Все про искусственные бриллианты

Синтетические алмазы, или бриллианты, это искусственно выращенные бриллианты, возникшие в результате человеческой деятельности, относящиеся к классу промышленных изделий. Такие камни обладают той же атомной структурой, химическим составом и физическими свойствами, что и настоящие добытые бриллианты, к тому же они производятся из тех же материалов, а именно: чистый углерод, кристаллизованный в изотропичную кубическую форму.

Уникальные свойства синтетических алмазов делают их превосходным продуктом для удивительно разнообразного применения в промышленности, науке и быту. Сочетание свойств делает искусственный алмаз одним из самых впечатляющих материалов в мире.

Отсутствие дефектов кристаллической решетки считается основным выдающимся свойством алмаза. Чистота и совершенство кристалла делают алмазы прозрачными, высокая теплопроводность актуальна для сферы промышленности, а твердость, оптическая дисперсия и химическая стойкость сделали алмаз популярнейшим драгоценным камнем. Оптическая дисперсия присуща всем алмазам, остальные характеристики могут варьироваться в зависимости от метода и условий создания.

Свойства бриллиантов включают:

• широчайший спектр пропускания электромагнитных волн;
• большой просвет полосы частот электронной перестройки;
• способность вступать в соединение с бором, принимая такую же электропроводность металла;
• наивысшую из известных теплопроводность;
• наивысшую из известных стойкость к термоударам;
• низкое термическое расширение;
• низкая диэлектрическая проницаемость;
• высокая подвижность носителей заряда;
• очень низкий коэффициент трения;
• химическая и биохимическая инертность;
• отличные электроизоляционные свойства.

Оптические свойства и цвет синтетических алмазов

Искусственный бриллиант имеет самый широкий спектральный диапазон из всех известных материалов: от ультрафиолетового до дальнего инфракрасного и микроволнового. В сочетании с механическими и термическими свойствами алмазы идеальны в производстве лазерной оптики, применении лазеров.

Бриллианты можно встретить в любом вообразимом цвете с бесчисленным количеством оттенков, тонов и уровней насыщенности. Цвет возникает из-за включений на уровне атомов, застрявших в кристаллической решетке камня.

Цвет состоит из 3 основных компонентов:

• оттенок – аспект, дающий название цвету, например желтый или голубой;
• тон – светлота или темнота цвета;
• насыщенность – интенсивность и сила цвета.

Созданные в лаборатории бриллианты выращиваются в трех потрясающих цветах – желтом, синем и бесцветном. Эти цвета являются перманентными, никогда не меняются, не выцветают со временем или из-за температурного воздействия.

Рассмотрим более подробно:

1. Белые бриллианты (бесцветные). Большинство людей могут распознать блеск и сверкание алмаза. Такие искусственные алмазы самые желанные среди выращенных в лабораторных условиях. Вырастить бесцветные бриллианты трудно и затратно по времени. Для того чтобы создать бесцветный алмаз, во время роста необходимо предотвратить попадание примесей азота (желтый оттенок) и бора (синий оттенок) в кристаллическую решетку. Вычленение примесей, а также ограничение этих элементов в росте сильно замедляет скорость роста кристалла. Бесцветные бриллианты являются наиболее популярными, но они менее доступны, даже и в качестве одного карата.
2. Голубой бриллиант. Голубые бриллианты варьируются от блестящего небесно-голубого цвета до темного насыщенного синего, достигают 1,25 карата. Голубой цвет получается из-за примесей бора. Такие бриллианты сложнее выращивать, чем желтые.
3. Желтый бриллиант. Желтые бриллианты доступны от чарующего яркого лимонного цвета до утонченного светло-желтого, достигают 2 карата. Желтый цвет получается из-за примесей азота. Допустим также и оранжевый цвет, придающий алмазу пламенную живость.
4. Розовый, зеленый, красный и другие цвета бриллианта. В лаборатории возможно вырастить бесцветные, голубые и желтые камни, но также и бриллиант любых других цветов. Используя обработку после выращивания, можно сделать камень розовым, зеленым или красным.

