26 Mayıs 2015'te, Hong Kong'daki Uluslararası Gemoloji Enstitüsü (IGI), 10,02 karat ağırlığında, E renginde ve VS1 berraklığında alışılmadık bir rekor pırlanta için bir sertifika yayınladı. Bu tür değerli taşlar mücevher dünyasında çok nadir değildir, ancak bu davanın benzersizliği, taşın toprağın bağırsaklarından çıkarılmaması, Rus şirketi New Diamond tarafından yetiştirilen 32 karatlık sentetik elmas kristalinden kesilmesiydi. Teknoloji (NDT). Şirketin genel müdürü Nikolai Khikhinashvili, "Bu bizim ilk rekorumuz değil" diyor. “Bir önceki 5 karatlık sadece iki ay dayanmıştı.”
Üretim müdürü Roman Kolyadin bana Sestroretsk yakınlarındaki teknoloji parklarından birinde küçük bir atölyeyi gösteriyor. Atölye terk edilmiş, duvarlarda yalnızca bir düzine hidrolik pres sıralanmış. Bu "birikimdir" - kesinlikle kusursuz elmaslar, yüksek sıcaklık ve basınç koşulları altında, mikron mikron preslerin içinde büyür. Mevcut parametreler her basışta kontrolörlerin kontrol panellerine yansıtılıyor ancak Roman, bu verilerin çerçeveye girmemesi için resmin çekilmesini istiyor: “Elmas sentezinin genel prensipleri iyi biliniyor ve endüstride kullanılıyor. yarım asırdan fazla bir süredir. Ancak sentez modlarının detayları şirketimizin teknik bilgilerinden biridir." Atölyedeki mikro iklimi derecenin onda biri hassasiyetle koruyan hassas klimalara dikkat ediyorum. Gerçekten böyle bir hassasiyete ihtiyaç var mı? “Hava akımından kaçınmak için kapıyı hemen arkamızdan nasıl kapattığımızı hatırlıyor musunuz? - Roman'ı açıklıyor. — Sıcaklık koşullarındaki küçük sapmalar pırlantanın kalitesini ciddi şekilde etkileyebilir, hatta daha iyi yönde değil. Ve her zaman mükemmel kaliteye ulaşmak için çabalıyoruz.”
Elmas tek kristallerinin yüksek sıcaklıkta (yaklaşık 1500 °C, istenilen eğimde) ve yüksek basınçta (50-70 bin atm.) büyütülmesi işlemi. Hidrolik pres, içinde metal eriyiği (demir, nikel, kobalt vb.) ve grafit bulunan özel bir kabı sıkıştırır. Substrat üzerine bir veya daha fazla tohum (küçük elmas kristalleri) yerleştirilir. Odanın içinden bir elektrik akımı akar ve eriyiği istenen sıcaklığa kadar ısıtır. Bu koşullar altında metal, karbonun elmas formundaki bir tohum üzerinde kristalleşmesi için bir çözücü ve katalizör görevi görür. Bir büyük veya birkaç küçük kristalin büyütülmesi süreci 12-13 gün sürer.
Doğada casusluk
Sentetik elmasların tarihi, bilim adamlarının nihayet bu taşın karbon bileşimi olduğunu anladığı 18. yüzyılın sonlarında başlıyor. 19. yüzyılın sonlarında karbonun ucuz versiyonlarını (kömür veya grafit) sert ve parlak bir elmasa dönüştürme girişimleri oldu. Başarılı sentez iddiaları, Fransız kimyager Henri Moissan veya İngiliz fizikçi William Crookes gibi birçok ünlü bilim adamı tarafından ortaya atıldı. Ancak daha sonra hiçbirinin aslında başarıya ulaşmadığı anlaşıldı ve ilk sentetik elmaslar ancak 1954 yılında General Electric şirketinin laboratuvarlarında elde edildi.
600−700°C'ye ısıtılmış bir alt tabaka üzerinde iyonize hidrokarbon gazı ortamından daha ucuz bir elmas biriktirme işlemi. CVD kullanılarak tek kristallerin büyütülmesi, HPHT kullanılarak büyütülen tek kristalli bir elmas alt tabaka gerektirir. Silikon veya çok kristalli elmas üzerine biriktirildiğinde, elektronik ve optikte sınırlı uygulamaları olan çok kristalli bir levha elde edilir. Büyüme hızı - 0,1 ila 100 µm/saat. Plakaların kalınlığı genellikle 2-3 mm ile sınırlıdır, bu nedenle ondan kesilen elmaslar mücevher olarak kullanılabilir, ancak boyutları kural olarak 1 karatı geçmez.
GE'de sentez için kullanılan süreç doğadan ilham aldı. Karasal elmasların, mantoda, Dünya yüzeyinin yüzlerce kilometre altında, yüksek sıcaklıklarda (yaklaşık 1300 ° C) ve yüksek basınçta (yaklaşık 50.000 atm.) oluştuğuna ve daha sonra bu tür magmatik kayaçlar tarafından yüzeye çıkarıldığına inanılmaktadır. kimberlit ve lamproit olarak. GE geliştiricileri, grafit ve çözücü ve katalizör görevi gören demir-nikel-kobalt eriyiği içeren bir hücreyi sıkıştırmak için bir pres kullandılar. Bu işleme HPHT (Yüksek Basınç Yüksek Sıcaklık - yüksek basınç, yüksek sıcaklık) adı verildi. Daha sonra ucuz endüstriyel elmaslar ve elmas tozları üretmek için ticari hale gelen bu yöntemdi (şimdi yılda milyarlarca karat üretiliyorlar) ve 1970'lerde bunun yardımıyla 1 karat ağırlığa kadar mücevher taşlarının nasıl yapılacağını öğrendiler. karat, oldukça ortalama kalitede olmasına rağmen.
