Появление синтетических алмазов стало результатом того, что их природные аналоги крайне ограничены в ресурсах и не могут быть восполнены в естественной среде, хотя при этом они остаются востребованными во множестве отраслей человеческой деятельности.
Искусственные алмазы: как выглядят, как их получают и где они используются?
Алмазы знамениты своей уникальной плотностью структуры, которая позволяет этому минералу выдерживать серьезные механические нагрузки и высокие температуры. Эти характеристики находят применение не только в ювелирном деле, но также в таких областях как космические исследования, производство медицинских инструментов и прецизионных часов, а также в ядерной промышленности. После огранки, красивый минерал трансформируется в бриллиант, который высоко ценят ювелиры. Благодаря современным технологиям стало возможным создавать бриллианты в лабораторных условиях, что позволяет существенно снижать их стоимость без потери качества.
Особенности
С 1993 года стали активно выпускаться искусственные алмазы, что дало возможность их широкого применения в различных отраслях. При этом качество этих алмазов было настолько высоким, что ювелирам приходилось проводить специальные тесты для определения их подлинности. Обычные потребители часто не могли заметить разницу между натуральными и синтетическими камнями, поэтому многие компании начали использовать кристаллы для создания роскошных ювелирных изделий.
В современных лабораториях можно вырастить несколько типов синтетических алмазов, среди которых можно выделить церусситы, фабулиты, стразы, сегнетоэлектрики и муассаниты. Наиболее красивым и чистым из синтетических алмазов, как правило, считают кубик диоксида циркония, известный как фианит. Он находят широкое применение не только в ювелирном деле, но и среди модных брендов, таких как Thomas Sabo и Pandora.
Основные характеристики искусственно выращенных алмазов:
- более низкая стоимость по сравнению с натуральными камнями, цена обычно ниже в 10–15 раз;
- при легкость в огранке;
- отсутствие скрытых дефектов, которые могут отрицательно влиять на прочность, таких как пузырьки воздуха и трещины;
- полная имитация реального бриллианта после обработки.
Среди любителей драгоценных камней мнения о свойствах синтетических камней часто разнятся. Некоторая часть считает, что лишь натуральный алмаз способен защитить своего владельца от негативных влияний, таких как сглаз или порча, а также способен помочь в бизнесе.
Тем не менее, владельцы искусственных бриллиантов утверждают, что их украшения излучают не менее позитивную энергию и приносят удачу.
В последнее время производством синтетических камней занимаются известные бренды, такие как Diamond Foundry, Helzberg’s Diamond Shops и LifeGem. В Соединенных Штатах этот бизнес считается одним из наиболее прибыльных и перспективных, так как он наносят минимальный вред экологии. Кроме того, многие геологические исследования подтверждают, что природный процесс формирования алмазов завершился. Следовательно, перспективы открытия новых месторождений становятся все более сомнительными.
Что такое синтетический бриллиант?
Камни, полученные в лабораторных условиях, изначально могут показаться не столь привлекательными, как их природные аналоги. Однако после процесса огранки они превращаются в синтетические бриллианты, обладающие всеми ювелирными качествами. Таким образом, синтетический бриллиант — это ограненный алмаз, полученный в условиях лаборатории.
Эти бриллианты прекрасно преломляют свет и искрятся, поэтому отличить их от настоящих зачастую бывает весьма сложно. Одним из признаков синтетических камней является их безупречность — полное отсутствие дефектов или вкраплений, что характерно для многих натуральных алмазов, добытых из кимберлитовых трубок.
Хотя искусственный бриллиант обычно стоит дешевле своего природного соперника, его цена может быть все равно выше, чем у камней-имитаторов.
Некоторые производители даже наносят специальную лазерную гравировку на свои изделия, указывая серийный номер и пометку LG или ее аналог, что свидетельствует о том, что камень был выращен в лаборатории.
Где применяются алмазы?
Искусственные алмазы и бриллианты находят широкое применение. По статистике, до 90% синтетических алмазов используются в научных лабораториях и в промышленности. Среди производителей даже существуёт поговорка: «Если алмаз ни на что не годен, сделайте из него бриллиант». Благодаря высоким характеристикам прозрачности и преломления света, их применяют не только в ювелирных изделиях, но и в создании высокоточных электронных приборов. Алмазы более низкого качества используются для создания режущих и шлифовальных инструментов, а также в оптических приборах и как теплопроводники.
На сегодняшний день около 2-3% рынка ювелирных алмазов занимают синтетические камни, которые получают при помощи HPHT-процесса, а также CVD-процесса. В данный момент процесс получения монокристалла алмаза является дорогостоящим, поэтому увеличение доли синтетических камней в ювелирной отрасли станет возможным лишь после удешевления технологий без потери качества.
Синтетические алмазы постепенно начинают вытеснять селенид цинка, который ранее использовался в качестве окон в установках гиротронов и CO2 лазерах, а также в других мощных источниках излучения. Высокая теплопроводность и низкий коэффициент линейного расширения делают алмазные окна предпочтительными для отвода микроволнового и инфракрасного излучения.
