O umetnih diamantih in brušenih diamantih. Od nakita do industrije. Preverjene tehnologije in sistemi prihodnosti

Analog pravih dragocenih diamantov so umetni diamanti. Že dolgo je znano, da ima prelivanje diamantnih obrazov čarobne in očarljive lastnosti. Ker pa so naravni diamanti najdražji kamni, mnogi preprosto ne morejo kupiti diamantnega nakita. Zahvaljujoč analogom lahko tako ženske kot moški uživajo v lepoti in šiku nakita iz umetnih kamnov. Poleg tega se diamanti ne uporabljajo samo za izdelavo nakita, ampak tudi na številnih področjih človeškega življenja: v znanosti, tehnologiji, medicini. Uporabljajte visoko kakovostne in dragoceni diamanti ni donosno v industriji. V ta namen se uporabljajo okvarjeni kamni, ki nimajo posebne nakitne vrednosti, ali umetno vzgojeni diamanti. Ime "diamant" v prevodu iz staroindijskega jezika pomeni "nezlomljiv". Druga različica pravi: ime izhaja iz grške besede "adamas", kar pomeni "neustavljiv".

Značilnosti umetnih diamantov

Leta 1993 so se umetni kamni prvič začeli pojavljati na svetovnem trgu diamantov kot poskusni vzorci. Nekateri od njih so bili poslani v raziskavo v ugledni laboratorij Gemološkega inštituta ZDA, kjer so znanstveniki ugotovili: razlika med umetnimi diamanti in naravnimi kamni je precejšnja, vendar je vsak draguljar ali navaden potrošnik ne bo mogel prepoznati in razlikovati. pravi kamen iz ponaredka. Glavni značilna lastnost sintetizirani umetni diamanti so čistost in trdota. Umetni diamant je najtrši kamen na svetu. Naravni diamanti imajo lahko napake in okvare (razpoke, motnost ali vključki), česar ne moremo reči za umetne kamne.

Kot veste, ima pravi diamant magične lastnosti, pomaga zaščititi osebo pred "slabimi" pogledi in mislimi, uravnoteži živčnega sistema. Astrologi trdijo, da tudi umetni diamant seva pozitivno energijo ki v težkih trenutkih pomaga človeku sprejeti prava odločitev ali storiti prava izbira. Ne glede na horoskopsko znamenje lahko tako naravne kot umetno vzgojene diamante nosite na telesu ali preprosto hranite v škatli doma. Raznolikost nakita iz umetnih kamnov je danes precej velika in na prvi pogled je popolnoma nemogoče ločiti kamne od pravega nakita.

Metode gojenja sintetičnih diamantov

Sintetične primerke gojijo v laboratorijih v posebni pogoji z uporabo visoko natančne in visokotehnološke opreme. Toda ta proces ne zahteva več tisoč let, kot nastanek naravnih kamnov. Strokovnjaki lahko sami izberejo svoje odtenke in velikosti. Eden od načinov gojenja umetnih diamantov je temperaturni gradient s pomočjo posebnih cevi. Vsebujejo naslednje sestavine:

grafitni prah;
kovinske posebne zlitine (delujejo kot katalitske snovi);
semena za bodoče umetne kamne.

Kapsula je pod pritiskom (približno 3000 ton) 10 dni. Začne rasti na mestu, kjer je največ visok krvni tlak. Zahvaljujoč visoki notranja temperatura(skoraj 1500° C) se kovina tali, pri čemer se raztopi grafitni prah. Razlika med temperaturami ustvarja določen pritisk, ki spodbuja gibanje nastale mase v "jedro", kjer pride do njenega odlaganja.

Druga tehnika za gojenje laboratorijskih kamnov se imenuje metoda CVD (odlaganje plina). Tehnika vključuje sejanje posebne plošče (substrata) z diamantnimi "semeni". Ta plošča je postavljena v specializirano instalacijo, ki je predhodno izpraznjena do visokega vakuuma. Komora se nato napolni z mikrovalovnimi žarki in plini. V času rasti diamantov plazma doseže določeno temperaturo (približno 3100° C).

Plini pod vplivom temperature razpadejo v plazmo, molekule ogljika, ki se adsorbirajo iz metana, pa se v obliki umetnih diamantov naložijo na ploščo.

Kristali imajo enakovredne vezi, kar pojasnjuje njihovo moč in trdoto. Za umetno gojenje se uporabljajo grafit, saje, sladkorni premog in različne snovi, bogate z ogljikom.

Gojeni diamanti imajo več imen, vendar jih na splošno imenujemo umetni ali sintetični, čeprav v znanstveni literaturi najdete tudi imena, kot so:

HPHT diamanti;
CVD diamanti.

Znanstveniki jih raje imenujejo "laboratorijski kamni" ali "laboratorijski vzgojeni diamanti".

Kako se sintetični diamant razlikuje od naravnih kamnov?

Videz umetnih diamantov ni slabši od naravnih dragih kamnov, če pa upoštevate njihove stroške, je veliko nižji. Sintetični kamni so bolj primerni za brušenje, zato se tudi najmanjši kristali lahko pohvalijo z brezhibnim rezom. Poleg tega majhna sintetični kamni veliko močnejši od naravnih, zato pravi diamanti majhne velikosti na policah zlatarne praktično nikoli niso našli: postopek njihovega pridobivanja iz rude je zelo delovno intenziven. S sintetičnimi majhnimi kamni draguljarji ustvarijo nemasiven, zelo lep nakit diamantno vezenje, kar močno poveča želje potrošnikov.