Sentetik elmasların endüstriyel üretimi için iki ana teknoloji HPHT ve CVD'dir. Ayrıca bir patlama sırasında grafitten elmas nanokristallerinin sentezi veya ultrasonik kavitasyonun etkisi altında organik çözücüler içindeki grafit parçacıklarının bir süspansiyonundan mikron boyutunda elmaslar üretmek için deneysel bir yöntem gibi bir dizi egzotik yöntem de vardır.
Geçici çözüm
1960'lardan bu yana, dünya elmas sentezi için başka bir yöntem geliştiriyor - CVD (Kimyasal Buhar Biriktirme, gaz fazında biriktirme). İçinde elmaslar, mikrodalga radyasyonu kullanılarak iyonize edilen veya yüksek bir sıcaklığa ısıtılan, ısıtılmış bir hidrokarbon gazı alt tabakası üzerine biriktirilir. 2000'li yılların başında hem küçük girişimler hem de De Beers grubunun bir parçası olan Element Six gibi büyük şirketler bu sentez yöntemine büyük umutlar bağlamaya başladı.
Yakın zamana kadar HPHT yöntemi büyük ölçüde hafife alınıyordu. Nikolai Khikhinashvili, "Birkaç yıl önce ekipman satın aldığımızda, hepimize oybirliğiyle endüstriyel preslerin yalnızca elmas tozlarının sentezi için uygun olduğu söylendi" diyor. Tüm kaynaklar CVD'nin geliştirilmesine tahsis edildi ve HPHT teknolojisi niş olarak kabul edildi; uzmanların hiçbiri bunun yeterince büyük kristaller yetiştirmek için kullanılabileceğine inanmıyordu. Ancak Nikolai'ye göre şirketin uzmanları, kelimenin tam anlamıyla sektörde patlayan bir bomba etkisi yaratan kendi sentez teknolojilerini geliştirmeyi başardılar. Birkaç yıl önce gemoloji laboratuvarlarından birinin raporunda şöyle yazıyordu: “Bu elmasın ağırlığı 2,30 karat! Yakın zamana kadar bir elmasın bu kadar büyük olması onun doğal kökeninin garantisiydi.”
Pırıltılı elmaslar yaratmak için elmasları kesmek uzun bir süreçtir ve konuya yeni başlayanlar için pek de etkileyici değildir. Hem yetiştirilen hem de doğal elmaslar tamamen aynı şekilde işlenir.
Kızların en iyi arkadaşları
Nikolai, "Elbette 5-6 karattan büyük elmaslar yetiştiren sadece biz değiliz" diye açıklıyor. “Fakat geri kalanların hepsi “üçte iki” ilkesine uyuyor: büyük, yüksek kaliteli, ticari açıdan kârlı. Büyük, yüksek kaliteli elmas kristallerinin uygun bir maliyetle nasıl elde edileceğini ilk öğrenen biziz. 32 presle ayda yaklaşık 3000 karat üretebiliyoruz ve bunlar çok yüksek kaliteli taşlar - D, E, F renklerinde ve en saf IF'den SI'ya, esas olarak tip II'ye kadar berraklıkta elmaslar. Ürünlerimizin %80'i 0,5 ila 1,5 karat ağırlığındaki mücevher pırlantalarından oluşuyor, ancak her boyuttaki pırlantaları özel olarak yetiştirebiliyoruz.” Kanıt olarak Nikolai bana 10 rublelik madeni para büyüklüğünde bir kristal veriyor: “Bu örneğin 28 karat. Eğer keserseniz 15 karatlık bir elmas elde edersiniz.”
2000'li yılların başında, küresel elmas tekelcisi De Beers, sentetik elmasların mücevher pazarına girişinin yaklaşmasından oldukça endişeliydi ve bunun işini baltalayabileceğinden korkuyordu. Ancak zaman korkulacak bir şey olmadığını gösterdi; sentetik elmaslar mücevher pazarında çok küçük bir paya sahip. Ayrıca bu süre zarfında yetiştirilen elmasların güvenle tanımlanmasını mümkün kılan araştırma yöntemleri geliştirildi. Sentez belirtileri metal kapanımlarıdır; renkli elmaslarda büyüme sektörleri görülebilir; ayrıca HPHT, CVD ve doğal elmaslar UV ışınlarında farklı lüminesans modellerine sahiptir.
Azot içeriğine bağlı olarak elmaslar iki ana türden birine ayrılır. Tip I elmaslar, atomları kristal kafesin bölgelerinde gruplar (la) veya tek tek (Ib) halinde bulunan %0,2'ye kadar nitrojen içerir. Doğal elmaslar arasında Tip I hakimdir (%98). Kural olarak, bu tür taşlar nadiren renksizdir. Tip IIa elmaslar neredeyse hiç nitrojen içermez (%0,001'den az) ve doğal taşların yalnızca %1,8'ini oluşturur. Bor (IIb) katkılı nitrojen içermeyen elmaslar ise daha az yaygındır (%0,2). Kristal kafes bölgelerindeki bor atomları elektriksel iletkenliklerini belirler ve elmaslara mavimsi bir renk verir.
