Выращивание искусственных камней – задача, над которой многие годы бьются коллективы учёных. «Народные умельцы» тоже давно задаются вопросом о том, как вырастить алмаз в домашних условиях. Некоторые даже нашли способы его получения.
Создание искусственных алмазов
В природе алмаз образуется под воздействием высоких температур (более 1600 °С) и высокого давления (60-100 тысяч атмосфер). В естественных условиях формирование алмазов происходит сотни тысяч, а то и миллионы лет. Искусственные алмазы, по своим физическим характеристикам полностью соответствующие натуральным, можно вырастить за несколько месяцев. Для этого необходимо воссоздать естественные условия их образования.
Дома создать аппарат, поддерживающий настолько высокую температуру и нужное давление, пока ещё никому не удавалось. Но некоторые «мастера» делятся советами о том, как всё-таки можно это сделать. Например, советуют взять толстостенную трубу, графит и тротил. Затем сложить тротил и графит в трубу и заварить её. Утверждается, что если взорвать тротил, а потом суметь отыскать остатки трубы, то в них вы найдете малюсенькие алмазики. На практике же шанс покалечиться в сотни раз превышает вероятность получить таким образом алмаз.
Другие «умельцы» предлагают более безопасный метод создания алмазов. Для него понадобится только карандаш, провод, вода (лучше жидкий азот) и источник высокого напряжения (например, сварочный аппарат). Достаньте из карандаша грифель и привяжите к обоим его концам провод. Грифель с проводом положите в контейнер с водой и заморозьте (или используйте для этих целей жидкий азот). Достаньте грифель из морозильника, присоедините провода к сварочному аппарату. Считается, что как только вы пропустите через свою конструкции сильный разряд тока, грифель практически моментально превратится в алмаз. Конечно, такой метод можно опробовать в целях эксперимента, но всерьёз рассчитывать на получение искусственного алмаза не стоит.
Создание искусственных драгоценных камней
В отличие от алмазов, многие другие драгоценные камни можно вырастить дома. Для этого вам надо изготовить или купить аппарат Вернейля и запастись реагентами. Для создания искусственного рубина, например, пригодится соль двуокиси алюминия, имеющая незначительную примесь оксида хрома. Поместите её в накопитель горелки и расплавьте, наблюдая, как за несколько часов прямо на ваших глазах вырастет «рубин». Используя в качестве реагентов разные соли, вы сможете получить и другие виды драгоценных камней.
Выращивание кристаллов
Если вы рассматриваете возможность выращивания камней как интересный опыт, а не как способ обогащения, то можно пойти другим путём и вырастить не камни, а разноцветные кристаллы из соли, сахара или медного купороса.
Для выращивания солевых кристаллов сделайте насыщенный раствор, добавляя соль в стакан с тёплой дистиллированной водой до тех пор, пока она не перестанет растворяться. Для получения разноцветных кристаллов воду можно подкрашивать пищевым красителем. После этого подвесьте над стаканом на ниточке небольшой кристалл соли так, чтобы он был полностью погружён в раствор. Уже через несколько дней кристалл вырастет. Точно так же выращиваются кристаллы медного купороса.
Алмазы привлекали человечество еще с давних времен. Необычайная красота этих камней стала причиной их использования для создания разных украшений. Однако позже люди выявили и другие полезные свойства алмазов - их уникальную прочность и твердость. Для обеспечения потребностей производства природа не создала много этого материала, поэтому у людей возникла идея - изготовлять алмазы искусственным путем.
Ценность алмазов
Алмаз считается уникальным камнем, обладающим редким сочетанием важных характеристик: сильная дисперсия, большая теплопроводность, твердость, оптическая прозрачность, износостойкость. Из-за своих физико-механических свойств алмазы высоко ценятся не только ювелирными экспертами, но и широко применяются в разных отраслях промышленности. Так, этот драгоценный камень используют в медицине, оптике и микроэлектронике.
