Künstliche Diamanten: Wie sehen sie aus, wie werden sie gewonnen und wo werden sie verwendet?

Diamanten zeichnen sich durch ihre einzigartige Strukturdichte aus, die es dem Stein ermöglicht, hohen Belastungen und hohen Temperaturen standzuhalten. Diese Eigenschaft wird in der Weltraumforschung und -entwicklung, bei der Herstellung von Medizinprodukten und Präzisionsuhren sowie in der Nuklearindustrie verwendet. Nach dem Schleifen verwandelt sich das schöne Mineral in einen Diamanten, der von Juwelieren sehr geschätzt wird. Moderne Technologien ermöglichen es, es unter künstlichen Bedingungen herzustellen und den Preis zu senken, ohne an Qualität zu verlieren.

Für den aktiven Einsatz im industriellen Maßstab werden seit 1993 künstliche Diamanten hergestellt. Ihre Qualität war so hoch, dass Juweliere spezielle Tests benötigten, um die Echtheit der Steine ​​zu bestimmen. Für den Durchschnittsverbraucher war der Unterschied überhaupt nicht offensichtlich, daher begannen viele Unternehmen, Kristalle zu verwenden, um luxuriösen Schmuck herzustellen.

In modernen Labors werden verschiedene Arten dieses synthetischen Steins gezüchtet: Cerussite, Fabulite, Strasssteine, Ferroelektrika, Moissanit. Als schönster und sauberster Würfel aus Zirkondioxid gilt der sogenannte „cubic Zirkonia“. Es wird in vielen Bereichen der Industrie eingesetzt und ergänzt die Kollektionen der Modehäuser Thomas Sabo und Pandora.

Hauptmerkmale von Zuchtdiamanten:

• niedrige Kosten im Vergleich zu Natursteinen (der Preis ist 10-15 mal geringer);
• leichtes Schneiden;
• keine versteckten Mängel, die die Härte beeinträchtigen (Luftblasen, Risse);
• volle Nachahmung eines echten Diamanten nach dem Schleifen.

Unter Liebhabern schöner Steine ​​waren auch die Meinungen über die Eigenschaften eines unnatürlichen Steins geteilt. Einige von ihnen glauben, dass nur ein echter Diamant böse Geister vertreiben, seinen Besitzer vor Schaden und dem bösen Blick schützen und ihm in kommerziellen Angelegenheiten helfen kann.

Kunststeine ​​wurden in den letzten Jahren von den bekannten Marken Diamond Foundry, Helzberg's Diamond Shops und LifeGem entwickelt. Dieses Geschäft in den Vereinigten Staaten gilt als das profitabelste und vielversprechendste, da die Umweltbelastung minimal ist. Darüber hinaus beweisen viele geologische Experimente, dass die Zeit der Diamantenbildung in der Natur vorbei ist. Damit wird die Erschließung neuer Lagerstätten bald der Vergangenheit angehören.

Echte Diamanten sind seit Jahrhunderten beliebt. Teure Diamanten zierten königliche Kleider und Kronen, wurden geerbt und in die Goldreserven der Schatzkammer vieler Länder aufgenommen. Auch heute noch sind facettierte Mineralien die beste Investition und steigen nur jedes Jahr an Wert.

Der erste künstliche Diamant wurde 1950 von schwedischen Wissenschaftlern im ASEA-Labor gewonnen. Nach Recherchen wurden ihre Erfahrungen 1956 von der amerikanischen Firma General Electric wiederholt und die Technologie verbessert. Im Laufe mehrerer Jahrzehnte sind neue Methoden und Entwicklungen aufgetaucht, die es ermöglicht haben, Farbe, Form und Größe eines synthetischen Minerals zu verändern. 1967 wurde ein Patent für den Anbau von Edelsteinen erteilt.

Die Geschichte ihrer Herstellung in der Sowjetunion beginnt mit dem ersten Stein, der Ende der 50er Jahre des letzten Jahrhunderts am Institut für Physik und Hochdruck synthetisiert wurde. Aktive Arbeit in dieser Richtung leistet jedoch der Wissenschaftler OI Leipunsky, der bereits 1946 viele wissenschaftliche Arbeiten und Berechnungen veröffentlichte.

Ein echter Durchbruch gelang Anfang der 60er Jahre des letzten Jahrhunderts, als junge Wissenschaftler des Moskauer Hochdrucklabors eine spezielle Presse entwickelten. Mit seiner Hilfe war es möglich, eine Großproduktion von Schwersteinen aufzubauen: Das Volumen erreichte tausend Karat pro Tag. Alle produzierten Industriediamanten wurden für den Raketen- und Maschinenbau verwendet, exportiert, was Milliardengewinne einbrachte.

In den letzten Jahren wurden in Russland von privaten Schmuckhäusern und wissenschaftlichen Labors neue Technologien entwickelt.

Künstliche Diamanten, die in den Labors führender Chemieunternehmen gezüchtet werden, sind in Bezug auf Transparenz und Helligkeit nur schwer von echten Steinen zu unterscheiden. Alle bekannten Verfahren erfordern jedoch große Investitionen und sind aufwendig.

