Hogyan növekszik a világ legnagyobb gyémánt

A világ legnagyobb hibátlan minőségű gyémánt bányászott nem Afrikában, Ausztráliában nem, nem Indiában, és nem Yakutia és a környéken St. Petersburg. Pontosabban, nem extrahált, és termesztenek.

Roman Kolyadin, termelési igazgató, mutat nekem egy kis bolt az egyik technológiai parkok közelében Sestroretsk. Az üzlet a kihalt, csak egy tucat hidraulikus prések állnak a falak mentén. Ez a „betét” - belül a prések magas hőmérsékleten és nyomáson, a mikron mikron nőnek teljesen hibátlan gyémánt. A vezérlők vezérlőpanel minden beszámolási tükrözi a jelenlegi beállításokat, de a római kéri, hogy a kép, hogy ezek az adatok nem szerepelnek a keretben: „Az általános elvek gyémánt szintézis jól ismert és használt az iparban több mint fél évszázada. De a részleteket a szintézis körülményei között - az egyik a know-how a cég. " Figyelek a precíziós légkondicionálók, támogatják a mikroklíma a boltban akár tizedfoka. Bizonyára ebben szükség van pontosan? „Ne felejtsük el, azonnal becsukta az ajtót, hogy elkerülje a tervezet? - Roman magyarázza. - Kisebb eltérések hőmérsékleti viszonyok komoly hatással lehet a minősége a gyémánt, és nem a jobb. És mi mindig arra törekszünk, hogy a tökéletes teljesítmény. "

A folyamat egyre nagyobb gyémánt egykristályok magas hőmérsékleten (1500 ° C, a kívánt gradiens) és a nagynyomású (50-70 ezer. Atm.). Hydraulic Press tömöríti speciális tartály, amelynek belsejében egy olvadt fém (vas, nikkel, kobalt, stb) és a grafit. A szubsztrát található, egy vagy több primert - kis rombusz kristályok. A kamrán keresztül áram folyik, felmelegedés az olvadék a kívánt hőmérsékletre. Ilyen körülmények között, a fém katalizátor és oldószerként szén-beoltott kristályosítási eljárás formájában gyémánt. A folyamat egyre nagyobb egyetlen nagy, vagy több kisebb kristályok tart 12-13 nap.

Összeállított a természet

History szintetikus gyémántok végétől a XVIII században, amikor a tudósok végül rájött, hogy ez a kő összetétele szén. Végén XIX voltak kísérletek viszont olcsó változatok szén (szén és grafit) a szilárd és a ragyogó gyémánt. Nyilatkozatokat a sikeres szintézis tett sok híres tudósok, mint például a francia kémikus Henri Moissan és a brit William Crookes. Később azonban kiderült, hogy egyikük sem igazán nem sikeresek, és az első szintetikus gyémántok gyártottak csak 1954-ben a laboratóriumokban General Electric.

Olcsóbb gyémánt depozíciós eljárás az ionizált gáz közeg szénhidrogén-egy szubsztrát melegítjük 600-700 ° C-on A növekvő egykristályok útján CVD szükséges gyémánt egykristály hordozó alkalmazásával tenyészthető HPHT. Amikor lerakódott szilikon vagy polikristályos gyémánt kapott polikristályos lemez, amelynek korlátozott alkalmazása elektronikai és optikai. A növekedési ráta - 0,1-100 m / óra. Lemezvastagság 2-3 mm általában korlátozott, azonban a gyémánt vágott azokból lehet használni, mint ékszerek, de méretük általában nem haladja meg az 1 karátos.

A folyamat, hogy használták szintetizálására GE, volt a „podsmotren” jellegű. Úgy tartják, hogy a föld gyémántok vannak kialakítva a köpeny több száz kilométer mélységben alatt a föld felszínén, magas hőmérsékleten (körülbelül 1300 ° C) és nagy nyomáson (körülbelül 50.000 atm.), És ezután hajtjuk, hogy a felszínre vulkáni kőzetek, például kimberlit és lamproites. GE fejlesztők peremezve egy prés doboz, amelynek belsejében van a grafit, és vas-nikkel-kobalt olvadék, meghatalmazotti oldószer és katalizátor. Ezt a folyamatot nevezik HPHT (nagy nyomás, magas hőmérséklet - magas nyomás, magas hőmérséklet). Ez az eljárás később egy kereskedelmi olcsó ipari gyémánt és gyémánt por (jelenleg termel milliárd karát évente), és az 1970-es segítségével megtanulták, hogy ékszereket és kövek akár 1 karátos, de nagyon átlagos minőségű.

Hogyan növekszik egy gyémánt

A két fő technológia az ipari termelés a szintetikus gyémánt - ez HPHT és CVD. Számos egzotikus technikák, mint a szintézise nanokristályok gyémánt vagy grafit a robbanás egy kísérleti módszer az gyémánt mikronos grafit részecskéket szuszpenzióban szerves oldószerekben az intézkedés alapján ultrahangos kavitáció.

megoldás

Egészen a közelmúltig az HPHT módszer maradt erősen alulértékelt. „Amikor mi volt néhány évvel ezelőtt, hogy megvásárolja a berendezések, mi mindent egy hang azt mondja, hogy az ipari prések alkalmas, kivéve a szintézisét gyémánt por” - mondta Nyikolaj Hihinashvili. Minden erőforrás fejlesztésére elkülönített CVD, HPHT és tartották egy hiánypótló technológia, sem a szakértők nem hiszem, hogy lehet használni, hogy nőnek elég nagy ahhoz kristályok formájában. Szerint azonban Nicholas, a szakértők a cég sikerült kifejlesztenie a saját szintézisét technológia, amely a szó szoros értelmében tett az ágazat egy bombázó. Néhány évvel ezelőtt, és ez volt írva a nyilatkozat egyik laboratóriumai: „A tömeg gyémánt 2,30 karátos! Egy ilyen érték a gyémánt a közelmúltig volt a kezes a természetes eredetű. "

Vágott gyémántot pezsgő gyémánt -

Egy hosszú és nem túl meggyőző, hogy az avatatlan. És nőtt, és a természetes gyémánt kezelik pontosan ugyanolyan módon.