“Tüketiciler yetiştirilen elmaslar hakkında ne düşünüyor? Bu iyi” diyor Nikolai, “özellikle günümüzün gençliği. Bu pırlantaların çatışmasız olması ve yüksek teknoloji kullanan insanlar tarafından doğaya müdahale edilmeden üretilmiş olması onlar için önemlidir. Yani fiyatı yarı yarıya düşük. Tabii ki sertifikada taşların yetiştirildiği yazıyor ama pırlanta yüzük takıyorlar, sertifika değil! Elmaslarımız fiziksel ve kimyasal özellikler açısından da doğal olanlarla aynı” dedi.
Şu ana kadar kârın büyük kısmı mücevher piyasası için elmas üretmekten geliyor. Bununla birlikte, önümüzdeki yıllarda özel optikler, mikroelektronik ve diğer yüksek teknolojili endüstriyel uygulamalar için yetiştirilen elmaslara ve elmas plakalara büyük bir talep olması muhtemeldir.
Kuyumculuktan sanayiye
Mücevher pırlantaları NDT'nin işinin kazançlı bir parçası ama yarın başka bir yere ait. NDT teknik direktörü Alexander Kolyadin şunu söylemekten hoşlanıyor: "Elmastan başka hiçbir şey yapılamıyorsa, elmas yapın." Aslında büyük, yüksek kaliteli sentetik elmaslar için en umut verici pazar endüstridir. Alexander Kolyadin, "Tek bir doğal elmas özel optik veya elektronikte kullanıma uygun değildir" diyor. - Çok fazla kusurları var. Ve elmaslarımızdan kesilen plakalar neredeyse mükemmel bir kristal kafese sahip. Örneklerimizi incelemeleri için sunduğumuz bazı araştırma kuruluşları, ölçülen parametrelere neredeyse inanamıyor; bunlar o kadar mükemmel ki. Ve sadece bireysel numuneler değil, endüstri için hayati önem taşıyan özelliklerin tekrarlanabilirliğini de güvenle sağlayabiliriz. Elmaslar ısı emicilerdir, özel optikler ve senkrotronlar için pencerelerdir ve elbette şu anda tüm dünyada geliştirilmekte olan güç mikroelektroniği için pencerelerdir.
“Sanayi sektörü şu anda üretimimizin yüzde 20'sini oluşturuyor, ancak özellikle talebin hızla artması nedeniyle üç yıl içinde bu oranı yüzde 50'ye çıkarmayı planlıyoruz. Şimdi esas olarak 4 x 4 ve 5 x 5 mm'lik plakalar yapıyoruz, sipariş üzerine birkaç adet 7 x 7 ve 8 x 8 mm ve hatta 10 x 10 mm'lik plakaları kestik, ancak bu henüz seri üretim değil. Nikolai Khikhinashvili, bir sonraki hedefimizin inç elmas plaka üretimine geçmek olduğunu söylüyor. Bu, kitlesel elektronik ve optik endüstrisinde büyük talep gören minimum değerdir. Bu tür plakaları elde etmek için yüz karat ağırlığında bir elmas kristali büyütmeniz gerekir. Yakın gelecek için planımız bu." "On yıldır mı?" — Açıklıyorum. Nikolai bana büyük bir şaşkınlıkla bakıyor: “On yıl mı? Yıl sonundan önce bunu gerçekleştireceğiz."
İnsanoğlu doğal minerallerin şaşırtıcı özelliklerini takdir ettiğinden beri, bunların bir kısmı lüks eşyalar haline gelmiş, bir kısmı ise günlük yaşamda ve ritüellerde yer almıştır. Dünyanın bağırsaklarından küçük miktarlarda çıkarılan değerli doğal taşlara olan talep, onları pahalı hale getirdi. Bu nedenle, talebi karşılayabilecek yapay ikame maddeleri yaratma konusu önceki yüzyıllarda aktif olarak geliştirildi. Bu yöndeki gelişmenin güçlü bir itici gücü, dolandırıcıların pahalı taşlar kisvesi altında ucuz sahte ürünler satma arzusuydu.
İnsanın doğal güçlerin yarattığı taşlara eşdeğer taşlar yaratma arzusunun kökenleri simyada bulunur. MÖ 4. yüzyılda. e. simyacılar yapay taşlar yapmak için sihirli formüller arıyorlardı. Ancak örneğin Çin uygarlığının eski arkeolojik buluntuları arasında yapay inciler bulundu. Gerçek bilimsel sonuçlar 19. yüzyılın ortalarında elde edildi. Fransa'dan bir kimyager olan Marc Gaudin, 1857'de dünyaya doğal olmayan ilk taş olan yakutu gösterdi. Daha sonra yapay zümrüt geldi. Daha sonra mücevherat için taş üretimi daha başarılı bir şekilde gelişmeye başladı ve 20. yüzyılda zaten tam üretim ölçeğine kuruldu.
Böylece insana doğanın bir sırrı daha ortaya çıktı - kendi imkanlarıyla yapay mineraller yaratabildi. Bileşimleri açısından doğal taşların yapay ikameleri doğal olanlara %100 yakındır. Uzman olmayan birinin doğalı yapaydan ayırması neredeyse imkansızdır. Bazı durumlarda ise laboratuvar spektral analizi olmadan profesyonel görüş yeterli olmayabilir.
