Доступные сейчас выращенные в лабораторных условиях бриллианты являются результатом десятилетий исследований. Узнайте историю выращенных в лабораторных условиях бриллиантов и о том, как они изменили рынок.
Что такое выращенные в лабораторных условиях алмазы?
Как следует из названия, выращенные в лабораторных условиях алмазы (также известные как алмазы) создаются или «синтезируются» в лабораториях. Чтобы понять этот процесс, вы должны сначала понять, как формируются .
Природные алмазы образуются , где углерод сжимается при чрезвычайно высоких температурах и давлениях. Ученые производят синтетические алмазы в тех же условиях, но в лабораториях, используя различные методы сжатия углерода при высоких температурах и давлениях для его кристаллизации.
Первые выращенные в лабораторных условиях алмазы
Ученые обнаружили, что алмазы состоят из чистого углерода в 1797 году. Это положило начало гонке за созданием первого синтетического алмаза. На протяжении 19 века многие пытались воссоздать в лабораторных условиях условия, необходимые для образования алмазов. Хотя было много заявлений об успехе, ученые не смогли повторить эти эксперименты.
Первые проверенные синтетические алмазы были в рамках проекта под кодовым названием «Project Superpressure». Этот проект начался в 1940-х годах, но Вторая мировая война отложила работу. В течение многих лет ученые экспериментировали с различными методами, температурами и давлениями для получения алмазов из углерода. Используя ленточный пресс высокого давления, они подвергли небольшие затравочные кристаллы воздействию температуры 1600° C (2912 ° F) и давления 100 000 атм. В этом устройстве они растворили графит — , — в металлах, включая железо, никель и кобальт, чтобы ускорить превращение графита в алмаз.
Когда полученный материал сломал режущие инструменты ученых, они поверили, что добились успеха. Известно, что при , равной 10, алмазы могут царапать и разрушать металлические инструменты. Впоследствии они подтвердили, что действительно производили алмазы. Группа ученых, в том числе и , получили признание за это открытие.
Первые бриллианты ювелирного качества, изготовленные в лабораторных условиях
Алмазы, полученные GE с помощью этого процесса, были слишком малы для использования в драгоценных камнях. Вместо этого они использовались в промышленных целях. Тем не менее, это открытие проложило GE путь к созданию . В их процессе использовалась трубка для подачи тепла и давления на графитовую затравку в центре, пока она не превратилась в алмаз.
Несмотря на невероятное открытие, использование таких высоких температур и давлений для производства этих камней было слишком дорогостоящим, чтобы экономически конкурировать с природными алмазами. Более того, эти первые синтетические алмазы ювелирного качества часто были желтого цвета, а также содержали множество . Такие камни не получили бы высокой оценки в соответствии со стандартами цвета и чистоты для белых или .
Исследования показали, что избыток азота в драгоценных камнях вызывает желтый цвет. Некоторые дальнейшие корректировки приводят к получению бесцветных алмазов. В течение нескольких десятилетий исследования ученых из Соединенных Штатов, России и Китая позволили создавать в лабораториях бриллианты, которые могут превосходить природные алмазы по (размеру), и . Постепенно эти драгоценные камни проникали на алмазный рынок.
Современные методы
Метод, первоначально разработанный GE, представляет собой процесс (HPHT). Этот метод имитирует условия алмазообразования под землей. Однако воспроизведение таких условий является дорогостоящим и сложным. (В 1999 году GE разработала для улучшения цвета белых бриллиантов).
Сегодня большинство выращенных в лабораторных условиях алмазов получают с помощью процесса, называемого (CVD). При этом методе углекислый газ нагревает алмазную затравку в камере, в результате чего углерод прилипает к затравке и превращается в более крупный алмаз. CVD дает ученым больший контроль над свойствами выращенных в лабораторных условиях алмазов и делает возможным производство крупных алмазов ювелирного качества. CVD также может происходить при более низком давлении и температуре, что значительно снижает затраты на процесс.
Первый патент на CVD был выдан в 1950-х годах. Однако ученые не совершенствовали процесс, чтобы с его помощью можно было производить бриллианты ювелирного качества до 1980-х годов. Потребовалось еще больше времени, чтобы сделать этот процесс коммерчески жизнеспособным, поскольку одновременно только одно зернышко могло подвергаться CVD. Это было довольно дорого — вероятно, десятки тысяч долларов за камень.
Однако стоимость технологии снизилась. Отраслевые аналитики сообщили, что стоимость производства бриллианта, выращенного в лабораторных условиях, в 2008 году составляла 4000 долларов за камень. Сейчас цена составляет 200-300 долларов за камень и падает с каждым годом, поскольку десятки бриллиантов-затравок могут подвергаться CVD одновременно. (Точное количество неизвестно и считается коммерческой тайной).
Изменение алмазной промышленности
Спрос на выращенные в лабораторных условиях бриллианты существенно возрастает с каждым годом. Синтетические бриллианты стоят на 30-40% дешевле природных, а растущий интерес потребителей к делает эти камни привлекательным вариантом среди добытых алмазов.
Выращенные в лабораторных условиях бриллианты сочетают потрясающий внешний вид и более низкие цены с этичным подбором поставщиков. Это оказывает влияние на алмазную промышленность. Даже , крупнейшая в мире алмазодобывающая компания, запустила линию по производству выращенных в лабораторных условиях алмазов под названием , чтобы удовлетворить растущий спрос.
Молодые покупатели находят синтетические бриллианты особенно привлекательными, и не только из-за более низких цен. Эти потребители лучше осведомлены об этических и экологических проблемах, которые может представлять добыча алмазов.