Področje uporabe umetnih diamantov

Zaradi svoje trdote se umetni, gojeni kamni pogosto uporabljajo za rezanje in brušenje različne površine. Danes imajo skoraj vse žage, svedri, brusilna sredstva, brusilna in rezalna orodja umetne diamantno brušene dele. Umetno gojeni kamni se pogosto uporabljajo tudi kot polprevodniki pri proizvodnji mikrovezij. Trgovinski trgi z diamanti se razlikujejo od trgov z nakitom, saj ima laboratorijski kamen poleg trdote odlično toplotno prevodnost, ki je nekajkrat večja od toplotne prevodnosti takega materiala, na primer bakra.

Glavni potrošniki umetnih kamnov so draguljarji, proizvajalci čipov za računalniško opremo in organizacije, ki nudijo storitve vrtanja.

Danes so diamantni prahovi zelo razširjeni za poliranje površin dragih kamnov, zlatih in srebrnih okvirjev ter silicijevih ploščic.

Največja vrednost laboratorijskih kamnov, pridobljenih s CVD, je njihova uporaba na visokotehnoloških področjih človeške dejavnosti. Umetni (sintetični) kamni se uporabljajo pri izdelavi močnih laserskih žarkov (ki se danes uporabljajo v medicini za zdravljenje smrtonosnih bolezni) in pri izdelavi mobilnih prenosnih naprav.

Največji potencial za sintetične kamne je na območju računalniška tehnologija. Deli, ki jih vsebujejo, veljajo za bolj vzdržljive in lahko neprekinjeno delujejo pri zelo visokih temperaturah, česar pa ne moremo reči na primer za silicijeve računalniške čipe. Umetni diamant zdrži visoke temperature, ki zagotavlja njegovo produktivnost, saj je od tega odvisna življenjska doba, pogostost delovanja opreme in hitrost. Letno se proizvede skoraj 5 milijard karatov umetnih diamantov.

Znanstveniki izvajajo stalne raziskave, ki so že privedle do zaključka, da bodo umetni diamanti uporabljeni za pridobivanje slik pod vodo, slik na področju medicine, za detektorje v velikem hadronskem trkalniku in pri jedrskih raziskavah.

Poleg vsega naštetega se umetni diamanti pogosto uporabljajo v nakit, ki mnogim ženskam omogoča, da uživajo v ponarejenih kamnih, ki pa se praktično ne razlikujejo od naravnih.

26. maja 2015 je Mednarodni gemološki inštitut (IGI) v Hong Kongu izdal certifikat za nenavaden rekordni diamant s težo 10,02 karata, barvo E in čistostjo VS1. Podobno dragulji ni več taka redkost svet nakita, ampak edinstvenost ta primer je bilo, da kamen ni bil izkopan iz drobovja zemlje, ampak je bil izrezan iz 32-karatnega sintetičnega diamantnega kristala, ki ga je vzgojilo rusko podjetje New Diamond Technology (NDT). "To ni naša prva plošča," pravi generalni direktor Podjetje Nikolai Khikhinashvili. "Prejšnji, 5-karatni, je zdržal le dva meseca."

Roman Kolyadin, direktor proizvodnje, mi pokaže majhno delavnico v enem od tehnoloških parkov blizu Sestroretska. Delavnica je zapuščena, ob stenah je le ducat hidravličnih stiskalnic. To je "depozit" - popolnoma brezhibni diamanti rastejo znotraj stiskalnic, pod pogoji visokih temperatur in pritiskov, mikron za mikronom. Trenutni parametri se odražajo na nadzornih ploščah krmilnikov za vsako stiskalnico, vendar Roman prosi, naj posname sliko, da ti podatki ne pridejo v okvir: »Splošna načela sinteze diamantov so dobro znana in se uporabljajo v industriji že več kot pol stoletja. Toda podrobnosti o načinih sinteze so del znanja in izkušenj našega podjetja.« Pozoren sem na precizne klimatske naprave, ki vzdržujejo mikroklimo v delavnici z natančnostjo desetink stopinje. Je res potrebna taka natančnost? »Se spomniš, kako smo takoj za seboj zaprli vrata, da bi se izognili prepihu? - pojasnjuje Roman. — Manjša odstopanja V temperaturni pogoji lahko resno vpliva na kakovost diamanta in ne na bolje. In vedno si prizadevamo doseči popolno kakovost.”

Postopek gojenja monokristalov diamanta pri visoki temperaturi (približno 1500 °C, z želenim gradientom) in visokem tlaku (50-70 tisoč atm.). Hidravlična stiskalnica stisne posebno posodo, znotraj katere je kovinska talina (železo, nikelj, kobalt itd.) in grafit. Eno ali več semen - majhnih diamantnih kristalov - se položi na podlago. Skozi komoro teče električni tok, ki segreje talino na želeno temperaturo. Pod temi pogoji kovina služi kot topilo in katalizator za kristalizacijo ogljika na semenu v obliki diamanta. Proces rasti enega velikega ali več manjših kristalov traja 12-13 dni.

Vohunjena v naravi

Zgodovina sintetičnih diamantov se začne konec 18. stoletja, ko so znanstveniki končno spoznali, da je ta kamen po sestavi karbonski. V poznem 19. stoletju so bili poskusi, da bi poceni različice ogljika (premog ali grafit) spremenili v trd in sijoč diamant. O uspešni sintezi so trdili številni znani znanstveniki, kot sta francoski kemik Henri Moissan ali britanski fizik William Crookes. Kasneje pa se je izkazalo, da nobeden od njih dejansko ni dosegel uspeha, prve sintetične diamante pa so dobili šele leta 1954 v laboratorijih podjetja General Electric.