Но в полной мере удовлетворить производственные потребности чистыми природными алмазами очень сложно и довольно дорого. По этой причине человечество начало задумываться над тем, как сделать искусственный алмаз. Синтетический камень должен был не только обладать важными свойствами настоящего алмаза, но и иметь более совершенную кристаллическую структуру, что очень важно для высокотехнологических областей.
Как возникли синтетические алмазы
Потребность в создании синтетического камня возникла очень давно. Но на практике осуществлена лишь в XX веке. До этого времени ученые не могли придумать технологии изготовления алмазов, хотя сумели установить, что они являются родственниками с обыкновенным углеродом. И через несколько десятков лет был создан первый синтетический алмаз, который получили из графита под воздействием высокой температуры и давления путем Именно с этого момента началось производство искусственных алмазов, которые сегодня применяются во многих элементах разного оборудования и инструментах.
Технологии производства алмазов
В наше время для получения синтетического камня используют несколько технологий, каждая из которых имеет свои особенности. Самая надежная, но наиболее дорогостоящая технология заключается в производстве алмаза из кристаллического углерода, который помещают для обработки в специальный пресс. Сначала на обрабатываемый материал мощными насосами подается вода. Таким образом создается Затем вода замерзает под действием хладагента, в результате чего давление увеличивается до 10 раз. На последнем этапе камера, в которой находится углерод, подключается к электрическим шинам и подается на несколько долей секунды мощный ток. Под одновременным воздействием температуры и давления происходит преобразования графита в твердый камень. После этой фазы пресс размораживают, сливают жидкость и достают готовый искусственный алмаз.
Выращивание алмаза метаном
Еще используют более простую технологию производства синтетического камня - метод взрыва, который позволяет нарастить искусственный кристалл под действием метана. Очень часто производство искусственных алмазов происходит по двум технологиям. Дело в том, что в первом случае удается получить наивысший процентный выход алмазов, но они будут очень маленькими. Вторая технология позволяет существенно нарастить полученный синтетический камень с помощью обдувания метаном под воздействием температуры около 1100 ºС. Метод взрыва дает возможность получить искусственный алмаз любой величины.
Виды искусственных алмазов
В наше время производят много разновидностей синтетических алмазов: фианит, муассанит, страз, сегнетоэлектрик, рутил, фабулит, церуссит. Наиболее совершенной подделкой алмаза считается фианит, или кубик циркония. Он являет собой Поэтому многим неоднократно приходилось слышать, как называется искусственный алмаз цирконом. Хотя он не имеет никакого отношения к натуральному дорогостоящему камню.
Фианит характеризуется большой твердостью, высокой степенью дисперсии и преломления. Благодаря своим свойствам этот камень отлично имитирует настоящий алмаз и широко используется в ювелирной промышленности. Даже эксперты невооруженным глазом практически не могут отличить подделку от оригинала, поскольку они играют одинаково.
Самым качественным аналогом алмаза считается муассанит. У него такие же физические свойства, как у натурального камня, а по оптическим показателям он даже лучше. Единственный его недостаток - он уступает в твердости.
Особой популярностью пользуются стразы, изготовленные из свинцового стекла, состоящего из окиси свинца. Благодаря своему составу эти камни потрясающе играют на свету и имеют блеск, идентичный блеску алмазов.
Где применяются синтетические алмазы
Искусственный алмаз широко используется ювелирными заводами для изготовления роскошных украшений, которые не только выглядят красиво, но и весьма доступны по цене. Изделия с поддельными камнями смотрятся не хуже и отлично носятся.
Также выращивание искусственных алмазов является неотъемлемой частью современной промышленности. На их основе производятся сверхпрочные инструменты: алмазные пилы, полирующие диски, долота, сверла, скальпели, ножи, разные резцы и пинцеты. Техника и оборудование, изготовленные из алмазного материала, позволяют обрабатывать наиболее прочные сплавы и сырье. Кроме того, алмаз обеспечивает максимальную точность в машинах и приборах.
Как создать искусственный алмаз в домашних условиях
Некоторые эксперты утверждают, что вырастить синтетический алмаз возможно в домашних условиях. Но самостоятельное изготовление искусственных алмазов потребует немало усилий и затрат времени. Мы расскажем, как вырастить минерал из соли, внешне отдаленно напоминающий алмаз.
