Diamantes artificiais: como são, como são obtidos e onde são utilizados?

Os diamantes destacam-se pela densidade de estrutura única, que permite que a pedra suporte cargas pesadas e altas temperaturas. Esta propriedade é usada em pesquisa e desenvolvimento espacial, na produção de dispositivos médicos e relógios de precisão e na indústria nuclear. Após o corte, o belo mineral se transforma em diamante, muito valorizado pelos joalheiros. As tecnologias modernas permitem criá-lo em condições artificiais, reduzindo o preço sem perder qualidade.

Para uso ativo em escala industrial, os diamantes artificiais são produzidos desde 1993. Sua qualidade era tão alta que os joalheiros exigiam testes especiais para determinar a autenticidade das pedras. Para o consumidor médio, a diferença não era óbvia, então muitas empresas começaram a usar cristais para criar joias luxuosas.

Em laboratórios modernos, vários tipos dessa pedra sintética são cultivados: cerussitas, fabulitas, strass, ferroelétricos, moissanites. É considerado o cubo mais bonito e limpo de dióxido de zircônio, que é chamado de "zircônia cúbica". É usado em muitas áreas da indústria e complementa as coleções das casas de moda Thomas Sabo e Pandora.

Principais características dos diamantes cultivados:

• baixo custo em comparação com pedras naturais (o preço é 10-15 vezes menor);
• facilidade de corte;
• sem defeitos ocultos que afetam a dureza (bolhas de ar, rachaduras);
• imitação completa de um diamante verdadeiro após o corte.

Entre os amantes de belas pedras, as opiniões também estavam divididas sobre as propriedades de uma pedra não natural. Alguns deles acreditam que apenas um diamante real é capaz de afastar os maus espíritos, proteger seu dono dos danos e do mau-olhado e ajudá-lo nos negócios comerciais.

As pedras artificiais foram desenvolvidas nos últimos anos pelas conhecidas marcas Diamond Foundry, Helzberg's Diamond Shops e LifeGem. Esse negócio nos Estados Unidos é considerado o mais lucrativo e promissor, já que os danos ao meio ambiente são mínimos. Além disso, muitos experimentos geológicos comprovam que o período de formação dos diamantes na natureza acabou. Portanto, o desenvolvimento de novos depósitos logo se tornará uma coisa do passado.

Os diamantes verdadeiros são populares há séculos. Diamantes caros adornavam as roupas e coroas reais, eram herdados e incluídos nas reservas de ouro do tesouro de muitos países. Ainda hoje, os minerais facetados são o melhor investimento e só aumentam de valor a cada ano.

O primeiro diamante artificial foi obtido em 1950 por cientistas suecos no laboratório da ASEA. Após pesquisas, sua experiência foi repetida pela empresa americana General Electric em 1956, aprimorando a tecnologia. Ao longo de várias décadas, surgiram novos métodos e desenvolvimentos que tornaram possível alterar a tonalidade, a forma e o tamanho de um mineral sintético. Em 1967, foi obtida a patente para o cultivo de gemas.

A história de sua produção na União Soviética começa com a primeira pedra, que foi sintetizada no Instituto de Física e Alta Pressão no final dos anos 50 do século passado. Mas um trabalho ativo nessa direção é realizado pelo cientista OI Leipunsky, que publicou muitos trabalhos científicos e cálculos em 1946.

Um verdadeiro avanço aconteceu no início dos anos 60 do século passado, quando jovens cientistas do Laboratório de Alta Pressão de Moscou criaram uma impressora especial. Com a ajuda dele, foi possível estabelecer uma produção em larga escala de pedras pesadas: o volume chegava a mil quilates por dia. Todos os diamantes industriais produzidos foram usados ​​para as necessidades de foguetes e engenharia mecânica, foram exportados, trazendo bilhões em lucros.

Nos últimos anos, novas tecnologias foram desenvolvidas na Rússia por joalherias privadas e laboratórios científicos.

Os diamantes artificiais cultivados em laboratórios de empresas químicas líderes são difíceis de distinguir das pedras reais em termos de transparência e brilho. Mas todos os métodos conhecidos requerem grandes investimentos e são trabalhosos.