HPHT oder High Pressure, High Temperature ist die am weitesten verbreitete Technologie. Wissenschaftler haben echte Steine ​​mit einer Größe von 0,5 mm in die Basis von synthetischem Zirkonia gelegt. In einer speziellen Kammer, die nach dem Funktionsprinzip an einen Autoklaven erinnert, wird eine Kombination aus einer Temperatur von mindestens 1400 °C und einem Druck von 55.000 Atmosphären erzeugt. Auf den natürlichen Untergrund werden verschiedene chemische Verbindungen und Graphitschichten aufgebracht.

Nach 10 Tagen einer solchen Exposition bilden sich starke Sigma-Bindungen, die Fugen um die Basis herum werden zu einem harten und transparenten Stein geformt.

Diese Technologie ist eine der ersten im Anbau künstlicher Mineralien. Es wird häufig verwendet, wenn es erforderlich ist, eine besonders starke und scharfe Diamantbeschichtung zu erzeugen, um hochwertige Diamanten herzustellen. Alle Komponenten und das Diamantsubstrat werden in spezielle Kammern gelegt, die ein Vakuum erzeugen. Nach dem Befüllen mit Methan beginnt die Einwirkung von Mikrowellenstrahlen, die aus der Arbeit eines Mikrowellenherdes bekannt sind. Bei hohen Temperaturen beginnen chemische Kohlenstoffverbindungen zu schmelzen und verbinden sich mit der Basis.

Die CVD-Technologie erzeugt hochwertige Diamanten, die in ihren Eigenschaften echten Diamanten in nichts nachstehen. Auf ihrer Basis wird eine Technologie entwickelt, die verschleißfeste Computerplatinen, Dielektrika und ultradünne Skalpelle in der Augenheilkunde ersetzen soll.

Eine der neuesten Entwicklungen ist die explosive Synthesemethode. Es basiert auf einer Kombination aus scharfem Erhitzen einer chemischen Mischung durch eine Explosion und anschließendem Einfrieren des resultierenden Minerals. Das Ergebnis ist ein natürlich vorkommender synthetischer Diamant aus kristallinem Kohlenstoff. Aber die hohen Kosten lassen Chemiker nach neuen Möglichkeiten für die Synthese von Steinmasse suchen.

Unter allen Diamanten nehmen synthetische Steine ​​nur 10 % des Marktes ein. Preiswerte Zirkoniakristalle werden zur Herstellung von Damenschmuck verwendet. Berühmte Modehäuser schmücken damit Abendkleider, Handtaschen und Schuhe und verwenden sie in exklusivem Dekor.

Mehr als 90% der künstlichen Diamanten werden in der Industrie verwendet. Hauptrichtungen:

• hochpräzise Schleifmaschinen, Werkzeuge zum Schneiden von harten Materialien;
• Mikroelektronik und Computerherstellung;
• Rüstungsindustrie;
• Robotik;
• einzigartige Laser für die Augenchirurgie;
• Maschinenbau;
• neue Werkzeugmaschinen in der Metallurgie;
• Raketenwissenschaft.

Zu den jüngsten Fortschritten gehört die Verwendung von synthetischem Diamant zur Herstellung einer künstlichen Linse. Transplantationsoperationen haben gezeigt, dass die Klarheit und der einfache Schnitt das Implantat ideal für den Patienten machen.

Die Industrie stellt synthetischen Diamanten her, der einem natürlichen Kristall so ähnlich ist, dass eine Reihe von Labortests erforderlich ist, um ihn zu identifizieren. Werfen wir einen Blick auf die häufigsten Unterschiede.

• Alle künstlich gewachsenen Diamanten haben einen Sonderstempel. Es gibt den Namen der Firma oder des Labors an, die das Produkt hergestellt haben.

• Für die Untersuchung ist es besser, keine Lupe, sondern ein leistungsstarkes Mikroskop zu verwenden. In Werkstätten werden Defekte mit einem Spektrographen erkannt und unter ultravioletten Strahlen beleuchtet.

• Echte Diamanten reagieren nicht auf elektromagnetische Felder. Diese Eigenschaft können Sie als Testmethode nutzen: Ein synthetischer Stein wird von einem starken Magneten angezogen.

• Wenn es notwendig ist, einen Diamanten zu Hause zu identifizieren, wird er auf dickes weißes Papier gelegt. Bei genauer Betrachtung werden Wachstumszonen sichtbar, die entstehen, wenn sich unter hohem Druck eine Kohlenstoffschicht bildet.

• Natursteine ​​werden aus kleinsten Einzelkristallen hergestellt, daher haben sie eine homogene Struktur. Im Detail unter einem Mikroskop betrachtet, scheinen unnatürliche Produkte aus vielen mikroskopisch kleinen Kristallen zu bestehen.

In nur 10-15 Sekunden können sie mit einer Genauigkeit von 95-98% Kunststoff von Naturstein unterscheiden und geben maximale Informationen über die Qualität und Struktur des Kristalls.

Die Herstellung von synthetischen Diamanten wird im nächsten Video beschrieben.