Doğal ve yapay taşlar arasındaki farklardan bahsederken ikincisinin ideale daha yakın bir yapıya sahip olduğunu görüyoruz. Doğal olanlarda genellikle çeşitli kalıntılar, yüzeyde büyük veya küçük çatlaklar bulunur. Bu onların normal özelliğidir, ancak yalnızca doğal kökenin göreceli bir işareti olarak hizmet edebilir. Bu tür kusurlar yapay taşlarda da mevcut olabilir. Ayrıca bulutlu alanlar ve yuvarlak hava kabarcıkları yalnızca yapay taşların karakteristiğidir.
Mücevher pazarında çok sayıda yapay taşın ortaya çıkması yerleşik fiyatları sarstı. Bir süredir gerçek yakutları bile satın almak çok daha kolay hale geldi ve doğal safir ve zümrütlerin maliyeti azaldı. Ancak bundan çok kısa bir süre sonra kuyumcular optik ekipman kullanarak yapay taşları tanımlamayı öğrendiler. Böylece durum yeniden düzeldi.
Günümüzde değerli taşların neredeyse tamamı laboratuvarlarda üretiliyor. Yapay mineral kristalleri elektronik ve diğer endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Günümüzde yapay taş üretimi ton olarak gerçekleştirilebilmektedir. Ancak bu durum henüz tüm mineraller için geçerli olmayabilir. Bilim en çok elmaslarla çalışmak zorundaydı.
Yapay elmasın yaratılış tarihi
Isaac Newton, elmasın gezegendeki en sert mineral olmasına rağmen yandığını öne sürdü. Elmasın, bildiğimiz grafitten karmaşık dönüşümler sonucu oluştuğu bilindiğinden, bunun tersinin mümkün olabileceğine dair bir hipotez ortaya atıldı. Bu hipotezin deneysel çalışmaları Floransa Bilimler Akademisi tarafından yürütülmüştür. Böylece elmasın 1100 santigrat derecede önce grafite dönüştüğü, sonra yandığı tespit edildi.
20. yüzyılın 30'lu yıllarında Ovsey Leypunsky, kendi araştırmaları ve karmaşık hesaplamaları sonucunda yapay elmasın yetiştirilebileceği koşulları keşfetti. Yani basınç 4,5 GPa'dan fazla olmalı ve sıcaklık 1227 santigrat derece olmalıdır. Bu durumda, işlemin karmaşık bir ortamda (erimiş metal) gerçekleşmesi gerekir. Sadece yirmi yıl sonra yapay elmas yaratma girişimi başarı ile taçlandırıldı. Ancak ilk elmaslar yalnızca teknik amaçlara uygundu. Yapay elmasların oluşturulması ciddi teknik araçlar gerektirir ve bu da süreci pahalı hale getirir. Yapay ve doğal elmasların atfedilen büyülü özelliklerinde farklılıklar olduğu tespit edildi.
Yapay elmaslar kuvars mineralleri grubuna daha yakındır; doğal ve yapay bir elmas yan yana koyarsanız ikincisi kaybolur. Yapay minerallerin büyülü özellikleri çok daha zayıftır, bu nedenle doğal bir taşı yapay olana "tanıtırken" dikkatli olmalısınız. Ancak bir bölme (örneğin kağıttan yapılmış) aracılığıyla uzaktan bilgi alışverişinde bulunulduktan birkaç gün sonra taşlar bir arada "anlaşabilecek".
Yapay zümrüt
Bir diğer pahalı zevk ise yapay zümrütlerdir. Günümüzde bunları oluşturmak için pahalı bir hidrotermal yöntem kullanılmaktadır. Uzun bir süre zümrütler yalnızca Carol Chatman'ın San Francisco'daki laboratuvarında üretildi. Bugün dünyada birçok firma bu yöntemi kullanıyor ve yapay zümrüt üretiyor.
Yapay taşların kırılganlığı doğal taşlarla aynıdır. Bununla birlikte, yapılarında doğal taşlarda bulunan çatlaklar ve diğer kusurlar yoktur (veya pratikte yoktur), bu nedenle laboratuvarda oluşturulan zümrütler daha dayanıklıdır.
Yapay zümrüt yaratma teknolojisi geliştiriliyor, ancak hala çok pahalı. Bu nedenle hidrotermal taşlar doğal olanlardan sadece biraz daha ucuzdur. Ayrıca asitlere, ısıya ve ultraviyole ışınlarına karşı da dayanıklıdırlar. Yapay zümrütlerin rengi doğal olanlarla aynıdır.
Kültür incileri - eski bir teknoloji
Çinliler yapay inci yaratmanın sırrını çok uzun süre sakladılar. Ancak 1890'da eski teknoloji nihayet inci üretimini endüstriyel üretime sokan Japonlar tarafından tanındı.
İnci yetiştirmenin eski teknolojisi, önce bir yumuşakçanın yağlı dokusuna, sonra diğerinin mantosuna manuel olarak yerleştirilen küçük bir sedef tanesinin etrafında uzun bir sedef yetiştirme sürecini içerir. İncilerin bu şekilde yetiştirilmesi süreci zahmetli olduğundan teknolojiler geliştirildi ve süreçler basitleştirildi. İnci yetiştiriciliği kavramı böyle ortaya çıktı.
