Diamantes artificiais: como eles são, como os obtêm e onde são usados?

Os diamantes distinguem-se por uma densidade única da estrutura, permitindo que a pedra suporte cargas pesadas e altas temperaturas. Esta propriedade é usada em experimentos e desenvolvimentos espaciais, na fabricação de dispositivos médicos e relógios de precisão, na indústria nuclear. Depois de cortar um belo mineral se transforma em um diamante, que é apreciado por joalheiros. A tecnologia moderna permite criá-lo em condições artificiais, reduzindo o preço sem perder a qualidade.

Para uso ativo em escala industrial, os diamantes artificiais são produzidos desde 1993. Sua qualidade era tão alta que os joalheiros precisavam realizar testes especiais para determinar a autenticidade das pedras. Para o consumidor médio, a diferença não era óbvia, então muitas empresas começaram a usar cristais para criar jóias de luxo.

Nos laboratórios modernos, vários tipos desta pedra sintética são cultivados: cerussites, fabulites, strass, ferroelétricos, moissanites. O mais belo e puro é considerado dióxido de zircônio cúbico, que é chamado de "zircônia cúbica". É usado em muitas áreas da indústria, complementa as coleções de casas de moda de Thomas Sabo e Pandora.

As principais características dos diamantes cultivados artificialmente:

• baixo custo em comparação com pedras naturais (o preço é 10-15 vezes menor);
• facilidade de corte;
• sem defeitos ocultos que afetam a dureza (bolhas de ar, rachaduras);
• imitação completa do diamante real após o corte.

Entre os amantes de belas pedras, as opiniões sobre as propriedades da pedra não natural também foram divididas. Alguns deles acreditam que apenas um verdadeiro diamante é capaz de afastar os maus espíritos, proteger seu dono de danos e do mau-olhado, e ajuda-lo em assuntos comerciais.

Nos últimos anos, as pedras artificiais foram desenvolvidas pelas bem conhecidas marcas Diamond Foundry, Helzberg s Diamond Shops e LifeGem. Esse negócio nos Estados Unidos é considerado o mais rentável e promissor, já que os danos ao meio ambiente são mínimos. Além disso, muitos experimentos geológicos provam que o período da formação de diamantes na natureza acabou. Portanto, o desenvolvimento de novos depósitos logo se tornará coisa do passado.

Os diamantes reais são populares há vários séculos. Diamantes caros decoravam as vestes reais e coroas, eram herdados e eram incluídos nas reservas de ouro do tesouro de muitos países. Mesmo hoje, os minerais cortados são o melhor investimento, que só aumenta de preço todos os anos.

O primeiro diamante artificial foi obtido em 1950 por cientistas suecos no laboratório da ASEA. Depois de pesquisar sua experiência, a firma americana General Electric repetiu em 1956, tendo aprimorado a tecnologia. Ao longo de várias décadas, surgiram novos métodos e desenvolvimentos que permitiram a mudança do tom, forma e tamanho do mineral sintético. Em 1967, uma patente foi recebida para o cultivo de pedras para jóias.

A história de sua produção na União Soviética começa com a primeira pedra, que foi sintetizada no Instituto de Física e Alta Pressão no final dos anos 50 do século passado. Mas o trabalho ativo nessa direção é realizado pelo cientista O. I. Leipunsky, que publicou muitos artigos científicos e cálculos em 1946.

O verdadeiro avanço aconteceu no início dos anos 60 do século passado, quando jovens cientistas do Laboratório de Alta Pressão de Moscou criaram uma impressora especial. Com a ajuda dele, foi possível estabelecer uma produção em larga escala de pedras pesadas: o volume chegava a mil quilates por dia. Todos os diamantes técnicos fabricados foram utilizados para as necessidades de produção de foguetes e engenharia mecânica, foram exportados, trazendo bilhões em lucros.

Nos últimos anos, novas tecnologias na Rússia foram desenvolvidas por joalherias particulares e laboratórios científicos.

Diamantes artificiais cultivados nos laboratórios das principais empresas químicas são difíceis de distinguir da pedra real em termos de transparência e brilho. Mas todos os métodos conhecidos exigem grandes investimentos de capital, são trabalhosos.

