Первый известный алмаз, созданный в лаборатории, был произведен в 1950-х годах компанией General Electric. Хотя им удалось создать алмаз, он был слишком маленьким и не считался драгоценным камнем. Спустя годы непрерывных корректировок они, наконец, освоили этот процесс и теперь могут массово производить камни ювелирного качества, которые продаются ювелирными розничными торговцами по всему миру как выращенные в лаборатории или синтетические бриллианты.
Что такое выращенные в лаборатории бриллианты?
Хотя выращенные в лаборатории бриллианты визуально выглядят и имеют тот же химический состав, что и природные бриллианты, они не совсем такие же. Создание синтетического алмаза в лаборатории занимает всего несколько недель, а этот быстрый процесс роста позволяет легко идентифицировать его с помощью подходящих инструментов. По закону требуется раскрывать информацию о том, является ли бриллиант выращенным в лаборатории или природным.
Природные алмазы образуются на глубине 100-200 км где углерод сжимается под воздействием чрезвычайно высоких температур и давлений. 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 лаборатории бриллианты
В 1797 году ученые обнаружили, что алмазы состоят из чистого углерода. Это положило начало гонке по созданию первого синтетического алмаза. На протяжении XIX века многие пытались воссоздать в лаборатории условия, необходимые для образования алмазов. Хотя было много заявлений об успехе, ученые не смогли повторить эти эксперименты.
Как говорилось ранее, первые проверенные синтетические алмазы были изготовлены компанией GE в 1954 году в рамках проекта под кодовым названием «Проект Супердавление». Этот проект начался в 1940-х годах, но Вторая мировая война отложила работы. В течение многих лет ученые экспериментировали с различными методами, температурами и давлением для получения алмазов из углерода. Используя ленточный пресс высокого давления, они подвергли маленькие затравочные кристаллы воздействию температуры 1600°C и давления 100 000 атм. В этом устройстве они растворяли графит (еще один минерал, состоящий из чистого углерода ) в металлах, включая железо, никель и кобальт, чтобы ускорить превращение графита в алмаз.
Когда полученный материал сломал режущие инструменты учёных, они поверили, что им это удалось. Имея твердость 10 по шкале Мооса, алмазы могут царапать и разрушать металлические инструменты. Впоследствии подтвердилось, что действительно они производили алмазы. За это открытие получила признание команда учёных, в которую входили Герберт Стронг и Говард Трейси Холл .
Первые бриллианты ювелирного качества, изготовленные в лаборатории
Алмазы GE, полученные с помощью этого процесса, были слишком малы для использования в качестве драгоценных камней. Вместо этого их использовали в промышленных целях. Тем не менее, это открытие проложило GE путь к созданию кристаллов ювелирного качества в 1971 году . В их процессе использовалась трубка, которая добавляла тепло и давление к графитовому зародышу в центре, пока оно не превратилось в алмаз.
Хотя это было невероятное открытие, использование таких высоких температур и давлений для производства алмазов было слишком дорогим, чтобы экономически конкурировать с природными алмазами. Более того, эти первые синтетические алмазы ювелирного качества часто были желтыми и содержали множество включений. Такие камни не получат высоких оценок по стандартам цвета и чистоты для бесцветных бриллиантов .
Исследования показали, что желтый цвет в алмазах вызывает избыток азота. Некоторые дальнейшие изменения привели к производству бесцветных алмазов. В течение нескольких десятилетий исследования ученых в США, России и Китае позволили создать в лабораториях алмазы, которые могли превосходить природные алмазы по каратам (размеру), цвету и чистоте . Постепенно эти драгоценные камни проникли на алмазный рынок.
Современные методы
Метод, первоначально разработанный GE, представляет собой процесс высокого давления и высокой температуры (HPHT). Этот метод имитирует условия алмазообразования под землей. Однако воспроизведение таких условий дорого и сложно. (В 1999 году компания GE разработала обработку HPHT для улучшения цвета белых бриллиантов).
Сегодня большинство выращенных в лаборатории алмазов производится с помощью процесса, называемого химическим осаждением из паровой фазы (CVD). В этом методе углекислый газ нагревает алмазное семя (затравку) в камере, в результате чего углерод прилипает к семени и превращается в более крупный алмаз. CVD дает ученым больший контроль над свойствами выращенных в лаборатории бриллиантов и делает возможным производство крупных бриллиантов ювелирного качества. CVD также может происходить при более низком давлении и температуре, что делает процесс намного менее дорогостоящим.
Первый патент на ССЗ был выдан в 1950-х годах. Однако ученые не усовершенствовали этот процесс, чтобы с его помощью можно было производить алмазы ювелирного качества до 1980-х годов. Чтобы сделать этот процесс коммерчески жизнеспособным, потребовалось еще больше времени, поскольку одновременно только одно семя могло подвергаться ССЗ. Это было довольно дорого. Теперь десятки затравочных алмазов могут подвергаться CVD одновременно. (Точное количество неизвестно и считается коммерческой тайной).
В последние пару лет выращенные в лаборатории бриллианты стали горячей темой в ювелирной индустрии. Они продаются как более дешевая альтернатива природным алмазам. Хотя цена выращенного в лаборатории продукта значительно ниже (на 30-40%), это не значит, что он лучше. Есть причина, по которой лабораторные алмазы вызывают интерес. 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 создать добыча алмазов.
<Нажмите здесь, чтобы узнать больше об истории выращенных в лаборатории бриллиантов на веб-сайте IGS>