Kültür incisinin en küçük boyutu toplu iğne başı büyüklüğünde, en büyüğü ise güvercin yumurtası boyutundadır. Şekil özellikle önemlidir: ideale mümkün olduğunca yakın olan yuvarlak çok değerlidir. İnciler ayrıca gözyaşı damlası şeklinde olabilir ve bir düğmeye benzeyebilir. Kültür incilerinin ve dolayısıyla onlardan yapılan ürünlerin maliyeti, doğal incilerden daha düşüktür, bu da onları daha uygun fiyatlı kılar.
Tüm yapay taşlara gelince, şunu hatırlamanız gerekir: bunlar sahte değil, insanın sınırlı, elde edilmesi zor doğal kaynakları bilimin yaratımlarıyla değiştirme girişimidir. Bu nedenle yapay taşlar mücevher dünyasında ayrı ve şüphesiz değerli bir yere sahiptir.
Sentetik veya yapay elmas, hiçbir şekilde orijinalinden daha aşağı olmayan bir taklittir. Sentezlenen elmaslar hiçbir kusura sahip değildir ve doğal olanlardan daha saf ve temizdir.
Sentetik elmaslar laboratuvarlarda çeşitli yöntemler kullanılarak üretilmektedir. Bunları yapmak için pahalı ekipmanlara ve yüksek kaliteli hammaddelere ihtiyaç vardır. En iyi bilinenleri HPHT elmasları veya CVD elmaslarıdır.
Yüksek kaliteli bir sentetik elmas (işlenmiş bir elmas) görünüm olarak orijinalinden farklı değildir ve aynı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahiptir. Bu nedenle, insanlar genellikle "sentetik" kavramını düşük kaliteli taklitle ilişkilendirdiğinden, bu tür taşlar için daha doğru bir isim "laboratuvarda yetiştirilir (veya oluşturulur).
Yapay bir kopyanın hızlı sentezi (5 günde 1 karat ağırlığında bir taş oluşturulur), doğal taşa kıyasla fiyatını önemli ölçüde azaltmanıza olanak tanır.
Şu anda en büyük yapay elmasın 34 karat ağırlığında olduğu kaydedildi.
Değerli taşların yapay analogları en büyük miktarlarda Çin, ABD, Japonya, Rusya, İrlanda ve Güney Afrika'da üretilmektedir.
Yapay elmas türleri: mozanit, zirkon, topaz, beyaz safir, itriyum alüminyum garnet, yapay elmaslar.
Mozanit hakkında daha fazla bilgi için:
Taşların tarihi
18. yüzyılda bilim adamları doğal mineralin kimyasal yapısını çözdüler. O zaman onu yapay olarak yeniden yaratma fikri ilk kez doğdu. Uzun süre sentetik elmas yaratma girişimleri başarısızlıkla sonuçlandı. Ancak 1920'lerde bu hâlâ mümkündü. İlk yapay elmas yaratıldı.
Yeni ürün mükemmel değildi, bu yüzden bilim adamları yerinde durmadı. 1940'lı yıllarda ABD, İsveç ve SSCB'den bilim adamları bu konuyu yakından ele aldılar.
İyi kalitede küçük yapay taşlar, numunenin farklı taraflardan pistonlar tarafından sıkıştırıldığı bir cihaz tasarlayan İsveçli bir bilim adamı tarafından 1953 yılında üretildi. Ve 1970'den beri uzmanlar, orijinalinden daha aşağı olmayan büyük elmasları sentezlemeyi öğrendiler. 1990'lardan bu yana yeni bir yöntem ortaya çıktı: yıkıcı sentez.
Laboratuvar taşlarının renk yelpazesi
Geleneksel renksiz elmaslar en popüler olarak kabul edilir. Sentezleri sırasında, bileşime dahil edilen rastgele yabancı maddeler renk tonu katacağından özel dikkat gereklidir.
Renkli olanlardan yapmak gelenekseldir:
- sarı (azot katkısı);
- mavi (bor katkısı);
- siyah (nikel karışımı).
Daha az yaygın olarak üretilenler pembe, lila, kırmızı ve yeşildir.
Renkli sentetik analogların tonları, soluktan zar zor fark edilene kadar doygunluğa kadar değişebilir.
Bu gönderiyi Instagram'da görüntüle
Kristaller nasıl yetiştirilir?
Yapay elmas üretmek için çeşitli teknolojiler kullanılmaktadır.
- HPHT – termobarik yöntem (sıcaklık ve basınç). Bu yöntemle elde edilen taşlar, maliyetleri yüksek olmadığından nispeten ucuzdur. Buradaki fikir, metal katalizörlerin katılımıyla karbonu yüksek basınç (50.000-70.000 atmosfer) altında ısıtmaktır (1500 derece).
- CVD, kimyasal buhar biriktirme yöntemidir. Bu yöntemle yetiştirilen taşlar optik ve elektronikte kullanılmaktadır. Isıtma (3100 derece) veya mikrodalga radyasyonu kullanılarak hidrokarbon gazı (metan) bir silikon levha üzerine biriktirilir. Sonuç 2-3 mm kalınlığında bir filmdir.
- Patlayıcı sentez. Patlayıcıların patlaması nedeniyle yüksek basınçtan yapay bir kopya üretilir.