HPHT ou alta pressão, alta temperatura é a tecnologia mais comum. Os cientistas colocaram pedras reais de 0,5 mm de tamanho na base de zircônia cúbica sintética. Em uma câmara especial, de acordo com o princípio de funcionamento, que lembra uma autoclave, é criada uma combinação de uma temperatura de pelo menos 1400 ° C e uma pressão de 55.000 atmosferas. Vários compostos químicos e camadas de grafite são aplicados à base natural.

Após 10 dias de exposição, fortes ligações sigma são formadas, as juntas ao redor da base são formadas em uma pedra dura e transparente.

Esta tecnologia é uma das primeiras no cultivo de minerais artificiais. É amplamente utilizado quando é necessário criar um revestimento de diamante particularmente forte e afiado, para criar diamantes de alta qualidade. Todos os componentes e o substrato de diamante são colocados em câmaras especiais que criam vácuo. Após o enchimento com metano, começa a exposição aos raios de micro-ondas, bem conhecida pelo funcionamento de um forno de micro-ondas. Em altas temperaturas, os compostos químicos de carbono começam a derreter e se combinar com a base.

A tecnologia CVD produz diamantes de alta qualidade que não são inferiores em propriedades aos reais. Com base nisso, uma tecnologia está sendo desenvolvida para substituir placas de computador resistentes ao desgaste, dielétricos e bisturis ultrafinos em oftalmologia.

Um dos mais recentes desenvolvimentos é o método de síntese explosiva. É baseado em uma combinação de forte aquecimento de uma mistura química usando uma explosão e subsequente congelamento do mineral resultante. O resultado é um diamante sintético natural feito de carbono cristalino. Mas o alto custo faz com que os químicos busquem novas opções para a síntese da massa de pedra.

Entre todos os diamantes, as pedras sintéticas ocupam apenas 10% do mercado. Cristais cúbicos de zircônia baratos são usados ​​para fazer joias femininas. Famosas casas de moda decoram vestidos de noite, bolsas e sapatos com eles, e os utilizam em decorações exclusivas.

Mais de 90% dos diamantes artificiais são usados ​​na indústria. Direções principais:

• retificadoras de alta precisão, ferramentas para cortar materiais duros;
• microeletrônica e fabricação de computadores;
• indústria de defesa;
• robótica;
• lasers exclusivos para cirurgia ocular;
• Engenharia Mecânica;
• novas máquinas-ferramentas na metalurgia;
• Ciência de foguetes.

Avanços recentes incluem o uso de diamante sintético para fazer lentes artificiais. As operações de transplante mostraram que a clareza e a facilidade de corte tornam o implante ideal para o paciente.

A indústria produz diamante sintético, que é tão semelhante a um cristal natural que uma série de testes de laboratório são necessários para identificá-lo. Vamos dar uma olhada nas diferenças mais comuns.

• Todos os diamantes cultivados artificialmente possuem um selo especial. Fornece o nome da empresa ou laboratório que produziu o produto.

• É melhor usar um microscópio poderoso em vez de uma lupa para inspeção. Nas oficinas, os defeitos são detectados por meio de um espectrógrafo e iluminados por raios ultravioleta.

• Diamantes reais não respondem a campos eletromagnéticos. Você pode usar esta propriedade como um método de teste: uma pedra sintética é atraída por um ímã forte.

• Se for necessário identificar um diamante em casa, ele é colocado em papel grosso e branco. Uma inspeção detalhada revela zonas de crescimento que surgem quando uma camada de carbono é formada sob alta pressão.

• As pedras naturais são criadas a partir dos menores cristais individuais, portanto, apresentam uma estrutura homogênea. Quando vistos em detalhes em um microscópio, produtos não naturais parecem ser compostos de muitos cristais microscópicos.

Em apenas 10-15 segundos, eles permitem distinguir os sintéticos da pedra natural com uma precisão de 95-98%, dando o máximo de informação sobre a qualidade e estrutura do cristal.

A produção de diamantes sintéticos é descrita no próximo vídeo.