Итак, для создания такого камня понадобится поваренная соль, химическая посуда, чистый лист бумаги и лабораторный фильтр. Сначала следует приготовить маленький кристалл. Для этого нужно наполнить химический стакан на 1/5 часть солью, залить наполовину теплой водой и перемешать. Если она растворилась, значит, нужно досыпать еще немного. Соль нужно добавлять до тех пор, пока она не перестанет растворяться. Затем раствор профильтровать в другую посуду, в которой и будет расти камень, и накрыть бумагой. Все время нужно контролировать уровень раствора. Камень не должен оказаться в воздухе. Если раствор испарился, нужно приготовить новый и долить.
Люди, которые делали такие опыты, утверждают, что на протяжении недели домашний алмаз искусственный должен заметно подрасти.
Стоимость искусственного алмаза
В современном мире синтетические камни заняли отдельный сегмент рынка ювелирных украшений. Получение искусственных алмазов постоянно усовершенствуется. Ученые изобретают новые камни, которые мгновенно получают массовую популярность, а более старые утрачивают спрос и постепенно исчезают с рынка. Например, в середине XX века для имитации алмазов в украшения вставляли искусственный рутил. Затем его заменили на фианит. А в 90-х гг. все предыдущие вытеснил муассанит.
Цены на искусственный алмаз зависят от размера, огранки и технологии производства. Многие люди ошибочно считают, что синтетические камни - это обычное стекло, и не видят в них никакой ценности. Но на самом деле такие алмазы часто стоят немалых денег, а некоторые из них являются довольно редкими. Так, иные разновидности искусственного алмаза могут стоить больше, чем природные аналоги.
Среди синтетических алмазов наиболее популярными считаются фианиты разного цвета. Их средняя стоимость за карат в ограненном виде колеблется от 1 до 5 долларов США. А известный алмазный аналог муассанит стоит намного дороже - 70-150 долларов США за карат.
Значимым факторов формирования цены на камни является цвет. Так, стоимость алмаза желтого цвета составляет 40-50 долларов за 0,2 карата, но за камень оранжево-розовой окраски в зависимости от размера придется заплатить около 3000 долларов.
Мировые лидеры
В течение последних лет мировыми лидерами по производству синтетических камней считаются Китай, Япония, США и Россия. Наиболее активно развивает это направление Китай, постоянно изобретая новые технологии синтеза.
Как сделать алмаз в Майнкрафте?
Алмаз в Майнкрафте считается самой ценной рудой. Без нее не удастся сделать большинство действительно нужных предметов. Существует несколько способов сделать алмаз в этой игре. Подробнее о них будет написано ниже.
Добыча алмазов в Майнкрафте
В Майнкрафте алмаз можно добыть. Для этого вы должны вооружиться железной киркой. Алмазы можно встретить на 1 - 16 блоках от админиума. Как правило, полезное ископаемое располагается жилами по 1 - 8 блоков. Чаще всего встречаются 2 - 3 блока вместе. Самым простой способ отыскать алмаз - спуститься в пещеры на необходимую глубину. Однако пещеры таят в себе много опасностей, ведь можно нарваться на злобного моба или упасть в лаву. По этой причине нужно соблюдать осторожность.
Чтобы найти алмаз в Майнкрафт, следует прокопать проход вниз и дойти до 16 уровня. Затем сделайте коридор в 20 блоков в длину, после чего по обеим сторонам от него проройте коридоры через блок. Может случиться, что алмазов вы не найдете; в этом случае нужно будет спуститься ниже и продолжить работу. Копайте до админиума, и вы обязательно наткнетесь на алмазную жилу. Когда она будет найдена, обкопайте ее со всех сторон. Такая мера позволит сохранить находку, и ни один алмаз не упадет в лаву.
Как можно сделать алмаз в Майнкрафт?