- Ultrasonik kavitasyon. Normal koşullar altında organik bir çözücüye bir grafit süspansiyonu eklenir ve ultrasonik kavitasyonun etkisi altında yapay bir mineral büyütülür.
Şu anda elmas elde etmenin en popüler yolu ilk iki yöntemi kullanmaktır.
Sentetik taş üretimi ile ilgili programı izleyin:
Uygulama alanları ve fırsatlar
Takılarda ideal taşlar kullanılır. Endüstride kusurlu numuneler kullanılır.
- Endüstriyel elmaslar rulman ve matkap üretiminde kullanılmaktadır.
- Elmas talaşları, kesme ve taşlama takımlarının kaplamasını yapmak için kullanılır.
- Elmas tozu metalurji, makine mühendisliği ve savunma sanayinde kullanılmaktadır.
- Elmas macunları özellikle hassas parçalar oluşturmak için kullanılır.
- Sentetik kristaller elektronikte iğneler, mikro devrelerde katmanlar ve sayaçlar oluşturmak için kullanılır.
- Tıpta aletler ve yüksek güçlü lazerler üretmek için kullanılırlar.
- Yüksek teknoloji sentetik elmas olmadan da yapamaz - cep telefonlarının yapımında kullanılır.
Taşların karşılaştırmalı özellikleri
Dışarıdan yapay bir mücevheri doğal olandan ayırmak çok zordur. Taklidin hiçbir kalıntısı veya kusuru yoktur ve orijinaliyle aynı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahiptir.
Ancak taklidi orijinalinden ayıran şey, mücevheri elde etme zamanlaması ve yollarıdır. Doğal taşların doğal ortamda oluşması milyonlarca yıl alırken, laboratuvarlarda kopyaları birkaç saat içinde (1-2 mg/saat) yapılmaktadır.
Profesyonel ekipman kullanarak farkları görebilirsiniz. 80 kat veya daha fazla büyütüldüğünde sentetik taşın taneli yapısı görülebilir. Mıknatıslara tepki verdikleri de bilinmektedir. Beyaz bir kağıda bir mücevher yerleştirirseniz ve taşın kenarı boyunca beyaz bir şerit görünüyorsa, büyük olasılıkla yapaydır.
Uzmanlaşmış bir laboratuvarda floresans analizi, Raman ve kızılötesi spektrometri ve spektroskopi kullanılarak farklılıklar bulunabilir.
Kristal tanımlaması için özel cihazlar geliştirilmiştir: “DiamondSure” ve “DiamondView”.
Konuya devam etmek için videoyu izleyin:
Sentetik kristallerin maliyeti
Dışarıdan bakıldığında orijinal ile taklit birbirinden ayırt edilemez: hiçbir kirlilik veya kusur yoktur. Zirkonyum dioksitin maliyeti 1 karat başına 1,5 dolardan, mozanitin fiyatı ise 1 karat başına 75 dolardan başlıyor. Sarı bir pırlantanın fiyatı 200 dolardan, pembemsi turuncu bir pırlantanın karat başına fiyatı ise 3.000 dolardan başlıyor.
Doğal elmaslar kısa sürede tükenecek bir kaynaktır. Bazı haberlere göre dünya doğal mineral üretimi için gerekli kaynakları çoktan tüketmiş durumda. Bu nedenle yapay taş üretimi giderek daha popüler hale geliyor.
Yapay elmasların varlığını biliyor muydunuz? Yorumlardaki deneyiminizi bize anlatın. Makaleyi sosyal ağlarda arkadaşlarınızla paylaşın. Herşey gönlünce olsun.
İnsanlar her zaman pırlantaya hayran olmuştur. Daha önce, beyaz safir gibi onun yerine geçen maddeler, uzman olmayan biri tarafından bile görsel olarak tanımlanıyordu. Bugün bilimin başarıları sayesinde orijinali yüzde yüz kopyalanmaktadır. Ve özellikler açısından yapay olarak yetiştirilen bir elmas, doğal olandan daha iyi ve daha ucuzdur.
Sentetik elmaslar veya insan yapımı elmaslar, insan tarafından yetiştirilen kristallerdir. Doğal taşlarla aynı karbondan üretilirler, doğal taşlara benzer yapı, bileşim ve fiziksel özelliklere sahiptirler. Her şey dağılımla ayırt edilir; diğer özellikler yaratılış yöntemine bağlıdır.
Kültür pırlantaları genellikle 1 karata kadar olan taşlardır. Daha büyük örneklerin sentezlenmesi sonuç vermez, ancak bu durum değişebilir. Örneğin Rusya'da 10 karatlık koyu mavi bir elmas yetiştirildi. Doğal koşulları simüle eden koşullar altında elde edildi. Taş zümrüt kesime, kusursuz bir şekle ve parlaklığa sahiptir ve kalıntılar yalnızca on kat büyütüldüğünde görülebilir.
Hikaye
Fransız Henri Moissan, 20. yüzyılın başında dünyaya yapay elmasın ne olduğunu anlatan ilk kişiydi. Kraterde meteor parçaları bularak en benzer taşı keşfetti. Ve Nobel ödüllü oldu.
1976'da Sovyet bilim adamları tarafından sentezlenen bir diğer popüler analog ise denir.
