Что такое искусственный бриллиант

Кристаллическая решетка алмазов состоит из чистого углерода и формируется в недрах земли миллионы лет при соответствующих природных условиях. Мечтой человечества издавна было получить ценный камень искусственным путем, но все усилия были напрасны до появления современных технологий.

При выращивании алмаза в лаборатории создается среда, дублирующая природные условия его образования. Выращенный кристалл, становящийся бриллиантом после огранки, полностью идентичен природному по своим оптическим и физико-химическим свойствам. Отличить происхождение бриллианта можно только с помощью высокотехнологичного геммологического оборудования.

Вы можете выбрать и купить искусственный бриллиант в нашем интернет-магазине с доставкой по всей России.

Как появились синтетические бриллианты?

С XVIII века, когда (в частности, благодаря работам А. Лавуазье) впервые было установлено, что алмаз – чистый кристаллический углерод –, ученые не прекращали попыток получить минерал искусственным путем. Несмотря на ряд громких заявлений об успешных экспериментах по синтезу (например, работы Анри Муассана), ни один из процессов не удавалось повторить. Достоверно впервые алмаз, аналогичный природному, был получен в лаборатории General Electric в 1956 г. методом НРНТ (High Pressure High Temperature). В 1954 году запатентована методика синтеза кристалла CVD (chemical vapor deposition), путем осаждения углерода из газообразной среды.

Исследования свойств алмаза советским физиком О.И. Лейпунским в 1939 году заложили основу для будущего синтеза этого минерала. Впоследствии в 1968 году, в СССР были получены первые выращенные алмазы ювелирного качества. Сейчас выращивание алмазов в России проводится в основном методами НРНТ и CVD.

Преимущества выращенных в лаборатории алмазов

Вместо названия «синтетический алмаз», используют термин «выращенный» (lab-grown). Он точнее отражает происхождение камня. Выращенные алмазы это не имитация, они полностью идентичны природным по составу, структуре, блеску, чистоте, твердости и другим характеристикам. Вне зависимости от происхождения, бриллианты сертифицируются по одинаковым стандартам (GIA, IGI, HRD, МГУ и др.).

Основное преимущество бриллианта, полученного из лабораторного алмаза, его более низкая стоимость. При производстве исключаются затраты компаний на добычу, переработку руды, транспортировку. Хотя природный бриллиант весом 1 карат и выращенный иногда отличаются только местом происхождения.

Другие преимущества выращенных алмазов:

• для некоторых потребителей важно, что бриллиант получен без воздействия на экологию и использования тяжелого труда на алмазных месторождениях;
• алмазы синтезируются в полностью контролируемой среде, получаются образцы высокой прозрачности и чистоты, с минимальными включениями;
• можно выращивать кристалл с заданными цветовыми характеристиками;

Долговечность и прочность выращенного и природного алмазов одинаковы и могут составлять миллионы лет.

Из чего делают искусственные алмазы

Для получения алмаза используются атомы углерода. Они могут содержаться в графите, угле, коксе, углеродсодержащих газообразных смесях и в газах. Под действием физических, химических, термодинамических факторов атомы образуют кристаллическую решетку алмаза. Для затравки (базового кристалла, дающего начало росту) могут брать кристаллы природных или выращенных алмазов, в зависимости от способа получения искусственного камня.

Методы выращивания алмаза

Современные технологии выращивания воссоздают естественное развитие и процесс роста алмаза в природе, но только в краткие сроки. Для получения алмазов используются несколько методик.

Способ HPHT

Технология HPHT (High pressure High temperature) использует экстремально высокие показатели температуры (1400 градусов и более) и давления (50-70 тыс. атм.). Контейнер с углеродом и смесью химических элементов сжимают прессом в 80 тонн, воссоздавая природные условия формирования углеродной кристаллической решетки.

Химический метод CVD

Следующий метод выращивания ― CVD (Chemical Vapor Deposition) подразумевает химическое осаждение атомов углерода из газовой смеси. В вакуумной камере под действием электроразрядов или лазера из метана получают газообразный углерод, оседающий на подложку с температурой до 1000 градусов. Для затравки используется кристалл алмаза.