HPHT ou alta pressão, alta temperatura é a tecnologia mais comum. A base de cientistas de zircônia cúbica sintética colocam pedras reais do tamanho de 0,5 mm. Em uma câmara especial, sobre o princípio de operação semelhante a uma autoclave, é criada uma combinação de temperatura de pelo menos 1.400 ° C e pressão de 55.000 atmosferas. Diferentes compostos químicos, camadas de grafite, são sobrepostas à base natural.

Após 10 dias de tal exposição, aparecem fortes ligações sigma, as conexões ao redor da base são formadas em uma pedra sólida e transparente.

Esta tecnologia é uma das primeiras no cultivo de minerais artificiais. É amplamente utilizado quando você precisa criar um revestimento de diamante muito forte e afiado, criando diamantes de alta qualidade. Todos os componentes e o substrato de diamante são colocados em câmaras especiais que criam um vácuo. Após o preenchimento com metano, a exposição aos raios de microondas, bem conhecidos para o funcionamento do forno de microondas, começa. Em altas temperaturas, compostos químicos de carbono começam a derreter e combinar com a base.

A tecnologia CVD oferece diamantes de alta qualidade que não são inferiores em suas propriedades até o presente. Em sua base, está sendo desenvolvida a tecnologia de substituição de placas resistentes ao desgaste de computadores, dielétricos e bisturis ultra-finos em oftalmologia.

Um dos mais recentes desenvolvimentos é o método de síntese explosiva. Baseia-se numa combinação de aquecimento severo de uma mistura química por meio de uma explosão e subsequente congelamento do mineral obtido. O resultado é um diamante sintético com propriedades naturais, produzido a partir de carbono cristalino. Mas o alto custo força os químicos a procurar novas variantes da síntese da massa de pedra.

Entre todos os diamantes, as pedras sintéticas representam apenas 10% do mercado. Cristais baratos de zircônia cúbica são usados ​​para a fabricação de jóias femininas. As famosas casas de moda decoram com vestidos de noite, bolsas e sapatos, usados ​​em decoração exclusiva.

Mais de 90% dos diamantes artificiais são usados ​​na indústria. Áreas principais:

• retificadoras de alta precisão, ferramentas para corte de materiais duros;
• microeletrônica e fabricação de computadores;
• indústria de defesa;
• robótica;
• Lasers exclusivos para cirurgia ocular;
• engenharia mecânica;
• novas máquinas-ferramentas em metalurgia;
• ciência de foguetes.

Entre as últimas conquistas está o uso de diamante sintético para a fabricação de uma lente artificial. Operações de transplante mostraram que a limpeza e a facilidade de corte tornam o implante ideal para o paciente.

A indústria produz diamantes sintéticos, tão semelhantes a um cristal natural, que sua identificação exige uma série de testes de laboratório. Considere as diferenças mais comuns.

• Todos os diamantes cultivados artificialmente têm um carimbo especial. Indica o nome da empresa ou laboratório que produziu o produto.

• Para a inspeção é melhor usar não uma lente de aumento, mas um microscópio potente. Nas oficinas, os defeitos são detectados usando um espectrógrafo, brilhando através dos raios ultravioleta.

• Diamantes reais não reagem ao campo eletromagnético. Como método de verificação, você pode usar essa propriedade: uma pedra sintética é atraída por um imã forte.

• Se você precisa identificar um diamante em casa, ele é colocado em papel grosso branco. Em um exame mais detalhado, as zonas de crescimento que aparecem durante a formação de uma camada de carbono sob alta pressão tornam-se perceptíveis.

• Pedras naturais são criadas a partir dos menores cristais individuais, portanto, possuem uma estrutura uniforme. Produtos não naturais, quando examinados detalhadamente sob um microscópio, parecem ser feitos de uma infinidade de cristais microscópicos.

Em apenas 10 a 15 segundos, eles permitem, com uma precisão de 95-98%, distinguir os sintéticos de uma pedra natural, fornecer informações máximas sobre a qualidade e estrutura do cristal.

A produção de diamantes sintéticos é descrita no próximo vídeo.