Cenejši postopek nanašanja diamanta iz okolja ioniziranega ogljikovodikovega plina na podlago, segreto na 600–700°C. Gojenje monokristalov z uporabo CVD zahteva enokristalni diamantni substrat, gojen s HPHT. Pri nanosu na silicij ali polikristalni diamant dobimo polikristalno rezino, ki ima omejeno uporabo v elektroniki in optiki. Hitrost rasti - od 0,1 do 100 µm/uro. Debelina plošč je običajno omejena na 2-3 mm, zato se diamanti, izrezani iz njega, lahko uporabljajo kot nakit, vendar njihova velikost praviloma ne presega 1 karata.

Postopek, uporabljen za sintezo v GE, je navdihnila narava. Domneva se, da kopenski diamanti nastajajo v plašču, na stotine kilometrov pod zemeljskim površjem, pri visokih temperaturah (približno 1300 °C) in visokem tlaku (približno 50.000 atm.), nato pa jih na površje dvignejo magmatske kamnine, npr. kot kimberliti in lamproiti. Razvijalci GE so s stiskalnico stisnili celico, ki je vsebovala grafit in talino železa, niklja in kobalta, ki je delovala kot topilo in katalizator. Ta proces so poimenovali HPHT (High Pressure High Temperature – visok tlak, visoka temperatura). Prav ta metoda je kasneje postala komercialna za proizvodnjo poceni industrijskih diamantov in diamantnega prahu (zdaj jih proizvajajo v milijardah karatov na leto), v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja pa so se z njeno pomočjo naučili izdelovati kamne za nakit, težke do 1 karat, čeprav zelo povprečne kakovosti.

Dve glavni tehnologiji za industrijsko proizvodnjo sintetičnih diamantov sta HPHT in CVD. Obstaja tudi vrsta eksotičnih metod, kot je sinteza diamantnih nanokristalov iz grafita med eksplozijo ali eksperimentalna metoda za proizvodnjo mikronskih diamantov iz suspenzije delcev grafita v organskih topilih pod vplivom ultrazvočne kavitacije.

Rešitev

Od šestdesetih let prejšnjega stoletja se v svetu razvija še ena metoda sinteze diamantov – CVD (Chemical Vapor Deposition, plinsko nanašanje). V njej se diamanti nanesejo na segret substrat iz ogljikovodikovega plina, ki ga ionizirajo z mikrovalovnim sevanjem ali segrejejo na visoko temperaturo. V to metodo sinteze so v zgodnjih 2000-ih tako mala startupa kot velika podjetja, kot je Element Six, del skupine De Beers, začela polagati velike upe.

Do nedavnega je bila metoda HPHT močno podcenjena. »Ko smo pred nekaj leti kupili opremo, so nam vsi soglasno povedali, da so industrijske stiskalnice primerne samo za sintezo diamantnega prahu,« pravi Nikolai Khikhinashvili. Vsa sredstva so bila namenjena razvoju CVD, tehnologija HPHT pa je veljala za nišno; nihče od strokovnjakov ni verjel, da bi jo lahko uporabili za gojenje dovolj velikih kristalov. Vendar pa je po besedah Nikolaja strokovnjakom podjetja uspelo razviti lastno tehnologijo sinteze, ki je v industriji dobesedno povzročila učinek eksplozije bombe. Pred nekaj leti je bilo v poročilu enega od gemoloških laboratorijev zapisano: »Teža tega diamanta je 2,30 karata! Do nedavnega je bila takšna velikost diamanta zagotovilo njegovega naravnega izvora.”

Rezanje diamantov za ustvarjanje bleščečih diamantov je dolgotrajen proces in za nepoznavalce ni preveč impresiven. Gojeni in naravni diamanti so obdelani na popolnoma enak način.

Najboljši prijatelji deklet

»Seveda nismo edini, ki gojimo diamante, večje od 5-6 karatov,« pojasnjuje Nikolay. »Vsi ostali pa sledijo načelu »dva od treh«: veliko, kakovostno, komercialno donosno. Smo prvi, ki smo se naučili pridobivati velike diamantne kristale visoke kakovosti po dostopni ceni. Z 32 stiskalnicami lahko proizvedemo približno 3000 karatov na mesec, in to zelo kvalitetne kamne - diamante D, E, F barve in čistosti od najčistejših IF do SI, predvsem tipa II. 80 % naših izdelkov so diamanti za nakit, ki tehtajo od 0,5 do 1,5 karata, čeprav lahko po meri vzgojimo diamante katere koli velikosti.” V dokaz mi Nikolaj izroči kristal v velikosti kovanca za 10 rubljev: »Ta ima na primer 28 karatov. Če ga izrežete, dobite 15-karatni diamant.”

V zgodnjih 2000-ih je bil svetovni diamantni monopolist De Beers zelo zaskrbljen zaradi bližajočega se vstopa sintetičnih diamantov na trg nakita, saj se je bal, da bi to lahko ogrozilo njegovo poslovanje. Toda čas je pokazal, da se ni treba bati - sintetični diamanti zavzemajo zelo majhen delež na trgu nakita. Poleg tega so se v tem času razvile raziskovalne metode, ki omogočajo zanesljivo prepoznavanje gojenih diamantov. Znaki sinteze so kovinski vključki; v barvnih diamantih so vidni tudi HPHT, CVD in naravni naravni diamanti drugačen značaj luminiscenca.

Glede na vsebnost dušika so diamanti razvrščeni v eno od dveh glavnih vrst. Diamanti tipa I vsebujejo do 0,2 % dušika, katerega atomi se nahajajo v vozliščih kristalna mreža v skupinah (Ia) ali posamično (Ib). Med naravnimi diamanti prevladuje tip I (98%). Takšni kamni so praviloma redko brezbarvni. Diamanti tipa IIa praktično ne vsebujejo dušika (manj kot 0,001 %) in predstavljajo le 1,8 % naravnih kamnov. Še manj pogosti (0,2 %) so diamanti brez dušika s primesjo bora (IIb). Atomi bora v mestih kristalne mreže določajo njihovo električno prevodnost in dajejo diamantom modrikast odtenek.

