يتميز الماس بكثافة فريدة من الهيكل ، مما يسمح للحجر بمقاومة الأحمال الثقيلة ودرجات الحرارة المرتفعة. تستخدم هذه الخاصية في التجارب والتطورات الفضائية ، في صناعة الأجهزة الطبية والساعات الدقيقة ، في الصناعة النووية. بعد قطع المعادن الجميلة يتحول إلى الماس ، والتي هي موضع تقدير من قبل المجوهرات. تسمح لك التكنولوجيا الحديثة بإنشائها في ظروف اصطناعية ، مما يقلل السعر دون فقدان الجودة.
ملامح
للاستخدام الفعال على نطاق صناعي يتم إنتاج الماس الصناعي منذ عام 1993. كانت جودتها عالية لدرجة أن الجواهريين كانوا بحاجة لإجراء اختبارات خاصة لتحديد صحة الأحجار. بالنسبة للمستهلك العادي ، لم يكن الفرق واضحًا على الإطلاق ، حيث بدأت العديد من الشركات في استخدام البلورات لإنشاء مجوهرات فاخرة.
في المختبرات الحديثة ، تزرع عدة أنواع من هذا الحجر الصناعي: السيراميك ، والفابوليت ، وأحجار الراين ، والكهرباء الحديدية ، والمويسانيت. يعتبر أجمل ونقي ثاني أكسيد الزركونيوم المكعب ، والذي يسمى "زركونيا مكعب". يتم استخدامه في العديد من مجالات الصناعة ، ويكمل مجموعات من بيوت الأزياء توماس سابو وباندورا.
الملامح الرئيسية للماس المزروع صناعيا:
- منخفضة التكلفة بالمقارنة مع الأحجار الطبيعية (السعر أقل من 10-15 مرة) ؛
- سهولة القطع ؛
- لا توجد عيوب خفية تؤثر على الصلابة (فقاعات الهواء ، الشقوق) ؛
- التقليد الكامل للماس الحقيقي بعد القطع.
بين محبي الأحجار الجميلة ، تم تقسيم الآراء حول خصائص الحجر غير الطبيعي. يعتقد البعض منهم أن الماس الحقيقي فقط هو القادر على طرد الأرواح الشريرة وحماية صاحبها من التلف والعين الشريرة ومساعدته في الشؤون التجارية.
يدعي حاملو الماس الصناعي أن مجوهراتهم تشع بالطاقة الإيجابية بشكل أقل فعالية وتجلب الحظ السعيد.
في السنوات الأخيرة ، تم تطوير الأحجار الاصطناعية من قبل العلامات التجارية المعروفة Diamond Foundry و Helzberg's Diamond Shops و LifeGem. يعتبر هذا العمل في الولايات المتحدة هو الأكثر ربحية وواعداً ، حيث أن الضرر الذي يلحق بالبيئة ضئيل للغاية. بالإضافة إلى ذلك ، تثبت العديد من التجارب الجيولوجية أن فترة تكوين الماس في الطبيعة قد انتهت. لذلك ، فإن تطوير رواسب جديدة سيصبح قريبًا من الماضي.
تلقي التاريخ
الماس الحقيقي كانت شعبية لعدة قرون. ألّف الماس المكلف الملابس الملكية والتيجان ، ورثت وأدرجت في احتياطيات الذهب في خزانة العديد من البلدان. حتى اليوم ، فإن قطع المعادن هي أفضل استثمار ، والذي يزيد السعر فقط كل عام.
لذلك ، بدأ التطور الأول ومحاولات إنشاء الحجر الصناعي في أواخر القرن التاسع عشر.
تم الحصول على أول ماس صناعي في عام 1950 من قبل علماء سويديين في مختبر ASEA. بعد البحث عن تجربتهم ، كررت شركة جنرال إلكتريك الأمريكية في عام 1956 ، بعد أن تحسنت التكنولوجيا. على مدار عدة عقود ، ظهرت طرق وتطورات جديدة سمحت بتغيير لون وشكل وحجم المعدن الاصطناعي. في عام 1967 ، تم استلام براءة اختراع لزراعة الحجارة والمجوهرات.