Заменители драгоценного камня

Заменитель бриллианта это материал, внешний вид которых сильно напоминает настоящие бриллианты. Если эксперт не осмотрит заменитель на близком расстоянии, имитация почти неотличима от настоящего алмаза. Поддельные камни, в отличие от оригиналов, не имеют кристаллической решетки углерода.

Подделки алмазов существовали еще в 1920 году – были обнаружены формы шпинели, такие как корундолит и радиент, а десятилетиями позже – формы титаната стронция, сапфира, рутила и других минералов, возглавивших мировой рынок фальшивых бриллиантов.

В последние годы появился новый класс алмазов-имитаторов со значительным повышением качества. Одним из наиболее распространенных имитаторов бриллиантов является диоксид циркония, или фианит.

Обнаруженный в 1976 году материал занимает второе место после муассанита в производстве фальшивых бриллиантов. Материал смешивают со стабилизирующим агентом, например оксидом кальция или иттрия оксидом. Фианиты доступны на рынке в различных цветах и чистоте/яркости.

Бесцветный фианит является одним из самых дорогих, поскольку произвести его тяжелее всего.

Коэффициент относительной плотности добытого алмаза ниже, чем у фианита, этот фактор используется как эффективная проверка на подлинность бриллианта, осуществляемая посредством специального устройства, напоминающего перо ручки. Фальшивка тяжелее и приобретает характерный зеленовато-желтый цвет при воздействии коротковолнового ультрафиолетового излучения.

Муассанит ярче, чем алмаз, и его сложнее отличить от настоящего бриллианта, чем фианит. Химически он известен, как карбид кремния или карборунд. Генри Мауссан получил Нобелевскую премию за открытие материала муассанита, найдя фрагменты метеорита в кратере. Свойства мауссанита позволяют выдавать его за настоящий бриллиант даже при самых минимальных человеческих усилиях и современных методах обработки.

Покупатель камня может быть легко обманут, купив вместо бриллианта реплику. Природные бриллианты имеют шероховатую поверхность и черные включения, у муассанита же нет косметических дефектов, эстетические качества материала оцениваются очень высоко.

Некоторые другие заменители бриллиантов доступные сегодня – циркон, белый топаз, синтетический рутил, белый сапфир и алюмоиттриевый гранат. Эти поликристаллические синтетические бриллианты производятся методом химического осаждения из газовой фазы при низкой температуре и низком давлении.

К заменителям относится также стеклянный бриллиант, симулянт, изначально сделанный из горного хрусталя, а сегодня — из стекла или акриловых полимеров.

Еще в XVIII веке ювелиру из Эльзаса Георгу Фридриху Страссу, от чьего имени и получил название материал, в голову пришла идея наносить на нижнюю сторону свинцового стекла (хрусталя) металлическую пудру. Сегодня некоторые компании используют метод осаждения металла, получая равномерное тончайшее покрытие.

Хрустальные стразы производятся австрийской компанией Swarovski и компанией Preciosa из Чехии.

Технология выращивания искусственного камня

Метод получения искусственных алмазов осуществляется посредством ручного управления температурой и давлением в лабораторных условиях. На сегодняшний день существует 2 варианта получения техногенных камней, достаточно крупных для создания ювелирных изделий:

1. При использовании первого способа рост алмаза происходит в небольшой капсуле внутри аппарата, способного генерировать высокое давление и температуру. Внутри капсулы исходный материал алмазной пудры растворяется в потоке расплавленного металла, а затем кристаллизуется, преобразовываясь в кристалл.

   Процесс кристаллизации занимает от нескольких недель до месяцев. Бриллианты, выращенные по этой технологии, имеют как кубические, так и октаэдрические грани. Форма таких кристаллов сильно отличается от формы натуральных бриллиантов, как отлична и их картина роста, что и позволяет различать камни.