»Kako se potrošniki počutijo o gojenih diamantih? Dobro je,« pravi Nikolaj, »zlasti današnja mladina. Zanje je pomembno, da so ti diamanti brez konfliktov in da so jih ustvarili ljudje z uporabo visoke tehnologije brez poseganja v naravo. No, cena je približno pol nižja. Seveda na certifikatu piše, da so kamni gojeni, vendar nosijo diamantni prstan, ne certifikat! In glede fizičnega in kemijske lastnosti naši diamanti so identični naravnim diamantom.”

Zaenkrat večina Dobiček izvira iz proizvodnje diamantov za trg nakita. Vendar pa bo najverjetneje v prihodnjih letih ogromno povpraševanje za gojene diamante in diamantne rezine za posebno optiko, mikroelektroniko in druge visokotehnološke industrijske aplikacije.

Od nakita do industrije

Diamanti za nakit so donosen del poslovanja NDT, vendar jutri pripada drugam. Tehnični direktor NDT Alexander Kolyadin rad reče: "Če iz diamanta ni mogoče narediti ničesar drugega, naredite diamant." Dejansko je najbolj obetaven trg za velike, visokokakovostne sintetične diamante industrija. "Noben naravni diamant ni primeren za uporabo v posebni optiki ali elektroniki," pravi Alexander Kolyadin. - Imajo preveč napak. In plošče, izrezane iz naših diamantov, imajo skoraj popolno kristalno mrežo. nekaj raziskovalne organizacije, ki mu posredujemo naše vzorce v študijo, komaj verjame izmerjenim parametrom – tako idealni so. Pa ne samo posameznih vzorcev - z gotovostjo lahko zagotovimo ponovljivost karakteristik, kar je za industrijo ključnega pomena. Diamanti so ponori toplote, so okna za specialno optiko in za sinhrotrone ter seveda močnostna mikroelektronika, ki se zdaj razvija po vsem svetu.«

»Industrijski sektor trenutno predstavlja 20 % naše proizvodnje, v treh letih pa ga nameravamo povečati na 50 %, še posebej, ker povpraševanje hitro narašča. Sedaj izdelujemo predvsem plošče 4 x 4 in 5 x 5 mm, po naročilu smo izrezali nekaj plošč 7 x 7 in 8 x 8 mm ter celo 10 x 10 mm, vendar to še ni masovna proizvodnja. Naš naslednji cilj, pravi Nikolai Khikhinashvili, je preiti na proizvodnjo palčnih diamantnih plošč. To je minimum, po katerem je veliko povpraševanje v množični elektronski in optični industriji. Za pridobitev takšnih plošč morate vzgojiti diamantni kristal, ki tehta sto karatov. To je naš načrt za bližnjo prihodnost." "Za desetletje?" — razjasnim. Nikolaj me presenečeno pogleda: »Desetletje? To bomo storili še pred koncem leta."

Zdi se, da se je blagovna znamka De Beers odločila slediti znanemu diplomatskemu načelu "če ne moreš zatreti nemira, ga vodi" in postati monopolist ne le na trgu naravnih diamantov, ampak tudi umetno pridelanih kamnov. Posebej za te namene je bila ustvarjena blagovna znamka Lightbox, ki bo prodajala nakit samo s kamni, gojenimi v laboratorijskih pogojih. Preprost, nezahteven dizajn, poceni - za vsak dan.

»Sintetični diamanti niso nič drugega kot modna muha in modna muha,« pravi Bruce Cleaver, izvršni direktor De Beersa. "Niso primerni za označevanje pomembnih dogodkov v vašem življenju, ki bi se jih radi dolgo spominjali." Odmevajo ga finančni direktor podjetje Nimesh Patel: »Takšni kamni niso nekaj edinstvenega. Če izgubite nakit s sintetičnim diamantom, verjetno ne boste zelo razburjeni. Mimogrede, to odlična alternativa za okras za otroka."

Na splošno so zvočniki De Beers ob lansiranju nove blagovne znamke naredili vse, kar je bilo v njihovi moči, da je ugled laboratorijskih diamantov padel pod ničlo. In to kljub dejstvu, da je podjetje septembra 2017 uradno objavilo, da nikoli ne bo prodajalo umetno pridelanih diamantov, kar je bilo razumljivo in razumljivo: sicer bi bilo videti kot kanibalizacija lastnega posla.

So kakšne razlike?

Tema umetno gojenih diamantov se je v zadnjih dveh letih aktivno podžigala. Edino vprašanje, ki ves ta čas skrbi javnost, je: "Kako se razlikujejo od naravnih?"

Pravilen odgovor je praktično nič. Čisti ogljik. Stisnjen z milijoni let geoloških procesov ali stisnjen z nanašanjem pare v laboratoriju. Še več, neposredna tvorba diamanta v naravnem in umetnem okolju zahteva približno enak čas - dva do tri tedne. Samo naravnega, nato pa "malo" ležal v njem zemeljska skorja. Kemična sestava je enaka. Tudi kristalna struktura. Z vidika vizualne identitete brezbarvnih sintetičnih diamantov ne more ločiti od naravnih niti strokovnjak pod 15-kratno povečavo. S posebnim treningom lahko kdo postane sumničav - vendar ne več.

»Pravzaprav to ni povsem res,« pravi neodvisni strokovnjak za nakit, ki je za De Beers delal 35 let. "Pri brušenju lahko mojster zlahka loči naravni diamant od tistega, ki je bil vzgojen v laboratoriju, struktura je opazno drugačna."

