинам. Чтобы вырастить драгоценный камень 25 карат, нужно было потратить шесть недель поддерживая стабильные условия, и только тогда получался камень пригодный для ювелирной обработки.

Процесс выращиванияТехнологии производства алмазов

Есть несколько технологий производства искусственных алмазов.

Оригинальный метод использует высокое давление и высокую температуру, он до сих пор широко используется при создании искусственных бриллиантов, из-за относительно низких затрат. Здесь в ход идут большие машины, весящие сотни тонн и способные создать давление 5ГПа при температуре в 1500 градусов по Цельсию.  Второй метод использует химическое осаждение паровой фазы. Существуют также методы с помощью взрывных и ультразвуковых решений.

Свойства искусственно алмаза

Одно их самых важных качеств алмазов, это отсутствие кристаллических дефектов. Чистота, высокая кристаллизация, твёрдость, оптическая дисперсия (или же блеск драгоценного камня), химическая стабильность — вот основные свойства алмаза, благодаря которым он так популярен в мире.  Ещё одно важное свойство алмаза, это высокая теплопроводность, использующая при технических применениях драгоценного камня.

Свойства искусственного алмаза могут отличаться у разных камней, в зависимости от того, как алмаз был создан. Лишь высокая оптическая дисперсия присуща всем драгоценным камням практически в одинаковой степени.

Кристалличность искусственного алмаза

Алмазом может быть как один цельный кристалл, так и один кристалл созданный из множества более мелких кристаллов. Монокристаллические алмазы используют для огранки, это и есть самые настоящие драгоценные камни. Поликристаллические алмазы непригодны для создания драгоценных камней, их используют в промышленных целях.

Твердость искусственного алмаза

Пожалуй, одно из самых известных свойств алмаза это его твёрдость. Твёрдость камня, это его устойчивость к царапинам, и у алмаза она наибольшая — 10 единиц по шкале Мооса. Твёрдость искусственного алмаза зависит от его чистоты, кристаллического совершенства, и совсем не обязательно у всех камней будет равна 10. Чаще всего твёрдость искусственного алмаза варьируется в пределах от 3 до 7,5 единиц.

Примеси и включения искусственного алмаза

Оказывается, примеси и включения в искусственно созданных алмазах могут быть специальными, для получения каких-либо свойств камня. Чистый алмаз может служить электрическим изолятором, а вот уже алмаз с бором электрическим проводником, что позволяет использовать его в электронной промышленности. Примеси азота увеличивают твёрдость алмаза, и его прочность.

Теплопроводность искусственного алмаза

Чистый алмаз это хороший проводник тепла из-за сильной ковалентной связи внутри кристалла. Теплопроводность у чистого алмаза самая высокая, среди всех известных твёрдых веществ. Обогащённые монокристаллы синтетического алмаза обладают самый высокой теплопроводностью среди всех материалов.

Источник: gems-world.com

Еще на сайте

  • Default
  • Title
  • Date
  • Random
  • Алмаз Агра и его история, о том, как этот уникальный розовый алмаз превратился в настоящий драгоценный камень бриллиант, и путь
    Read More
  • Алмаз Ахмедабад и его история, драгоценный камень как нераскрытая тайна.
    Read More
  • Черный алмаз Амстердам, его история, а также характеристики черных алмазов, черные бриллианты их стоимость, оценка и конечная цена на примере
    Read More
  • Алмаз Черный Орлов и его история, начиная с принцессы России, и заканчивая сегодняшними днями.
    Read More
  • Бегум – знаменитый голубой алмаз подаренный Ага Ханом своей супруге.
    Read More
  • Черный алмаз или карбонадо – что мы о нем знаем, и что стоит о нем знать как о драгоценном камне.
    Read More
  • Самый большой в мире алмаз Золотая свадьба его характеристика, вес, цена, история.
    Read More
  • Алмаз Звезда Света Амарилло история его открытия, а также история места, где его нашли.
    Read More
  • Желтый алмаз Аллнэтт и цена на него в истории, мире и на аукционах, характеристика.
    Read More
  • Голубой алмаз Императрицы, его история и слава бриллианта по всему мира среди драгоценных камней.
    Read More
load more / hold SHIFT key to load all load all