2. При другом методе, так называемом химическом осаждении из газовой фазы, получение искусственного алмаза протекает внутри вакуумной камеры, заполненной углеродсодержащим газом, например метаном. Источник энергии, СВЧ пучок, разрушает газовые молекулы, а атомы углерода опускаются вниз, образуя алмазные пластины.

   Кристаллизация происходит за несколько недель, образуется несколько кристаллов сразу, точное число зависит от размеров камеры и количества пластин. Слоистые пластинчатые кристаллы имеют шероховатые края из черного графита, могут иметь коричневый оттенок, но все легко очищается в процессе термической обработки, затем происходит огранка.

Как вырастить алмаз в домашних условиях?

Для того чтобы провести опыт и узнать, как сделать алмаз дома, вам понадобится:

• микроволновая печь;
• 2 большие кружки;
• 3 графитовых стержня толщиной 3 мм;
• несколько капель оливкового масла;
• хлопковая нить, 15 см.

Рассмотрим процесс поэтапно:

1. Подготовьте оливковое масло. Микроволновая печь используется для разогревания графита до состояния плазмы. Графит, используемый в простых карандашах, не является достаточно реактивным, поэтому жидкое масло используется для концентрации тепла в определенной области графита. Масло, подогреваясь, начнет гореть, отделяя связующее вещество стержня от самого графита. Налейте несколько капель оливкового масла в середину тарелки, по диаметру тарелки расположите нить, она будет абсорбировать масло.

2. Трансфер масла в стержень. Приподнимите масляную нить, завяжите слабый узел. Стержень графита пропустите в петлю. Чтобы графит был расположен над поверхностью тарелки, его можно положить на две зубочистки. Это также поможет маслу находиться в определенной области графитового стержня.

   Потяните оба конца нити, пока узел плотно не завяжется вокруг стержня и подождите пол часа, дайте маслу пропитать графит.

3. Подготовка микроволновой печи. Микроволновка должна быть абсолютно чистой для получения лучшего результата. Хорошо вымойте и высушите печь.
4. Удаление нити. Подрежьте нить как можно ближе к стержню, осторожно потяните за получившийся конец нити так, чтобы узел развязался. Нить убирать нужно очень аккуратно, не потревожив грифель. Очень важно, чтобы масло было сконцентрировано в предусмотренном участке грифельного стержня.
5. Установка стержня в печи. На перевернутую кружку параллельно уложите 2 еще не тронутых стержня, маслом их пропитывать не нужно, а сверху аккуратно расположите масляный стержень. Конструкцию необходимо накрыть другой кружкой. Затем, вся эта установка помещается в микроволновую печь на максимальную температуру и время.
6. Можно любоваться готовым продуктом. Графитовые палочки останутся на месте, а там, где было сконцентрировано масло, можно обнаружить самодельный бриллиант.

Примечание: из-за масла в микроволновой печи могут появиться искры, это не страшно, искры перестанут появляться спустя несколько минут. Внутри кружки температура невероятно высокая, поэтому конструкцию трогать не нужно до полного остывания.

Федеральная торговая комиссия США настаивает на том, чтобы синтетические бриллианты были маркированы лазерной гравировкой. Другим доступным способом, устанавливающим различие между добытым природным алмазом и камнем, выращенным в лаборатории, является использование научного аппарата и программы, изучающей и фиксирующей характерную кристаллическую решетку.

На сегодняшний день самым крупным синтетическим бриллиантом в России является камень в 10,07 карата темно-синего цвета с изумрудной огранкой, выращенный российской компанией по производству алмазов “Нью Даймонд Технолоджи”.

Камень был получен методом использования высоких температур и высокого давления. Международный Геммологический Институт сертитфицировал данный алмаз, как имеющий ясность Si1, когда включения заметны опытному грейдеру с 10-кратным увеличением, камень имеет легкое свечение, отличные пропорции, симметрию и глянец.