Далеко не всем хочется спускаться в пещеру и заниматься поиском алмазов. Этот элемент можно попросту сделать. Нужно только установить мод Industrial Craft2. Скачать его можно здесь: bendercraft.ru .Также для крафта алмазов вам потребуются следующие компоненты:
Превратите весь уголь в угольную пыль, используя дробитель. Из угля и кремня сделайте угольный шарик, после чего сожмите его в компрессоре. Затем создайте угольную глыбу, сожмите ее. В результате этого у вас получится алмаз. Как видите, сделать свой алмаз в Minecraft несложно, нужно только установить мод.
Где можно найти алмазы в Майнкрафт?
Если не хочется делать алмазы и спускаться в пещеру, можно поискать этот элемент. Он
может храниться в сундуках, которые находятся в сокровищницах, храмах, и деревнях НПС. Вот только их немного, да и попадаются они очень редко.
Также можно попробовать увеличить имеющееся количество алмазов. Однако для этого нужен стол зачарования. Если наложить на кирку чары «удача», то при разбивании блока алмазов вы будете получать больше единиц.
Где можно использовать алмазы?
Алмаз - лучший камень и самый ценный предмет в игре Майнкрафт. Ведь из него можно сделать крепкие и высокоэффективные инструменты. Среди них можно отметить следующие:
К примеру, только при помощи алмазной кирки можно добыть обсидиан, который используется для портала в нижний мир. Кроме этого, из алмаза крафтится мощная броня, а значит, игрок одержит верх на злобными мобами.
Алмаз с нуля — с арахисовым маслом
Понимание того, как алмазы образуются в глубинах Земли может объяснить, как жизнь развивалась на нашей планете. Так команда из Германии пыталась подделать драгоценные камни. Лабораторное производство алмазов из углекислого газа и арахисового масла.
Дэн Фрост слышит глухой выбух и пол его офиса вибрирует. Это означает только одно: один из его экспериментов снова взорвался. Пробираясь вниз, к лаборатории, он находит шок на лицах своих коллег по лаборатории. От того, где они работают, он почувствовал, как взорвалась небольшая бомба. У их учеников всё ещё расширены глаза от страха. «Это звучит ужасно», говорит он извиняющимся тоном. «Но это не опасно — всё защищено.»
Взрыв является частью их работы. Учёный в Bayerisches Geoinstitut в Германии пытается имитировать условия нижней мантии Земли, за тысячи километров ниже наших ног. Это включает в себя дробление пород на самых высоких давлениях, известных человечеству.
Неудивительно, случаются неудачи. В рамках этой работы, Фрост нашёл удивительные способы делать алмазы — от углекислого газа, например. И арахисового масла. Да, арахисовое масло.
По сравнению с нашими огромными достижениями в освоении космоса, мы по-прежнему знаем очень мало о мире, лежащим под нашими ногами. Начальная геология говорит нам, что недра Земли можно разделить на грубые слои: сердцевину, нижнюю и верхнюю мантию, и корочку. Но их точный состав по-прежнему тайна — и это серьезный пробел наших знаний.
«Если мы хотим понять, как образовалась Земля, то одну из вещей, которую вы должны знать, из чего сделана планета»
Многие геологи предполагают, что Земля сделана из того же материала, что метеориты из астероидного пояса. Проблема в том, что большинство метеоритов, которые падают на землю имеют более высокую долю кремния, чем мы находим в земной коре. Так где же он делся? Одним из вариантов является то, что он застрял в нижней мантии.
Фрост использует мощный поршень, чтобы выдавить со скоростью маленькие образцы кристаллов при атмосферном давлении до 280000 раз, для них одновременно приготовлены печи. Это воссоздает условия как в верхних слоях нижней мантии около 800 или 900 км ниже поверхности Земли, в результате чего атомы кристалла перестраиваются в более плотные структуры.
Вторая наковальня давит вновь образованные минералы — имитируют те условия, что лежат в более глубоких пластах Земли. В то время как образец всё ещё находится в этом устройстве, он измеряет какие звуковые волны проходят через полученный кристалл. Сравнивая эти данные показаний сейсмических волн, проходящих через недра Земли, он может узнать, является ли его образец близким по составу к мантии.