Grafit, saflaştırılmış kurum, kömür gibi yüksek karbonlu maddeler temelinde yetiştirilirler. İki ana yöntem vardır, dolayısıyla HPHT ve CVD kristalleri arasında bir ayrım yapılır.
İlkel mineral ve yaratılan çift, görünüş olarak eşit derecede göze çarpmaz; her ikisi de ancak kesildikten sonra parlar.
Sentetik elmaslar nerede talep görüyor?
Yapay elmasların %90'ı bilim ve endüstri tarafından "alınmaktadır". Hassas mühendislik ve nanoteknolojide, daha güçlü aletlerin (taşlama taşları, matkaplar, testereler, neşterler, bıçaklar) oluşturulması için özellikle saf numuneler talep edilmektedir.
En tanınabilir alan güzellik endüstrisidir. Yapay elmaslı takılar, lüks ve uygun fiyatlı olması ve bakımının kolay olması nedeniyle popülerdir.
Yapay Elmas Renkleri
Doğal elmasların farklı renkleri veya tonları vardır. İnsan yapımı çakıl taşlarının temel aralığı daha fakirdir - sarı, mavi, renksiz. Her biri kendi yolunda çekicidir:
- Beyaz. En çok arzu edilen, geleneksel olarak bir elmasın beyaz şeffaf bir arka planla ilişkilendirilmesidir. Ancak bunların üretimi en emek yoğun olanıdır. Kristal yavaş büyür, sürekli olarak nitrojenin (aksi takdirde renk sarımsı bir hal alır) veya borun (mavimsi) içeri girmemesini sağlamalısınız. Bir karatlık ışıltılı küçük olanlar bile popülerdir.
- Mavi. Aralık gök mavisinden koyu maviye kadar değişir. Renk bor safsızlıklarından oluşur, ağırlığı 1,25 karata ulaşır.
- Sarı. Yaratılması en kolay görünüm. Zengin limondan enfes sarımsılığa kadar renk yelpazesi, nitrojen safsızlıkları tarafından oluşturulur. Bazen sonuç iyimser, ateşli bir turuncudur. Elmasların ağırlığı iki karata kadardır.
Laboratuvar elması yaratma çabaları 1950'li yıllardan bu yana sürüyor ancak asıl devrim gözümüzün önünde gerçekleşiyor. Son yıllarda iki ana teknoloji önemli gelişmeler kaydetti: yüksek basınç ve sıcaklık altında elmas oluşturma (HPHT) ve karbon atomlarından oluşan bir plazma kullanan ve atomların bir alt tabaka üzerinde katman katman yoğunlaşarak bir alt katman oluşturduğu kimyasal buhar biriktirme (CVD). elmas. HPHT teknolojisi halihazırda 5 karata kadar elmas üretmeyi mümkün kılmaktadır. 2003 yılından bu yana CVD teknolojisi, 0,3 karatlık çok küçük elmaslar yaratmaktan, çok iyi optik özelliklere sahip 3 karatlık tamamen şeffaf taşlara dönüştü. CVD teknolojisi kullanılarak oluşturulan elmaslarda nitrojen veya bor gibi neredeyse hiç yabancı yabancı madde bulunmaz; bu da onlara hem endüstriyel hem de mücevher uygulamalarında doğal elmaslara göre avantaj sağlar.
Son yıllarda laboratuvar elmaslarının kalitesi ve boyutunda yaşanan iyileşmenin yanı sıra Vadi'deki startup'lar, pazarlamaya multimilyon dolarlık yatırımlar yaparak ve hissedarları arasındaki ünlülerle yarışa girdi. Doğal elmas satıcılarının konumunu baltalamak için büyük miktarlarda yatırım yapabildiler. Analistler, laboratuvarda yetiştirilen elmas pazarının yılda yaklaşık %7,4 büyüyerek 2015'teki 16,2 milyar dolardan 2023'e kadar 27,6 milyar dolara çıkacağını tahmin ediyor.
Medyanın sentetik elmasları sahte olarak adlandırma olasılığı giderek azalıyor ve doğal elmas endüstrisi, yapay olarak yetiştirilen taşları tespit etmek için giderek daha karmaşık cihazlar üretmek zorunda kalıyor: DiamondCheck, DiamondSure ve DiamondView. Ancak en modern GIA tarayıcıları bile yapay olarak oluşturulan taşları doğal olanlardan her zaman ayırt edemez.
Şimdiye kadar yapay olarak yetiştirilen elmaslar pazarın% 1-2'sini işgal ediyor, ancak gelecekte uzman tahminlerine göre payları baskın olana kadar önemli ölçüde artabilir. Üstelik bugün sanayide kullanılan elmasların %95'inden fazlası laboratuvarda yetiştiriliyor (geri kalanı mücevher yapımında kullanılmak üzere satılıyor).
Doğal ve sentetik elmaslar arasındaki fark nedir?
Doğal elmaslar arasındaki önemli farklardan biri de taşlara rengini veren kristal kafes kusurlarıdır. Örneğin sarı, nitrojen atomlarının dahil edilmesinin sonucudur, taşın kahverengi ve pembe tonları ise kristal kafesin eğriliğinin sonucudur. Aynı zamanda yaratım sürecini kontrol ederek yapay elmaslarda ideale yakın bir kristal kafes elde etmek mümkün olmakta ve içlerindeki karbon içeriğinin saflığı %99,999'a kadar ulaşabilmektedir.