Pravzaprav je podjetje De Beers prav z namenom podrobnega preučevanja diamantov, pridelanih s človekom, pred nekaj leti v britanskem Berkshiru organiziralo lasten laboratorij Element Six za gojenje in proučevanje sintetičnih diamantov.

Dimitri Otis / gettyimages.com

Danes se večina laboratorijsko pridelanih diamantov poskuša izdati za naravne, kar je od De Beersa zahtevalo tako temeljito in drago raziskavo.

Slaba novica je, da če umetni kamen strokovnjaki niso našli na ravni proizvodnje nakita, potem ga ne boste mogli določiti v trgovini. Dobra stvar je, da je malo verjetno, da bo to storil kdo drug, tako da ne boste nikoli vedeli, da ste bili prevarani. Toda sama priložnost ne spravlja toliko ob živce kupce, ampak strokovnjake in draguljarje - navsezadnje ugled.

Koliko stane?

In zdaj glavni pomen De Beersov trik z blagovno znamko Lightbox. Preden je bila znamka uvedena na trg, je nakit z umetnimi diamanti prodajalo več ameriških podjetij (ki so jih tudi proizvajala) in to po ceni, ki je bila le 30% nižja od stroškov naravnih kamnov.

Glavna marketinška razlika in vaba za kupce je bila okolju prijaznost in etičnost laboratorijskih kamnov. V vseh drugih pogledih so novi igralci uporabili isto idejo promocije ("vrednost za pomembne točkeživljenje"), podoben dizajn, enaki kroji. Preprosto povedano, "sintetika" je poskušala igrati na polju naravnih diamantov. To pomeni, da je zahteval kos mastnega trga, ki ga je De Beers hranil leta z dragimi oglaševalskimi kampanjami, kupcem vzbujal željo po naložbah v diamante, pri čemer je za kamne plačeval bistveno več od njihove realne vrednosti.

"Sintetično" ali "vzgojeno pri ljudeh"?

Sintetični diamanti so se pojavili na trgu v izjemno neuspešni obliki, ki je bila ugledna: poskušali so posnemati naravne diamante v veliki seriji naravnih majhnih diamantov, ki tehtajo do enega in pol karata. In to, kot vsaka drobna goljufija, ni moglo ustvariti zaupanja v idejo kot celoto.

Vendar pa so se umetni diamanti hitro povzpeli na raven majhnih znamk nakita, ki skrbijo za okolje in etiko. Najbolj znani med njimi so Diamond Foundry (investitorja Leonardo DiCaprio in Miroslava Duma), Orro, Gordan Max, Innocent Stone, Carat in ducat drugih. Večina proizvodnih obratov se nahaja v Ameriki in Aziji, čeprav je v Sestroretsku med strokovnjaki en dokaj znan laboratorij - prav tu je bil pred dvema letoma pridelan največji umetni modri diamant, ki tehta 5 karatov.

S skupnimi močmi so idejo o edinstveni edinstvenosti in vrednosti sintetičnih diamantov posredovali novinarjem, ki so prevzeli idejo inovativnosti in etike, nato pa še potrošnikom.

Podjetja za rudarjenje diamantov so se združila v poskusu prepričati javnost, da sintetični kamni nimajo "brez duše, brez božanskega dotika". Na trg so bile objavljene oglaševalske akcije »Pravo je redko, pravo je diamant«. Hkrati je v oglasu prikazan 20-karatni kamen edinstvene čistosti in prosojnosti ter oglaševalska kampanja, kot razumemo, je namenjen kupcem čisto navadnih diamantov z največ do dvema karatoma, ki jih težko uvrstimo med redke. Toda tu je paradoks: bolj ko so draguljarji in rudarska podjetja govorili o razlikah v lastnostih, "redkosti" in "edinstvenosti" naravnih kamnov, bolj so prispevali k popularizaciji sintetičnih. Do konca leta je tisk spremenil svoj ton iz prizanesljivega v spoštljiv: epitet "sintetičnega" z jasno negativno konotacijo je zamenjal privlačnejši - "pridelal človek". Diamantarji so bili resno zaskrbljeni.

Z lansiranjem Lightboxa ima De Beers dva preprosta cilja. Prvi je ustvariti sloves sintetičnih diamantov na ravni okrasnih - modnih, poceni, neresnih. In druga, veliko pomembnejša stvar je znižati njihove stroške. Če so bile cene sintetike zadnji dve leti za 30% nižje od tržne vrednosti naravnih kamnov (torej dejansko na ravni menjalnih cen), potem bo Lightbox prodajal nakit po 85-90% nižji ceni od stroški naravnih diamantov - 200 $ na kamen na četrt karata in 800 $ na karat. Za primerjavo, glede na glasilo Rappaport iz avgusta 2018, 0,5-karatni naravni diamant povprečne kakovosti stane približno 1500 dolarjev, medtem ko 1-karatni stane med 4000 in 6000 dolarjev, odvisno od značilnosti. Zaenkrat je De Beersov načrt podoben kratkemu, zmagovitemu blitzkriegu, a čas bo pokazal svoje.