Поглощения углерода и Поверхностные взаимодействия
Мантия, оказывается, не содержит высокой доли кремния, соответствующей составу метеоритов. Земля изначально имела гораздо больше корку, полную кремния. Возможно, потребуется пересмотреть исходные материалы, из которых Земля сделана в первую очередь.
Процесс интенсивного давления также создал минеральный рингвудит, тёмно-синий силикат железа магния, которые . Полученные результаты свидетельствуют о том, что в глубине мантии могут скрываться «океаны» Земли.
Контр-интуитивно расскажу о воздухе, которым мы дышим. Фрост подозревает, что ряд геологических процессов могут тянуть CO2 из океана вниз, в мантию, где он преобразуется в алмазы. Эти драгоценные камни являются менее изменчивыми, чем другие формы углерода. Это означает малую вероятность, что они будут выпущены обратно в атмосферу.
Бриллиантами мантия замедлила потепление Земли, потенциально помогая эволюции жизни.
Ключевым компонентом для того, чтобы это произошло, считает он, является железо. Именно потому, что Дэн Фрост воссоздал процесс ковки алмаза из воздуха, он смеет это утверждать.
рост не разбогател от своего урожая; алмазы мучительно долго растут. «Если бы мы хотели получить двух или трёх-миллиметровый алмаз, мы должны были бы оставить его в реакторе в течение нескольких недель», говорит он.
Это не помешало ему экспериментировать с другими источниками для производства алмаза, однако; по приказу немецкого телеканала, он создал некоторые алмазы из богатого углеродом арахисового масла. «Много водорода был выпущено, разрушающего эксперимент», говорит он.
Сможет ли его институт делать искусственные алмазы, наделённые различными свойствами? Легированные бором алмазы становятся лучшими полупроводниками для электроники.
Использование других структур углерода в качестве сырья — в виде крошечных «нано трубок», например, — может сделать новый тип супер-сильного алмаза, более сложный, чем любой другой известный материал.
По большей части, однако, Фрост заинтересован в дальнейших тайнах истории Земли. «Мне интересно, как недра Земли взаимодействуют с поверхностью; каков возраст Земли. И если мы ищем другие обитаемые планеты, мы должны рассмотреть многие тайные процессы.» Жизненно важная работа, безусловно, требует жертв — немного арахисового масла и странных
В этой статье:
«Как делают алмазы?» - этим вопросом задались еще в начале прошлого века, от поиска ответа на него зависело многое. Будучи самым твердым минералом на планете, алмаз мог быть использован в различных сферах деятельности. Алмазы являются важной составляющей украшений, также важна их роль в промышленности.
История
Первый синтетический алмаз, не уступающий по качеству натуральному минералу, был синтезирован в 1967 году ювелиром из Бельгии - мистером Бонруа. Основой для минерала послужил кристалл размером в 1 миллиметр, полученный в лаборатории Киева.
Открытие искусственных алмазов сделал советский ученый Овсей Ильич Лепунский
Идея о возможности получения была к этому времени не нова. Разработки в этом направлении велись с конца XIX века. Были созданы синтезированный гранат и рубин. В 1939 ученый из СССР О. И. Лейпунский выдвинул теорию о том, что при температуре, не менее чем в 2000 градусов и наличии давления более 6 ГПа, графит станет алмазом.
Доказательств сделанному утверждению в то время не поступило: недостаточное оснащение лабораторий конца 40-х годов не позволяло провести какие-либо опыты.
Оборудование для проведения опытов по созданию алмазов появилось лишь спустя 20 лет. В 1960 году в Московском Институте физики высоких давлений опыт по превращению графита в алмаз все же был проведен. Руководил процессом академик Л. Ф. Верещагин.
Спустя некоторое время в Институте сверхтвердых материалов в Киеве под управлением В. Н. Бакуля было создано оборудование, позволяющее создавать алмазы в промышленных масштабах.