Взрывные методы получения кристаллов алмаза

Методом взрывного синтеза получают алмазные нанокристаллы, используемые в промышленных целях. Энергия взрыва (те же высокая температура и давление) действует на углеродосодержащий материал в виде графита или кокса. Последующее быстрое охлаждение способствует формированию алмазного кристалла.

Ультразвуковая кавитация

Суть метода заключается в воздействии ультразвуковыми частотами на графитовую суспензию. Однако на данный момент, несмотря на относительную дешевизну и простоту метода, широкого распространения он не получил. В основном это связано с тем, что качество и размер получаемых алмазов значительно уступают методам CVD и HTHP.

Виды имитаций бриллианта

Имитации не следует путать с синтетическими бриллиантами, это камни с другим строением и оптическими свойствами. Внешне они очень похожи на бриллиант, так как некоторые геммологические показатели (дисперсия, преломление, твердость) могут быть близки к характеристикам алмаза.

Спрос на имитации обусловлен их более низкой стоимостью, а также тем, что визуально различить имитацию и бриллиант без помощи квалифицированного геммолога бывает непросто.

Фианит

Искусственно полученный минерал (диоксид циркония ZrO2) назван по аббревиатуре советского института «ФИАН», где он был синтезирован в 1970 г. Показатели преломления фианита (2.15-2.25) близки к алмазу. Внешне фианиты похожи на бриллианты, их игра цвета очень интенсивна, однако они гораздо тяжелее (иногда более, чем в два раза), а твёрдость ниже (8,5). Широкое использование в ювелирных изделиях обусловлено бюджетной ценой и относительной схожестью блеска.

Муассанит

Карбид кремния (SiC) в виде минерала муассанита ― сейчас самый дорогой и качественный заменитель бриллиантов в ювелирных изделиях. Природный муассанит не представляет интереса для ювелиров, так как его кристаллы слишком мелкие и «грязные». Муассанит твёрже сапфира (9,5). Блеск ограненного кристалла ярче, чем у бриллианта, из-за высоких показателей дисперсии (почти в 2 раза выше алмазных). Показатель оптического преломления муассанита (2.56) – самый высокий среди драгоценных камней.

Рутил

Выращенный рутил обладает прозрачностью и радужным блеском, имея дисперсию в шесть (!) раз выше, чем у бриллианта. Оптические свойства рутила сделали его одним из самых интересных заменителей бриллианта в ювелирных изделиях. Важную роль сыграла игра цвета в кристалле и относительно низкой стоимости. Рутил никогда не бывает абсолютно бесцветным.

Гранат иттрий-алюминиевый и галлий-гадолиниевый

Синтетические имитаторы бриллиантов: YAG ― иттрий-алюминиевый гранат и GGG-галлий-гадолиневый гранат – получили свое название из-за кубической кристаллической структуры (как у природного граната). Химический состав выращенных гранатов, тем не менее, аутентичен, поэтому они обладают уникальными свойствами.

У всех синтетических гранатов высокие показатели дисперсии, дающие ту самую бриллиантовую игру света, а в случае с GGG, показатель преломления почти идентичен алмазному. Минералы отличает высокая оптическая прозрачность, твердость и термостойкость. В ювелирном деле часто используется способность этих камней при добавлении легирующих составов играть самыми разными оттенками цветовой палитры. Однако твёрдость GGG-граната существенно ниже, чем у алмаза и даже YAG, она составляет 7 по шкале Мооса (наравне с кварцем).

Стразы

Переливающиеся стразы приобрели популярность благодаря ювелирному дому Swarovski Crystal. Игра света обусловлена хорошей рефракцией, металлическое напыление на поверхности стекла дает блеск, похожий на бриллиантовый. Стразы это не кристаллы, а обработанное стекло. Технология их производства может быть очень простой и дешёвой, поэтому сегодня они массово используются в самых разных отраслях дизайна.

Сферы применения искусственных алмазов

Синтезированные алмазы, благодаря своим свойствам, применяются в самых различных отраслях:

• электронные и оптические системы;
• квантовые технологии;
• абразивные материалы;
• светодиоды;
• детекторы;
• лазеры и гиротроны;
• теплоотводящие элементы.

В ювелирном деле бриллианты из выращенных алмазов получили широкое распространение из-за гораздо более доступной стоимости и полной идентичности природному камню. Когда речь идёт о красоте, происхождение камня имеет не столь весомое значение.