Среди материалов с высокой теплопроводностью, алмазы имеют низкую электропроводность. Это уникальное свойство делает их незаменимыми для теплового отведения в мощных транзисторах или лазерных диодах высокой мощности. Использование алмазов в системах теплоотведения оправдано, так как последующий ремонт электронных устройств или их замена могут обойтись значительно дороже. Синтетические алмазы также применяют в качестве термораспределителей, чтобы избежать перегрева полупроводников, таких как кремний.
Производство промышленных инструментов
Из-за своей твердости синтетические камни весьма востребованы при создании полировальных паст, абразивов, а также сверхтвердых режущих инструментов.
Учитывая максимальные показатели твердости, алмазные покрытия применяются для производства шлифовальных кругов, сверл и буров, способных обрабатывать любые материалы. В частности, инструменты для огранки естественных алмазов также могут иметь алмазное покрытие.
Интересно, что синтетические камни зачастую оказываются более предпочтительными, нежели природные, поскольку они более единообразны по своим характеристикам.
Алмазные покрытия обычно представляют собой вкрапления алмазных частиц в металлической матрице, основанной на кобальте. В процессе работы металл изнашивается, и находящиеся в матрице алмазы постепенно обнажаются, заменяя износившееся покрытие.
Существует также технология нанесения алмазного покрытия на инструменты на основе CVD-процесса, однако данная методика пока не может полностью заменить металлическую матрицу с поликристаллическими алмазами.
Одним из ограничений в использовании алмазных инструментов является высокая скорость обработки стали. В процессе реза температура может достигать критически высоких значений, что приводит к растворению углерода в железе и быстрому износу инструмента. Такое техническое решение становится экономически нецелесообразным.
На сегодня промышленное производство искусственных алмазов и бриллиантов еще не достигло уровня, при котором они могут полностью соперничать с природными камнями. Технологическая база нуждается в постоянном совершенствовании. Тем не менее, уже сейчас идет борьба за внимание потребителей между алмазодобывающими компаниями и производителями синтетических камней.
В чем отличие искусственных алмазов от природных?
Согласно специалистам из британской компании De Beers, которая вместе с российской компанией Алроса занимает лидирующие позиции в мировой добыче алмазов, достоверно определить происхождение алмаза можно с уверенностью в 100% случаев.
Однако для этого требуется специальное оборудование.
Обычным потребителям сложно различить синтетические и природные алмазы только с помощью микроскопа, и вероятность успешного результата крайне низка. Главным визуальным отличием является то, что синтетические алмазы, как правило, идеальны. На них не увидеть характерных для естественных минералов дефектов, таких как помутнения, микротрещины или вкрапления.
Еще одно заметное отличие состоит в стоимости природных алмазов, которые намного дороже своих синтетических аналогов.
Стоит отметить, что сравнительно недавно сходство между природными и синтетическими алмазами стало причиной мошенничества: подделки продавались по ценам оригиналов. Однако со временем индустрия синтетических алмазов ушла из тени.
Так, в 2007 году было основано Atelier Swarovski, в 2012 году появился Diamond Foundry, где инвестором выступил знаменитый актер и активист по охране окружающей среды Леонардо ДиКаприо. В мае 2018 года De Beers объявила о создании бренда Lighthouse — линии ювелирных изделий с синтетическими алмазами.
Синтетические алмазы также производят в России. В частности, в Сестрорецке расположена лаборатория, где в 2016 году был вырощен искусственный алмаз синего цвета весом 5 карат.
Где применяются алмазы?
Ювелирные украшения — это та сфера, где алмазы могут проявить все свои великолепные качества. Традиционно основное внимание здесь уделяется природным алмазам, однако за последние годы синтетические камни тоже завоевали свою нишу.
Перевод производства и реализации синтетических алмазов в легальную сферу позволил формировать их самостоятельную потребительскую ценность. Украшения с искусственно выращенными алмазами стали отличным выбором для молодежи и для повседневного использования, а также привлекли тех, кто не хочет переплачивать.
Однако ситуация не так проста.
Эксперты утверждают, что основная причина для создания компании De Beers отдельного бренда для синтетических алмазов может быть сформулирована как девиз: «Не хочешь побеждать — возглавь!». Взяв рынок под контроль, компания фактически получила инструмент для влияния на мировую популярность искусственных алмазов.
Если на момент основания Lighthouse синтетические алмазы стоили на 30% дешевле природных, то спустя полгода разница в ценах возросла до 50%. Однако затем цены на натуральные камни также понизились, а затем пандемия вмешалась в процесс формирования мировых цен. Тем не менее, противостояние между натуральными и синтетическими алмазами продолжается, и у каждой стороны есть свои приверженцы.
Хотя ювелирная отрасль — это первая мысль, возникающая при упоминании алмазов, оба вида камней находят применение и в других сферах. Правильнее сказать, что основная область, где востребованы искусственные алмазы, — это наука, техника и медицина.
В этих сферах алмазы используются в различных формах: как борт, абразив, крошка, камень или порошок. Производство этих форм значительно менее затратно по времени и энергии, чем выращивание алмазов для ювелирных изделий, и при этом имеет высокий спрос на рынке.
Лабораторные алмазы активно используются в микроэлектронике и информационных технологиях: алмазные чипы гораздо прочнее кремниевых и, соответственно, служат дольше. Они также применяются для разработки высокоточных оптических приборов, вычислительной техники, шлифовальных и режущих инструментов, а также в астрономическом и телекоммуникационном оборудовании. Искусственные минералы находят свое применение и в строительстве или ремонте автомобильных дорог.
Рентгеновские и лазерные аппараты также производят с использованием этих синтетических минералов, равно как и другие виды медицинского оборудования, особенно в хирургии. В таком направлении медицины, как офтальмология, инструменты из алмаза находят весьма частое применение, так как алмазные хрусталики обладают высокой биосовместимостью и обеспечивают наиболее эффективную коррекцию зрения по сравнению с протезами, выполненными из других материалов.
В промышленной среде синтетические алмазы имеют важное преимущество перед природными: так как природные минералы представляют собой результат деятельности природы, лабораторные алмазы можно создавать с заранее заданными характеристиками, что делает их более универсальными для производственных нужд.
Природные алмазы, используемые в технических целях, чаще всего являются побочным продуктом алмазодобычи для ювелирной промышленности. Таким образом, хотя месторождения алмазов присутствуют более чем в 35 странах мира, а технологией синтетического производства владеет почти вдвое меньше стран, природные алмазы составляют лишь 1% от общего объема всех алмазов, используемых в промышленности.
Фианит
С химической точки зрения фианит представляет собой кубический цирконий. Этот минерал был разработан советскими учеными, которые стремились получить камень, схожий с алмазом по своим оптическим качествам, но значительно более доступный по цене.
Им это удалось, и теперь фианиты применяются как в производстве оптического оборудования, так и для создания бюджетных ювелирных товаров. Внешне они довольно схожи с алмазами, однако не обладают такой игрой цвета, они более мягкие и могут потускнеть со временем. Но зато стоят они значительно дешевле!
Муассанит
Муассанит является на сегодняшний день самым качественным и дорогим заменителем алмаза, представленным на рынке. Однако здесь наблюдается смешение понятий. Муассанит – это минерал, который, скорее всего, имеет природное (возможно даже космическое) происхождение. Его кристаллы крайне малы и в ювелирной промышленности не находят широкого применения.
Тем не менее, синтетический аналог муассанита, карборунд, гораздо более распространен. Именно этот материал используется в качестве вставок в ювелирные изделия. Карборунд близок по твердости к алмазу (9,5 по шкале Мооса) и превосходит его по способностям к термостойкости. Кроме того, он излучает блеск даже более яркий, чем бриллиант!
Огранка
Подробно о процессе огранки бриллиантов, а также об обработке как естественных, так и синтетических алмазов можно ознакомиться здесь.
Для обозначения своих камней лаборатории, как правило, ставят специальный микроскопический символ, что позволяет при проверке подтвердить, что данный камень был произведен искусственным образом. Однако следует отметить, что это делается не всегда. Поэтому крайне важно запрашивать сертификат о происхождении даже при покупке синтетического камня.
Форма
Форма бриллианта сильно влияет на его стоимость. При этом существенных различий нет, рассматривается ли натуральный или лабораторный камень.
Говорить о стоимости искусственных камней вне контекста украшений не совсем корректно. Мы сможем получить только приблизительную оценку, которая может не быть интересной для широкой аудитории. Давайте лучше обсудим цены на камни, присутствующие в ювелирных изделиях.
Например, прекрасное кольцо из красного золота весом 2,35 грамма с 29 бриллиантами может стоить от 40 тысяч рублей. А небольшое кольцо весом 1,97 грамма с 26 бриллиантами в 0,092 карата с чистотой камня 2 и качеством 3А — от 20 тысяч рублей.
В ближайшем будущем цены на естественные алмазы будут продолжать расти. Специалисты связывают это с тем, что ресурсы природных алмазов постепенно иссякают.
Золотые серьги весом 2,04 грамма с английским замком, выполненные из красного золота и инкрустированные белыми 36-ю бриллиантами весом 0,183 карат, будут стоить не менее 20 тысяч рублей. А небольшие гвоздики в красном золоте с двумя мелкими бриллиантами по 17 граней каждый весом 0,049 карата обходятся в пределах 25 тысяч рублей.
Цена на браслеты с бриллиантовыми вставками может быть значительно выше. Например, элегантный браслет в красном золоте с 38 бриллиантами по 0,099 карата общим весом 3,28 грамма обойдется в минимум 50 тысяч рублей. Браслет с черными вставками и весом 9,29 грамма, с 19 бриллиантами общим весом 0,72 карата, будет стоить от 100 тысяч рублей.
Таким образом, очевидно, что если вы планируете купить подарок для любимого человека из настоящего природного камня, вам, возможно, придется сделать серьезные финансовые жертвы. Но это не призыв к таким поступкам; мы просто стремимся объяснить стоимость, чтобы сделать ее понятной для большинства людей. Погоня за натуральными камнями — это удел самых состоятельных, в то время как обычные люди чаще всего покупают искусственные камни, которые не менее привлекательны и значительно более доступны по цене.