Lány legjobb barátja

„Mi, persze, nem az egyetlenek, akik nőnek gyémántok nagyobb mint 5-6 karátos, - magyarázza Nicholas. - De az összes többi alá elve „két három”: a nagy, jó minőségű, üzleti szempontból előnyös. Mi vagyunk az elsők, akik megtanulták, hogy nagy kristályok kiváló minőségű gyémánt elfogadható áron. 32 prések tudunk növekedni körülbelül 3000 karátos havonta, és hogy a kövek nagyon jó minőségű - színes gyémántok D, E, F és tisztaságát érintetlen IF az SI, főleg II-es típusú. 80% -a termékeink - ez gem gyémánt súlya 0,5-1,5 karátos, bár tudunk növekedni rendelni egy gyémánt bármilyen méretben. " Ennek bizonyítása érdekében Nicholas kaptam egy kristály akkora, mint egy 10-rubel érme, „Ez például 28 karátos. Amennyiben a korlátozás ez lesz karátos gyémánt 15”.

„Hogy a fogyasztók a termesztett gyémánt? Nos, - mondta Nyikolaj - különösen a mai fiatalok. Számukra fontos, hogy ezek a gyémántok konfliktus-mentes és emberek készítettek segítségével magas technológiák zavarása nélkül a természettel. Nos, az ár körülbelül a fele ezt a szintet. Természetesen a tanúsítvány van írva, hogy a kövek termesztenek, de van egy gyémántgyűrűt, hanem egy igazolást! A fizikai és kémiai tulajdonságai a gyémánt azonosak a természetes. "

Két szó az „A” betű: gyémánt és nitrogén

Attól függően, hogy a nitrogén-tartalmát a gyémántok vannak rendelve egy két fő típusa van. I. típusú gyémánt tartalmaz nitrogént legfeljebb 0,2%, amelynek atomok vannak elrendezve kristályrácsban csoportok (la) vagy egy (Ib). I. típusú dominál között természetes gyémánt (98%). Általában ezek a kövek ritkán színtelen. IIa gyémánt lényegében mentesek a nitrogén (kevesebb, mint 0,001%), közül a természetes kő a csak 1,8%. Ritkábban (0,2%) fordul elő a nitrogén-mentes gyémánt adalékolt bór (IIb). Bór atomok kristályrácspontjaiban okoz számukra, hogy átadják az elektromos vezetőképesség és a gyémánt kékes árnyalattal.

A dekoráció az ipar

Ékszer gyémántok - ez egy jövedelmező része az NDT üzlet, de holnap másé irányba. CTO NDT Alexander Kolyadin szereti mondani: „Ha egy gyémánt van semmi több nem lehet, hogy a gyémánt.” Tény, hogy a legígéretesebb piaca nagy, magas minőségű szintetikus gyémántok - ebben az iparágban. „Egyik természetes gyémánt nem alkalmas a speciális lencse vagy az elektronika, - mondja Alexander Kolyadin. - Túl sok hiba. A lemezt kivágni a gyémánt majdnem ideális kristályrács. Néhány kutatási szervezetek kínálunk minták tanulni, nehéz elhinni, hogy a mért paraméterek - így azok ideálisak. És nem csak az egyes minták - tudjuk magabiztosan megismételhető teljesítmény érdekében, amely létfontosságú az iparban. Diamonds - a hűtőborda, akkor az ablak speciális optika szinkrotronok, és természetesen, teljesítmény mikroelektronika, amelyen a világ teremtése most dolgozik. "

Eddig a legtöbb nyereséget ad a termelés gyémánt az ékszerek piacán

Azonban valószínűleg az elkövetkező években is van egy hatalmas kereslet a felnőtt gyémánt és a gyémánt lemezt a speciális lencse, mikroelektronika és más csúcstechnológiai ipari alkalmazásokhoz.

„Az ipari területen is teszi 20% -a termelés, de a három év azt tervezzük, hogy növelje meg a 50% -ot, különösen azért, mert a kereslet gyors ütemben növekszik. Most elsősorban ezzel a lemezt 4 x 4 és 5 x 5 mm-es, vágjuk, hogy néhány 7 x 7 és 8 x 8 mm-es, és még 10 x 10 mm-es, de ez nem a tömegtermelés. A következő cél, - mondta Nyikolaj Hihinashvili -, hogy menjen a termelés inch gyémánt lemez. Ez a minimális, ami nagy a kereslet a tömeges elektronikai és optikai ipar. Mert ezeket a lemezeket kell nőni egy kristály gyémánt súlya száz karátos. Ez a tervünk a közeljövőben. " „Tíz év múlva?” - mondom én. Nicholas egy hatalmas meglepetés rám néz: „Az évtized? Fogunk csinálni, amíg az év végéig. "