Diamantes artificiales: ¿qué aspecto tienen, cómo se obtienen y dónde se utilizan?
Los diamantes destacan por su densidad de estructura única, que permite que la piedra resista cargas pesadas y altas temperaturas. Esta propiedad se utiliza en experimentos y desarrollos espaciales, en la producción de dispositivos médicos y relojes de precisión y en la industria nuclear. Después del corte, el hermoso mineral se convierte en un diamante, muy valorado por los joyeros. Las tecnologías modernas permiten crearlo en condiciones artificiales, reduciendo el precio sin perder calidad.
Peculiaridades
Para uso activo a escala industrial, se han producido diamantes artificiales desde 1993. Su calidad era tan alta que los joyeros requerían pruebas especiales para determinar la autenticidad de las piedras. Para el consumidor promedio, la diferencia no era obvia en absoluto, por lo que muchas empresas comenzaron a usar cristales para crear joyas de lujo.
En los laboratorios modernos, se cultivan varios tipos de esta piedra sintética: cerusitas, fabulitas, pedrería, ferroeléctricos, moissanitas. Se considera el cubo de dióxido de circonio más hermoso y limpio, que se llama "circonio cúbico". Se utiliza en muchas áreas de la industria y complementa las colecciones de las casas de moda Thomas Sabo y Pandora.
Características clave de los diamantes cultivados:
- bajo costo en comparación con las piedras naturales (el precio es 10-15 veces menor);
- facilidad de corte;
- sin defectos ocultos que afecten a la dureza (burbujas de aire, grietas);
- imitación completa de un diamante real después del corte.
Entre los amantes de las piedras hermosas, las opiniones también se dividieron sobre las propiedades de una piedra no natural. Algunos creen que solo un diamante real puede ahuyentar a los espíritus malignos, proteger a su dueño del daño y el mal de ojo y ayudarlo en los asuntos comerciales.
Los propietarios de diamantes de imitación afirman que sus joyas son igualmente efectivas para emitir energía positiva y traer buena suerte.
Las piedras artificiales han sido desarrolladas en los últimos años por las conocidas marcas Diamond Foundry, Helzberg's Diamond Shops y LifeGem. Este negocio en Estados Unidos es considerado el más rentable y prometedor, ya que el daño al medio ambiente es mínimo. Además, muchos experimentos geológicos demuestran que el período de formación de diamantes en la naturaleza ha terminado. Por lo tanto, el desarrollo de nuevos depósitos pronto pasará a ser cosa del pasado.
Historial de recibos
Los diamantes reales han sido populares durante siglos. Los diamantes caros adornaban la ropa real y las coronas, se heredaban y entraban en las reservas de oro del tesoro de muchos países. Incluso hoy en día, los minerales facetados son la mejor inversión y solo aumentan de valor cada año.
Por lo tanto, los primeros desarrollos e intentos de crear una piedra sintética comenzaron a fines del siglo XIX.
El primer diamante artificial fue obtenido en 1950 por científicos suecos en el laboratorio de ASEA. Después de la investigación, su experiencia fue repetida por la empresa estadounidense General Electric en 1956, mejorando la tecnología. A lo largo de varias décadas, han aparecido nuevos métodos y desarrollos que han hecho posible cambiar el tono, la forma y el tamaño de un mineral sintético. En 1967 se obtuvo una patente para el cultivo de piedras preciosas.
La historia de su producción en la Unión Soviética comienza con la primera piedra, que fue sintetizada en el Instituto de Física y Alta Presión a finales de los años 50 del siglo pasado. Pero el trabajo activo en esta dirección lo lleva a cabo el científico OI Leipunsky, quien publicó muchos artículos científicos y cálculos en 1946.
Su trabajo en el campo de la química se utilizó como base para nuevos métodos, prácticamente se convirtieron en la base para la producción industrial moderna de diamantes artificiales.
Un verdadero avance ocurrió a principios de los años 60 del siglo pasado, cuando jóvenes científicos del Laboratorio de Alta Presión de Moscú crearon una prensa especial. Con su ayuda, fue posible establecer una producción a gran escala de piedras de alta resistencia: el volumen alcanzó los mil quilates por día. Todos los diamantes industriales producidos se utilizaron para las necesidades de cohetería e ingeniería mecánica, se exportaron, generando miles de millones en ganancias.
En los últimos años, las joyerías privadas y los laboratorios científicos han desarrollado nuevas tecnologías en Rusia.
Atraen a expertos extranjeros de Sudáfrica, Estados Unidos y Europa, tratando de reducir el costo del método.
¿Cómo se fabrican los diamantes sintéticos?
Los diamantes artificiales cultivados en los laboratorios de las principales empresas químicas son difíciles de distinguir de las piedras reales en términos de transparencia y brillo. Pero todos los métodos conocidos requieren grandes inversiones y son laboriosos.