Poskusi izdelave laboratorijskega diamanta potekajo že od petdesetih let prejšnjega stoletja, a prava revolucija se dogaja tik pred našimi očmi. Dve glavni tehnologiji sta v zadnjih letih doživeli znatne izboljšave: ustvarjanje diamantov pod visokim pritiskom in temperaturo (HPHT) in kemično naparjevanje (CVD), ki uporablja plazmo ogljikovih atomov, iz katere atomi kondenzirajo plast za plastjo na substrat, da tvorijo diamant. HPHT tehnologija že omogoča izdelavo diamantov do velikosti 5 karatov. Od leta 2003 je tehnologija CVD prešla od ustvarjanja zelo majhnih diamantov 0,3 karata do popolnoma prozorni kamni velikost 3 karati z zelo dobro optične lastnosti. Diamanti, ustvarjeni s tehnologijo CVD, praktično nimajo tujih primesi, kot sta dušik ali bor, kar jim daje prednost celo pred naravnimi diamanti tako za industrijsko uporabo kot za uporabo v nakitu.

Skupaj z izboljšanjem kakovosti in velikosti laboratorijskih diamantov v zadnja leta startupi iz doline so se podali v tekmo z večmilijonskimi vložki v trženje in znanimi osebnostmi med njihovimi delničarji. Lahko so vložili ogromne količine denarja, da bi spodkopali položaj prodajalcev naravnih diamantov. Analitiki napovedujejo, da se bo trg diamantov, pridelanih v laboratoriju, povečal za približno 7,4 % letno, s 16,2 milijarde $ v letu 2015 na 27,6 milijarde $ do leta 2023.

Mediji vse manj verjetno, da bodo sintetične diamante označili za ponaredke, industrija naravnih diamantov pa mora proizvajati vse bolj sofisticirane naprave za odkrivanje umetno vzgojenih kamnov: DiamondCheck, DiamondSure in DiamondView. Vendar tudi najsodobnejši skenerji GIA ne morejo vedno razlikovati umetno ustvarjenih kamnov od naravnih.

Zaenkrat umetno vzgojeni diamanti zasedajo 1-2 % trga, v prihodnosti pa se lahko njihov delež močno poveča, po napovedih strokovnjakov vse do prevladujočega. Poleg tega je danes več kot 95 % diamantov, ki se uporabljajo v industriji, vzgojenih v laboratoriju (ostali se prodajo za uporabo v nakitu).

Kakšna je razlika med naravnimi in sintetičnimi diamanti?

Ena od pomembnih razlik med naravnimi diamanti so napake v kristalni mreži, ki dajejo kamnom barvo. Na primer, rumena je posledica vključkov dušikovih atomov, rjava in roza odtenek kamen - posledice ukrivljenosti kristalne mreže. Hkrati je z nadzorom procesa ustvarjanja mogoče doseči kristalno mrežo v umetnih diamantih, ki je blizu idealne, čistost vsebnosti ogljika v njih pa lahko doseže do 99,999%.

Toda če so parametri čistosti še posebej pomembni za B2B aplikacije diamantov, potem za kamni za nakitČistost kamna težko imenujemo odločilni dejavnik. Namesto tega ostajata ključna vloga cena in trženje.

Kdaj bodo umetni diamanti prišli na police zlatarn?

Povečati delež sintetičnih diamantov za trg nakita obstaja več ovir. Mnogi svet draguljarske hiše Ne razumejo, da je mogoče umetno vzgojene diamante prodajati kot samostojen izdelek. Namesto tega jih prodajajo kot naravne. Pogosto za to niso krivi niti prodajalci.

Brezvestni preprodajalci kupujejo umetne diamante, da bi laboratorijsko pridelane kamne »zmešali« s pravimi. Pri diamantu do velikosti 0,3 karata je zelo težko ločiti laboratorijsko vzgojen kamen od naravnega in to izkoriščajo.

Da bi se izognili ponarejanju, velike verige (Tiffany, Cartier in druge) strogo nadzorujejo celotno dobavno verigo, od pridobivanja kamna do intarzije.

Menim, da je eden od razlogov, zakaj prodajalci umetnih kamnov niso pripravljeni postaviti na police poleg naravnih, nepripravljenost ustvariti trg iz nič. To nalogo so prevzela zagonska podjetja, kot sta Diamond Foundry ali Ada Diamonds. V trženje vlagajo milijone dolarjev in pritegnejo znane osebnosti s seznama A, da bi trgu pokazali, da lahko umetni diamant postavimo na police poleg naravnega. Zamisel laboratorijskih proizvajalcev diamantov je ustvariti nov trg, namesto da bi neposredno tekmovali z industrijo rudarjenja diamantov. Če nakitne verige začnejo jasno razlikovati med sintetičnimi in naravnimi kamni, bo imel kupec izbiro: kupiti naravni kamen dražji ali sintetični - cenejši. Razlika v ceni bo plačilo za čustveno komponento.

Dva različna trga in dva izdelka

Pomembno je razumeti, da je pojav na trgu dveh vrst kamnov - umetnega in naravnega - namenjen dvema bistveno različnima trgoma. Z različnim občinstvom ter različnim pozicioniranjem in trženjem.

Tradicionalna industrija rudarjenja in obdelave diamantov ima večstoletno zgodovino in povsem drugačna marketinška sporočila. Zdi se neverjetno, vendar je pozicioniranje diamanta kot absolutnega atributa luksuza postalo sistematično prizadevanje istih podjetij za rudarjenje diamantov. Že v 50. letih prejšnjega stoletja je De Beers začel izvajati marketinško politiko za ustvarjanje enotnega pozicioniranja diamanta: diamant je nenadomestljiv atribut pojma "ljubezen", diamant je "za vedno". Dovolj je, da se spomnimo sedmega filma o Jamesu Bondu, ki se je imenoval "Diamanti so večni" (slogan De Beers). Umetni kamni imajo drugačno filozofijo in vrednote, ki jih je treba ustvariti iz nič.