Ancak pırlantaların B2B kullanımında saflık parametreleri özellikle önemliyse, mücevher taşları için taşın saflığının belirleyici bir faktör olduğu söylenemez. Aksine, buradaki anahtar rol fiyat ve pazarlamada kalıyor.
Yapay elmaslar kuyumcuların raflarına ne zaman koyulacak?
Sentetik elmasların mücevher pazarındaki payının arttırılmasının önünde çeşitli engeller bulunmaktadır. Birçok dünya mücevher evi, yapay olarak yetiştirilen elmasların bağımsız bir ürün olarak satılabileceğini anlamıyor. Bunun yerine doğalmış gibi satıyorlar. Çoğu zaman suçlanacak olan satıcılar bile değildir.
Vicdansız satıcılar, laboratuvarda yetiştirilen taşları gerçek olanlarla "karıştırmak" için yapay elmaslar satın alıyor. Boyutu 0,3 karata kadar olan bir pırlanta söz konusu olduğunda, laboratuarda yetiştirilen bir taşı doğal bir taştan ayırmak çok zordur ve onlar da bundan yararlanırlar.
Sahteciliği önlemek için büyük zincirler (Tiffany, Cartier ve diğerleri), taş çıkarmadan kakmaya kadar tüm tedarik zincirini sıkı bir şekilde izliyor.
Satıcıların yapay taşları doğal taşların yanına rafa koymaya hazır olmamalarının nedenlerinden birinin sıfırdan pazar yaratma konusundaki isteksizlik olduğunu düşünüyorum. Bu görev Diamond Foundry veya Ada Diamonds gibi girişimler tarafından üstlenildi. Pazarlamaya milyonlarca dolar yatırım yapıyorlar ve A listesindeki ünlülerin ilgisini çekerek, piyasaya insan yapımı bir elmasın doğal bir pırlantanın yanında raflara yerleştirilebileceğini gösteriyorlar. Laboratuvar elmas üreticilerinin arkasındaki fikir, elmas madenciliği endüstrisiyle doğrudan rekabet etmek yerine yeni bir pazar yaratmaktır. Mücevher zincirleri sentetik ve doğal taşlar arasında net bir ayrım yapmaya başlarsa, alıcının bir seçeneği olacaktır: daha pahalı bir doğal taş veya daha ucuz bir sentetik satın alın. Fiyat farkı duygusal bileşen için bir ödeme olacaktır.
İki farklı pazar ve ürün
Yapay ve doğal olmak üzere iki tür taşın pazardaki görünümünün temelde farklı iki pazarı hedef aldığını anlamak önemlidir. Farklı hedef kitleler ve farklı konumlandırma ve pazarlamayla.
Geleneksel elmas madenciliği ve işleme endüstrisinin asırlık bir geçmişi ve tamamen farklı pazarlama mesajları vardır. İnanılmaz görünüyor, ancak bir elması lüksün mutlak bir özelliği olarak konumlandırmak aynı elmas madenciliği şirketlerinin sistematik bir çabası haline geldi. Geçen yüzyılın 50'li yıllarında De Beers, bir elmas için birleşik bir konumlandırma oluşturmak için bir pazarlama politikası izlemeye başladı: bir elmas, "aşk" kavramının yeri doldurulamaz bir özelliğidir, bir elmas "sonsuza kadar"dır. “Elmaslar Sonsuza Kadardır” (De Beers sloganı) adı verilen yedinci James Bond filmini hatırlamak yeterli. Yapay taşların sıfırdan yaratılması gereken farklı bir felsefesi ve değerleri vardır.
Diamond Foundry, elmas madencilerinin pazarlama makinesine karşı koymak için elmas madencilerinin ana "zor noktalarından" birine değiniyor: şirketin hissedarlarından biri olan aktör Leonardo DiCaprio'nun teşvikiyle, dezavantajlı bölgelerdeki yasa dışı elmas madenciliğinin sorunları hakkında konuşuyorlar dünyanın (Sierra Leone, Angola, Kongo) Ve elmas madenciliği sürecinin etik olmayan doğasına dikkat çekiyorlar.
Diamond Foundry gibi şirketlerin kitlesel olarak ortaya çıkmasının önündeki temel engel, pazara girişin önündeki yüksek engeldir. Tahminlerimize göre, dünya pazarına giren ilk Rus şirketlerinden biri olan NDT'ye (HPHT yöntemine dayalı elmaslar üreten New Diamond Technologies) en az 60 milyon dolar yatırım yapıldı. Diamond Foundry'deki toplam yatırımlar (CVD ve HPHT'yi birleştiriyor) elmas yaratma teknolojileri) - yaklaşık 100 milyon dolar. CVD teknolojileri üzerinde çalışan bir şirket için bir araştırma merkezi kurmanın bile 15 milyon dolardan fazla bir maliyetle gerçekleşeceğini tahmin ediyoruz.
Ar-Ge'ye yapılan yüksek yatırım hacmi nedeniyle, sentetik elmas üretme teknolojisi aslında dünya çapında yalnızca bir düzine şirkete ait. Hepsi ABD, Singapur, Çin ve Rusya'da bulunmaktadır. Yapay elmas pazarına girmek pahalı ve zordur, ancak bu, Rus laboratuvarlarının ve üretim tesislerinin önemli bir pay kazanma şansına sahip olduğu milyarlarca dolarlık pazarlardan biridir.
Yükleniyor...