Por tanto, la principal tarea de los científicos es encontrar el equilibrio perfecto entre calidad y coste de producción.
Técnica HPHT
HPHT o alta presión, alta temperatura es la tecnología más común. Los científicos colocan piedras reales de 0,5 mm de tamaño en la base de zirconia cúbica sintética. En una cámara especial, según el principio de funcionamiento, que recuerda a un autoclave, se crea una combinación de una temperatura de al menos 1400 ° C y una presión de 55.000 atmósferas. Se aplican varios compuestos químicos y capas de grafito a la base natural.
Después de 10 días de tal exposición, se forman fuertes enlaces sigma, las juntas alrededor de la base se forman en una piedra dura y transparente.
Esta tecnología recrea al máximo las condiciones naturales para la aparición del mineral, por lo que la calidad es siempre la mejor, los defectos están prácticamente excluidos.
Producción de CVD o síntesis de películas
Esta tecnología es una de las primeras en el cultivo de minerales artificiales. Se utiliza mucho cuando es necesario crear un revestimiento de diamante particularmente fuerte y afilado para crear diamantes de alta calidad. Todos los componentes y el sustrato de diamante se colocan en cámaras especiales que crean un vacío. Después del llenado con metano, comienza la exposición a los rayos de microondas, bien conocidos por el trabajo de un horno de microondas. A altas temperaturas, los compuestos químicos del carbono comienzan a fundirse y combinarse con la base.
La tecnología CVD produce diamantes de alta calidad que no son inferiores en propiedades a los reales. Sobre esta base, se está desarrollando una tecnología para reemplazar las placas de computadora resistentes al desgaste, los dieléctricos y los bisturíes ultrafinos en oftalmología.
Los científicos esperan que en un futuro próximo, por 1 quilate de piedras sintéticas obtenidas con esta tecnología, sea posible reducir el precio a 5-8 dólares.
Técnica de síntesis explosiva
Uno de los últimos avances es el método de síntesis explosiva. Se basa en una combinación de calentamiento brusco de una mezcla química mediante una explosión y la posterior congelación del mineral resultante. El resultado es un diamante sintético natural hecho de carbono cristalino. Pero el alto costo hace que los químicos busquen nuevas opciones para la síntesis de masa de piedra.
Ámbito de aplicación
Entre todos los diamantes, las piedras sintéticas ocupan solo el 10% del mercado. Los cristales de circonita cúbica económicos se utilizan para hacer joyas para mujeres. Las famosas casas de moda decoran con ellos vestidos de noche, bolsos y zapatos, y los utilizan en una decoración exclusiva.
Los jóvenes progresistas los eligen cada vez más por su seguridad y respeto al medio ambiente.
Más del 90% de los diamantes artificiales se utilizan en la industria. Direcciones principales:
- rectificadoras de alta precisión, herramientas para cortar materiales duros;
- microelectrónica y fabricación de ordenadores;
- industria de defensa;
- robótica;
- láseres únicos para cirugía ocular;
- Ingeniería Mecánica;
- nuevas máquinas herramienta en metalurgia;
- ciencia espacial.
Los avances recientes incluyen el uso de diamantes sintéticos para fabricar lentes artificiales. Las operaciones de trasplante han demostrado que la claridad y la facilidad de corte hacen que el implante sea ideal para el paciente.
Tiene el ángulo correcto de refracción y durabilidad.
Comparación con piedras naturales
La industria produce diamante sintético, que es tan similar a un cristal natural que se requieren varias pruebas de laboratorio para identificarlo. Echemos un vistazo a las diferencias más comunes.
- Todos los diamantes cultivados artificialmente tienen un sello especial. Da el nombre de la empresa o laboratorio que produjo el producto.
- Es mejor utilizar un microscopio potente en lugar de una lupa para la inspección. En los talleres, los defectos se detectan mediante un espectrógrafo y se iluminan con rayos ultravioleta.
- Los diamantes reales no responden a los campos electromagnéticos. Puede utilizar esta propiedad como método de prueba: una piedra sintética es atraída por un imán fuerte.
- Si es necesario identificar un diamante en casa, se coloca en papel blanco grueso. Una inspección minuciosa revela zonas de crecimiento que surgen cuando se forma una capa de carbono a alta presión.
- Las piedras naturales se crean a partir de los cristales individuales más pequeños, por lo que tienen una estructura homogénea. Cuando se ven en detalle bajo un microscopio, los productos no naturales parecen estar compuestos de muchos cristales microscópicos.
Los intercambios de diamantes de todo el mundo utilizan instrumentos especiales Diamond Check y M-Screen para el análisis.
En solo 10-15 segundos, permiten distinguir los sintéticos de la piedra natural con una precisión del 95-98%, brindan la máxima información sobre la calidad y estructura del cristal.
La producción de diamantes sintéticos se describe en el siguiente video.