Da bi se zoperstavil marketinškemu stroju rudarjev diamantov, Diamond Foundry zadene eno glavnih "bolečih točk" rudarjev diamantov: na pobudo enega od delničarjev podjetja, igralca Leonarda DiCapria, govorijo o težavah nezakonitega rudarjenja diamantov v zapostavljenih regijah. sveta (Sierra Leone, Angola, Kongo). In opozarjajo na neetičnost samega procesa rudarjenja diamantov.

Glavna ovira za množičen nastanek podjetij, kot je Diamond Foundry, je visoka ovira za vstop na trg. Po naših ocenah je bilo vsaj 60 milijonov dolarjev vloženih v eno prvih ruskih podjetij, ki je vstopilo na svetovni trg, NDT (New Diamond Technologies, ki ustvarja diamante po metodi HPHT). tehnologije z ustvarjanjem diamantov) - približno 100 milijonov dolarjev. Celo ustanovitev raziskovalnega centra za podjetje, ki se ukvarja s tehnologijami za srčno-žilne bolezni, ocenjujemo na več kot 15 milijonov dolarjev.

Zaradi velikega obsega vlaganj v raziskave in razvoj ima tehnologijo za proizvodnjo sintetičnih diamantov dejansko le okoli ducat podjetij po vsem svetu. Vsi se nahajajo v ZDA, Singapurju, na Kitajskem in v Rusiji. Vstop na trg umetnih diamantov je drag in težaven, vendar je to eden tistih več milijard dolarjev vrednih trgov, kjer imajo ruski laboratoriji in proizvodne zmogljivosti možnost pridobiti pomemben delež.

Številni znanstveniki so si prizadevali vzgojiti umetni diamant, odkar se je pojavila teorija, da je to mogoče. Danes je posel ustvarjanja sintetičnih kamnov zelo priljubljen, saj je to edina priložnost za zadovoljitev potrebe po tem mineralu. V naravi je ugotovljeno, da je zelo nepopoln, njegova uporaba v industriji in elektroniki pa nedonosna. Toda zahvaljujoč delu velikih umov sveta je bila rešitev najdena v osebi laboratorijski kristali. O njih bomo govorili.

Laboratorijski kristali: ponaredek ali popolna zamenjava

Imenovanje sintetičnih diamantov kopije ni pravilno. Namesto tega gre za isti mineral, proizveden na različne načine. Treba je omeniti, da je edina razlika med njimi v tem, kako se pojavljajo. V enem primeru se kamni rodijo v naravi, v drugem pa pri njihovem ustvarjanju sodelujejo ljudje.

Umetni kamen, izdelan v laboratoriju, pridobi vse lastnosti "pravega" kamna:

moč;
struktura;
sijaj;
lomni količnik;
specifična teža;
toplotna prevodnost;
odpornost.

Toda med umetnimi diamanti obstaja ena razlika - popolna odsotnost napak. Zaradi tega so idealen material za industrijske in nakitne namene.

Zanimivo je, da je le 20% diamantov, izkopanih v naravi, mogoče uporabiti za izdelavo nakita. Drugi kamni imajo mikrorazpoke, vključke in motnost. Pri uporabi visokokakovostnih tehnologij je težko ločiti naravni mineral od umetnega, tudi z laboratorijsko opremo.

Alternativna imena v znanosti in običajnih ljudeh

IN znanstveni svet, so sintetični diamanti poimenovani po tehnologiji njihove proizvodnje. Obstajajo HPHT diamanti, kar pomeni ustvarjeni pod visokim pritiskom in temperaturo. CDV diamanti pomenijo kemično naparjevanje. Nadalje vam bomo povedali o samih tehnologijah.

Toda umetni diamanti niso vedno njegova popolna kopija. Obstajajo vrste, kot so kubični cirkonij, moissanit, nosorogovo, feroelektrično, rutilno, fabulit in cerusit. Cirkonijev dioksid je najpogostejši "ponaredek" in nima nič skupnega s pravim diamantom.

Kličejo nevedneži umetni diamant kubični cirkonij, kar je velika napaka. Seveda zaradi svoje trdnosti in loma odlično posnema diamant. Nekateri strokovnjaki ga "na oko" ne morejo ločiti od izvirni kamen. Zato se pogosto uporabljajo v industriji nakita.

Potovanje v preteklost

Pogovorimo se o tem, koliko let je minilo, odkar se je pojavila hipoteza, da je mogoče pridobiti sintetične diamante. O tem so ljudje prvič začeli govoriti leta 1797, ko so odkrili, da je kamen v celoti sestavljen iz ogljika. Toda ideja je bila uresničena šele leta 1926, vendar tega ne moremo imenovati popoln uspeh. Nastali vzorec je bil daleč od izvirnika, vendar je postal izhodišče za raziskave.

Šele leta 1941 se je General Electrics začel zanimati za tehnologijo. Njihov načrt je bil segreti ogljik na 3000 stopinj pod pritiskom 5 hPa. Toda zaradi druge svetovne vojne so morali proizvodnjo ustaviti. K raziskavam se je bilo mogoče vrniti 10 let pozneje.

Kakovosten diamant umetnega izvora, primeren za množično proizvodnjo, je bil pridobljen šele leta 1954. Toda njegova velikost je bila tako majhna, da je ni bilo mogoče uporabiti v industriji nakita. Njihovo poslovanje se je razširilo v industrijo. Težava je bila rešena leta 1970, vendar tudi takrat kamni niso dosegli več kot 1 karat.

Danes se je vse spremenilo in laboratoriji dejansko lahko rastejo veliki kamni. Največja velikost Umetni diamant, uvrščen v Guinnessovo knjigo rekordov, ima 34 karatov.