Способы получения минералов
Природный алмаз образуется под воздействием высоких температур и давления. Залежи алмазов обнаружены в так называемых кимберлитовых трубках по всему миру. Крупнейшие кимберлитовые трубки находятся в Южной Африке, Канаде, Якутии. Найденные там алмазы были образованы еще в период формирования земной коры, когда раскаленная магма проталкивалась к поверхности Земли, проходя сквозь насыщенные углеродом породы.
Процесс образования алмазов требует создания условий, приближенных к тем, что описаны выше, что не позволяет ответить на вопрос о том, как сделать алмаз, однозначно. Существует несколько способов получения синтетических алмазов:
1) Создание алмазов в условиях высокого давления. Наиболее надежный и действенный. Формирование минерала происходит в условиях максимально приближенных к натуральным. Для получения алмаза потребуется пресс, способный поддерживать высокое давление. Под пресс ставится цилиндр, внутри которого располагается графит. В цилиндре имеются отверстия для воды и хладагенов.
Вода поступает в цилиндр под давлением, сжимает графит и ускоряет процесс его заморозки. Графитовая камера охлаждается до температуры в минус 12 градусов Цельсия. При этом сжатие цилиндра продолжается, увеличиваясь до 20 тысяч атмосфер в конце процесса. После заморозки через графит пропускается электрический ток. Спустя некоторое время камера размораживается, из цилиндра извлекается алмаз.
Созданный таким способом минерал во всем идентичен настоящему алмазу. Исключением является его оттенок - серый. Прочность такого минерала в несколько раз превышает натуральный, что позволяет использовать его во многих областях промышленной деятельности. Использование пресса и давления позволяет получить технический алмаз, не находящий применения в ювелирном деле.
2) Создание алмазов в метане. Необходимо специальное оборудование. Минерал образуется в лишенной воздуха и наполненной метаном сфере. Готовый минерал имеет форму куба, кристаллическое строение, окрашен в черный цвет. До недавнего времени использовался для технических целей, но в последние годы нашел применение в создании ювелирных украшений.
3) Создание алмазов в процессе взрыва. Формирование минералов на планете не завершено. В процессе каждого извержения вулкана на поверхности Земли оказывается лава, прошедшая тот же путь, что и магма, рвущаяся из ядра планеты при ее образовании. Создание условий, имитирующих взрыв, позволяет получить твердые, кристально чистые алмазы, которые можно использовать при создании украшений. Для создания алмаза графит предварительно разогревается. В процессе взрыва образуется кристаллическая алмазная крошка.
Готовые алмазы по всем химическим и физическим параметрам, в том числе и по цвету, совпадают с настоящими. Единственным минусом можно считать их небольшой размер.
4) Получение минералов при низкой температуре. Для того чтобы ответить на вопрос о том, как вырастить алмаз, необходимо понимать, что образование кристаллической решетки минерала связано с температурой: чем она выше, тем вероятнее образование камня.
Кольцо с искусственным бриллиантом
Исследования последних лет показали, что важна не только температура, но и металл-катализатор. Последний способен снизить давление и температуру до уровня, исключающего необходимость постройки специальных установок.
В камеру помещают графит, кобальт, никель, железо и растворитель. Между железом и катализатором образуется прослойка, внутри которой при температуре в 600 градусов Цельсия и давлении 1,5 атмосфер вырастает алмаз.
Величина алмаза напрямую связана с размером прослойки. Таким способом удается получить минералы весом до 50 грамм. Используются они исключительно в технических целях.
Цвет минерала зависит от катализатора. Использование никеля позволяет получить зеленый оттенок, бериллия - голубой. Алмазы, выращенные при низких температурах, могут не иметь цвета, быть прозрачными, матовыми либо желтыми. Использование корунда в качестве катализатора позволяет получить рубин, железо и титано — сапфир.
Выбор способа получения алмаза зависит от поставленных задач. Первый и второй способы позволяют получить качественные, но отличающиеся от натуральных по цвету, кристаллы. Технология их производства требует больших затрат. При попытке создать алмаз путем взрыва либо с помощью понижения температуры, получаются мелкие кристаллы, форма которых несколько отличается от настоящих. Производство не требует уникального оборудования, потому первый и второй методы создания алмазов используются чаще всего.