يبدأ تاريخ إنتاجهم في الاتحاد السوفيتي بالحجر الأول ، الذي تم تصنيعه في معهد الفيزياء والضغط العالي في أواخر الخمسينيات من القرن الماضي. لكن العمل النشط في هذا الاتجاه قام به العالم O. I. Leipunsky ، الذي نشر العديد من الأوراق العلمية والحسابات في عام 1946.
تم استخدام عمله في مجال الكيمياء كأساس لأساليب جديدة ؛ فقد أصبح عملياً أساس الإنتاج الصناعي الحديث للماس الصناعي.
حدث الاختراق الحقيقي في أوائل الستينيات من القرن الماضي ، عندما أنشأ العلماء الشباب في مختبر موسكو للضغط العالي مطبعة خاصة. بفضل مساعدته ، كان من الممكن إنشاء إنتاج واسع النطاق من الأحجار الثقيلة: بلغ الحجم ألف قيراط يوميًا. تم استخدام جميع الألماس الفني المصنوع لتلبية احتياجات إنتاج الصواريخ والهندسة الميكانيكية ، وتم تصديرها ، مما حقق أرباحًا بمليارات الدولارات.
في السنوات الأخيرة ، تم تطوير تقنيات جديدة في روسيا من قبل بيوت المجوهرات الخاصة والمختبرات العلمية.
يجتذبون خبراء أجانب من جنوب إفريقيا والولايات المتحدة وأوروبا ، في محاولة لجعل الأسلوب أرخص.
كيف يصنع الماس الصناعي؟
يصعب تمييز الماس الصناعي الذي يزرع في مختبرات الشركات الكيميائية الرائدة عن الأحجار الحقيقية من حيث الشفافية والتألق. ولكن جميع الأساليب المعروفة تتطلب استثمارات رأسمالية كبيرة ، شاقة.
لذلك ، فإن المهمة الرئيسية للعلماء هي إيجاد توازن مثالي بين جودة وتكلفة الإنتاج.
منهجية NRNT
HPHT أو ارتفاع ضغط ، ارتفاع درجة الحرارة هي التكنولوجيا الأكثر شيوعا. أساس العلماء الاصطناعية زركونيا مكعب وضع الحجارة الحقيقية بحجم 0.5 ملم. في غرفة خاصة ، بناءً على مبدأ التشغيل الذي يشبه الأوتوكلاف ، يتم إنشاء مزيج من درجة حرارة لا تقل عن 1400 درجة مئوية وضغط يصل إلى 55000 غلاف جوي. يتم تركيب المركبات الكيميائية المختلفة ، طبقات الجرافيت ، على القاعدة الطبيعية.
بعد 10 أيام من هذا التعرض ، تظهر روابط سيجما قوية ، تتشكل الوصلات حول القاعدة في حجر صلب وشفاف.
تعمل هذه التقنية على إعادة تهيئة الظروف الطبيعية لظهور المعدن ، وبالتالي تكون الجودة دائمًا على ارتفاع ، وتستبعد العيوب عملياً.
إنتاج الأمراض القلبية الوعائية أو تخليق الفيلم
هذه التكنولوجيا هي واحدة من الأولى في زراعة المعادن الاصطناعية. يستخدم على نطاق واسع عندما تحتاج إلى إنشاء طلاء ماسي قوي وحاد ، مما ينتج عنه ألماس عالي الجودة. توضع جميع المكونات والركيزة الماسية في غرف خاصة تخلق فراغًا. بعد الملء بالميثان ، يبدأ التعرض لأشعة المايكروويف المعروفة جيدًا بتشغيل فرن الميكروويف. في درجات الحرارة العالية ، تبدأ المركبات الكيميائية من الكربون في الذوبان والاندماج مع القاعدة.
تمنح تقنية CVD ألماسات عالية الجودة ليست أدنى مستوى في خصائصها حتى الآن. على أساسها ، يتم تطوير تقنية استبدال الألواح المقاومة للتآكل في أجهزة الكمبيوتر والعزل والمشارط الرقيقة للغاية في طب العيون.
ويأمل العلماء أنه في المستقبل القريب للحصول على 1 قيراط من الأحجار الاصطناعية ، التي تم الحصول عليها بمساعدة هذه التكنولوجيا ، سيكون من الممكن خفض السعر إلى 5-8 دولارات.
تقنية التوليف المتفجر
واحدة من أحدث التطورات هي طريقة التوليف المتفجر. وهو يعتمد على مزيج من التدفئة القاسية لخليط كيميائي عن طريق انفجار وتجميد لاحق من المعادن التي تم الحصول عليها. والنتيجة هي ماس صناعي ذو خصائص طبيعية ، ينتج من الكربون البلوري. لكن التكلفة العالية تجبر الكيميائيين على البحث عن بدائل جديدة لتركيب الكتلة الحجرية.
نطاق التطبيق
من بين جميع أنواع الماس ، تمثل الأحجار الاصطناعية 10٪ فقط من السوق. وتستخدم بلورات رخيصة من زركونيا مكعب لصناعة المجوهرات النسائية. تزين بيوت الأزياء الشهيرة معهم فساتين السهرة وحقائب اليد والأحذية المستخدمة في الديكور الحصري.
الشباب التقدمي يختارون لهم بشكل متزايد للسلامة والود البيئي.
أكثر من 90 ٪ من الماس الصناعي يستخدم في الصناعة. المجالات الرئيسية:
- آلات طحن عالية الدقة ، وأدوات لقطع المواد الصلبة ؛
- الالكترونيات الدقيقة وتصنيع الكمبيوتر.
- صناعة الدفاع
- الروبوتات.
- أشعة الليزر الفريدة لجراحة العيون
- هندسة ميكانيكية
- أدوات آلية جديدة في المعادن.
- علم الصواريخ.
من بين أحدث الإنجازات استخدام الماس الصناعي لصنع عدسة اصطناعية. أظهرت عمليات زرع الأعضاء أن النظافة وسهولة القطع تجعل الزرع مثاليًا للمريض.
يختلف في الزاوية الصحيحة للانكسار والمتانة.
مقارنة مع الأحجار الطبيعية
تنتج الصناعة ماسًا صناعيًا ، يشبه إلى حد كبير البلورة الطبيعية التي تتطلب تحديدها سلسلة من الاختبارات المعملية. النظر في الاختلافات الأكثر شيوعا.
- جميع الماس نمت بشكل مصطنع لها طابع خاص. يشير إلى اسم الشركة أو المختبر الذي أنتج المنتج.
- للتفتيش ، من الأفضل عدم استخدام العدسة المكبرة بل المجهر القوي. في ورش العمل ، يتم اكتشاف العيوب باستخدام مطياف ، يلمع من خلال الأشعة فوق البنفسجية.
- الماس الحقيقي لا يتفاعل مع المجال الكهرومغناطيسي. كطريقة تحقق ، يمكنك استخدام هذه الخاصية: ينجذب الحجر الصناعي إلى مغناطيس قوي.
- إذا كنت بحاجة إلى تحديد الماس في المنزل ، يتم وضعه على ورق سميك أبيض. عند الفحص الدقيق ، تصبح مناطق النمو التي تظهر أثناء تكوين طبقة الكربون تحت الضغط العالي ملحوظة.
- يتم إنشاء الأحجار الطبيعية من أصغر بلورات واحدة ، وبالتالي ، لديها بنية موحدة. المنتجات غير الطبيعية ، عندما يتم فحصها بالتفصيل تحت المجهر ، يبدو أنها تتكون من العديد من البلورات المجهرية.
تستخدم عمليات تبادل الألماس حول العالم أجهزة Diamond Check و M-Screen الخاصة للتحليل.
في 10-15 ثانية فقط ، يسمحون ، بدقة 95-98 ٪ ، بتمييز المواد التركيبية عن الحجر الطبيعي ، وإعطاء أقصى قدر من المعلومات حول جودة وهيكل الكريستال.
يوصف إنتاج الماس الصناعي في الفيديو التالي.