Barvna paleta laboratorijskih kamnov

Veliko ljudi zanima, kakšne odtenke imajo laboratorijsko pridelani diamanti. Danes znajo znanstveniki "pobarvati" sintetične kamenčke v dveh barvah: rumeni in modri. Toda brezbarvni diamanti so najbolj priljubljeni, čeprav njihovo ustvarjanje zahteva več časa in truda.

Težko je dobiti prozorne umetne diamante, ker je treba nenehno zagotavljati, da sestava ne vsebuje bora ali dušika. Kamni, ustvarjeni s takšnimi napori, so obravnavani z največjim spoštovanjem in cenjeni so celo majhni vzorci 1 karata.

Modri sintetični diamanti se proizvajajo z dodajanjem broma ogljiku. Njihovi odtenki so različni: od temno modre do bledo modre. Dušik se uporablja za proizvodnjo rumenih diamantov. Potem se barva giblje od kisle limone do ognjeno oranžne. Za pridobivanje črnih kamnov v laboratoriju je potreben nikelj.

Področja uporabe in priložnosti

Približno 80 % ustvarjenih diamantov se uporablja v industriji in na drugih področjih človeško življenje. Na primer proizvodnja ležajev, konic za svedre. Majhne kamenčke lahko uporabimo za izdelavo diamantnih drobcev in prahu, ki se uporabljajo za premazovanje nožev ali brusilnih orodij.

Velika vloga sintetični diamant igra elektroniko. Uporabljajo se za ustvarjanje igel in plasti v mikrovezjih in števcih za vzdrževanje toplotne prevodnosti in odpornosti. In to je le približen trg, kjer se lahko prodajajo visokokakovostni umetni kamni.

Za proizvodnjo CVD diamantov imajo najpomembnejšo vlogo visokotehnološka področja. Potrebni so za izdelavo mobilnih telefonov. Uporabljajo se za izdelavo laserskih žarkov, ki se uporabljajo v medicini: z njihovo pomočjo se zdravijo številne smrtonosne bolezni. Zato je vloga sintetičnih kamnov ogromna.

Preverjene tehnologije in sistemi prihodnosti

Povedali vam bomo, kako vzgojiti diamant v laboratoriju. Sodoben obrat za njihovo proizvodnjo uporablja dve tehnologiji. Prvi po priljubljenosti in pojavljanju je HPHT. Temelji na segrevanju ogljika pod visokim pritiskom. Njegova glavna prednost je relativno nizka cena pridobljenih kamnov.

Kako nastajajo diamanti po metodi CVD, lahko razumete, če si predstavljate plinsko komoro. V notranjosti je ogljikovodik, ki se nanese na silicijeve rezine s segrevanjem ali uporabo mikrovalovnega sevanja. Kot rezultat reakcije dobimo ploščo debeline 2-3 mm. Zato je njegovo glavno področje uporabe optika in elektronika.

V nekaterih laboratorijih, ki gojijo sintetične kamne, je "eksplozivna" tehnologija za proizvodnjo diamantnih čipov običajna. Temelji na dejstvu, da eksplozija ustvari visok tlak in sprosti veliko toplote. Glavna stvar je, da kamero hitro spustite v vodo, da preprečite, da bi se diamant spremenil v grafit.

Težava z "eksplozivno tehniko" je, da so dragoceni drobci znotraj grafita. Izprati ga je treba z vrenjem dušikova kislina ves dan pri temperaturi 250 stopinj.

Lepa smrt: nova tehnologija za pridobivanje nakita

Leta 1999 so se znanstveniki naučili pridobivati diamant iz pepela osebe ali živali. Po 3 letih je tehnologija dobila široko javnost in ustvarjanje diamantov iz ostankov se je spremenilo v donosen posel. Tehnika ne miruje. Prej je bil za izdelavo kamna potreben ves pepel iz upepeljevanja, danes pa je dovolj pramen las.

Pri kremiranju osebe so potrebne zelo visoke temperature. Zahvaljujoč temu je postalo mogoče ohraniti ljubljene v nakitu. Toda cena za tak pokop ni majhna: 5000–22.000 dolarjev.

Pozor! Cene, navedene na spletni strani, niso javna ponudba in uprava zanje ne odgovarja.

Kamen iz pepela vaših najdražjih lahko prejmete v 12-14 tednih, odvisno od zahtevnosti naročila. Velikost takšnih diamantov se giblje od 0,25 do 2 karata. Cena se razlikuje glede na barvo in velikost. Za ustvarjanje enega karata rumenega diamanta boste potrebovali 100 g pepela ali 35-40 g las in 6250 dolarjev. Za gojenje modrega minerala porabimo 500 g pepela ali 100 g las. Njegova cena se začne pri 11.750 $ za karat.

Finančna stran vprašanja

Zdaj pa ocenimo, koliko bo stal diamantni nakit iz umetnih diamantov. Mnogi ljudje podcenjujejo pomen teh kamnov, vendar je njihova cena včasih višja od njihovih naravnih primerkov. Razlogov je več:

vizualno se ne razlikujejo;
nimajo vključkov, kar se imenuje "kamen čiste vode";
so močnejši, ker nimajo razpok;
njihova barva ne zbledi;
so manj muhasti.

Cena kamnov je odvisna od njihove teže, kakovosti reza in načina izdelave. Najpogostejši cirkonijev dioksid (najbolj znano ime je kubični cirkonij) stane le 1,5-6 dolarjev na karat. Toda stroški moissanita se gibljejo od 75 do 155 dolarjev.

Primerjalne značilnosti

Preden začnete načrtovati lastno podjetje z umetnimi diamanti, je pomembno razumeti, da sta sintetični mineral in naravni kamen- popolnoma enako. Združimo vse lastnosti, ki so pomembne za potrošnika, in jih primerjajmo.

Podatki za analizo so prikazani v tabeli: