نظير الماس الحقيقي الثمين هو الماس الاصطناعي. من المعروف منذ فترة طويلة أن لعبة الأوجه الماسية لها خصائص سحرية وساحرة. ولكن نظرًا لأن الماس الطبيعي هو أغلى الأحجار ، فلا يمكن للكثيرين شراء المجوهرات الماسية. بفضل النظائر ، يمكن لكل من النساء والرجال الاستمتاع بجمال وأناقة المجوهرات المصنوعة من الأحجار الاصطناعية. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام الماس ليس فقط في صناعة المجوهرات ، ولكن أيضًا في العديد من مجالات الحياة البشرية: العلوم والتكنولوجيا والطب. ليس من المربح استخدام الماس عالي الجودة والثمين في الصناعة. لهذا الغرض ، يتم استخدام الأحجار المعيبة التي ليست لها قيمة مجوهرات معينة ، أو الماس المزروع صناعياً. اسم "الماس" في الترجمة من اللغة الهندية القديمة يعني "غير قابل للكسر". نسخة أخرى تقول: يأتي الاسم من الكلمة اليونانية "adamas" ، والتي تعني "لا يقاوم".

ملامح الماس الاصطناعي

في عام 1993 ، لأول مرة في سوق الماس العالمي ، بدأت الأحجار الاصطناعية تظهر كعينات تجريبية. تم إرسال بعضهم لإجراء الأبحاث إلى المختبر المعتمد التابع لمعهد الأحجار الكريمة الأمريكي ، حيث خلص العلماء إلى أن الفرق بين الماس الاصطناعي والأحجار الطبيعية كبير جدًا ، ولكن لن يتمكن كل صائغ أو مستهلك عادي من تحديد وتمييز الحجر الحقيقي من مزيف. الخصائص المميزة الرئيسية للماس الاصطناعي المركب هي النقاء والصلابة. الماس الاصطناعي هو أصعب حجر في العالم. يمكن أن يكون للماس الطبيعي أخطاء وعيوب (شقوق أو تعكر أو شوائب) ، والتي لا يمكن قولها عن الأحجار الاصطناعية.

كما تعلم ، الماس الحقيقي له خصائص سحرية ، يساعد على حماية الشخص من المظهر والأفكار "السيئة" ، ويوازن الجهاز العصبي. يؤكد خبراء التنجيم أن الماس الاصطناعي ينبعث منه أيضًا طاقة إيجابية ، مما يساعد الشخص في الأوقات الصعبة على اتخاذ القرار الصحيح أو اتخاذ القرار الصحيح. بغض النظر عن علامة البروج ، يمكن ارتداء الماس الطبيعي أو المزروع صناعياً على الجسم أو ببساطة وضعه في المنزل في صندوق مجوهرات. إن مجموعة المجوهرات المصنوعة من الأحجار الاصطناعية اليوم كبيرة جدًا ، وللوهلة الأولى ، من المستحيل تمامًا التمييز بين الأحجار والمجوهرات الحقيقية.

طرق زراعة الماس الصناعي

تُزرع العينات الاصطناعية في المختبرات في ظل ظروف خاصة باستخدام معدات عالية الدقة وعالية التقنية. لكن هذه العملية لا تستغرق آلاف السنين ، فيما يتعلق بتكوين الأحجار الطبيعية. يمكن للخبراء اختيار الظلال والأحجام بأنفسهم. إحدى الطرق المستخدمة في زراعة الماس الصناعي هي التدرج الحراري باستخدام أنابيب خاصة. يتم وضع المكونات التالية فيها:

• مادة مسحوق الجرافيت
• سبائك معدنية خاصة (تعمل كمحفزات) ؛
• بذور الأحجار الاصطناعية المستقبلية.

الكبسولة تحت ضغط (حوالي 3000 طن) لمدة 10 أيام. يبدأ في النمو في المكان الذي يوجد فيه أعلى ضغط. بسبب ارتفاع درجة الحرارة الداخلية (حوالي 1500 درجة مئوية) ، يذوب المعدن ويذيب مسحوق الجرافيت فيه. الفرق بين درجات الحرارة يخلق ضغطًا معينًا ، مما يعزز حركة الكتلة الناتجة إلى "الجنين" ، حيث يتم ترسيبها.

هناك تقنية أخرى لزراعة الحجارة المختبرية تسمى CVD (ترسيب الغاز). تتكون هذه التقنية من بذر صفيحة خاصة (ركيزة) بـ "نوى" ماسية. يتم وضع هذه اللوحة في مكان مخصص يتم تفريغه مسبقًا إلى فراغ عالي. ثم يتم ملء الحجرة بأشعة الميكروويف والغازات. تصل البلازما في وقت نمو الماس إلى درجة حرارة معينة (حوالي 3100 درجة مئوية).

تحت تأثير درجة الحرارة ، تتحلل الغازات إلى بلازما ، وتتراكم جزيئات الكربون ، التي يتم امتصاصها من الميثان ، على شكل ماس صناعي على اللوحة.

تحتوي البلورات على روابط متكافئة ، مما يفسر قوتها وصلابتها. للزراعة الاصطناعية ، يتم استخدام الجرافيت والسخام والفحم والسكر ومواد مختلفة غنية بالكربون.

الماس المزروع له عدة أسماء ، ولكن من المقبول عمومًا تسميته صناعيًا أو صناعيًا ، على الرغم من أنه في الأدبيات العلمية يمكنك أيضًا العثور على أسماء مثل:

• الماس HPNT
• الماس CVD.

يفضل العلماء تسميتها "أحجار المختبر" أو "الماس المزروع في المختبر".

كيف يختلف الماس الصناعي عن الأحجار الطبيعية؟

إن مظهر الماس الاصطناعي ليس أدنى من الأحجار الكريمة الطبيعية ، ولكن إذا أخذنا في الاعتبار تكلفتها ، فهي أقل بكثير. تتناسب الأحجار الاصطناعية بشكل أفضل مع عملية القطع ، لذلك يمكن حتى لأصغر البلورات التباهي بقطع لا تشوبه شائبة. بالإضافة إلى ذلك ، تعتبر الأحجار الاصطناعية الصغيرة أقوى بكثير من الأحجار الطبيعية ، لذلك لا يتم العثور على الماس الصغير الحقيقي عمليا على رفوف متاجر المجوهرات: عملية استخراجها من الخام شاقة للغاية. بمساعدة الأحجار الصغيرة الاصطناعية ، يصنع الجواهريون مجوهرات غير ضخمة وجميلة للغاية مع تطريز ماسي ، مما يزيد بشكل كبير من رغبات المستهلك.

نطاق الماس الاصطناعي

نظرًا لصلابتها ، تستخدم الأحجار الاصطناعية المزروعة على نطاق واسع لقطع وطحن الأسطح المختلفة. اليوم ، تحتوي جميع المناشير ، والمثاقب ، والمواد الكاشطة ، وأدوات الطحن والقطع تقريبًا على أجزاء ذات شقوق ماسية صناعية. أيضًا ، تُستخدم الأحجار المزروعة صناعياً على نطاق واسع كأشباه موصلات في إنتاج الدوائر الدقيقة. تختلف أسواق تجارة الماس عن أسواق المجوهرات لأن أحجار المختبر ، بالإضافة إلى الصلابة ، لها موصلية حرارية ممتازة ، وهي أعلى بعدة مرات من التوصيل الحراري لمادة مثل النحاس.

المستهلكون الرئيسيون للأحجار الاصطناعية هم الجواهريون ومصنعو الرقائق لأجهزة الكمبيوتر والمنظمات التي تقدم خدمات الحفر.

اليوم ، مساحيق الماس شائعة جدًا لتلميع أسطح الأحجار الكريمة وإطارات الذهب والفضة ورقائق السيليكون.

تكمن أكبر قيمة للأحجار المختبرية التي تم الحصول عليها بواسطة طريقة CVD في استخدامها في مجالات التكنولوجيا الفائقة للنشاط البشري. تُستخدم الأحجار الاصطناعية (الاصطناعية) في تصنيع أشعة الليزر القوية (التي تُستخدم حاليًا في الطب لعلاج الأمراض الفتاكة) ، في إنشاء الأجهزة المحمولة المحمولة.

أكبر إمكانات الأحجار الاصطناعية في مجال تكنولوجيا الكمبيوتر. تعتبر الأجزاء التي تحتوي عليها أكثر متانة ، ويمكن أن تعمل باستمرار في درجات حرارة عالية جدًا ، والتي لا يمكن قولها ، على سبيل المثال ، عن رقائق الكمبيوتر المصنوعة من السيليكون. يمكن للماس الاصطناعي أن يتحمل درجات الحرارة المرتفعة ، مما يضمن إنتاجيته ، لأن عمر الخدمة ، وتكرار المعدات ، والسرعة تعتمد عليها. يبلغ عدد الماس الصناعي المنتج سنويًا ما يقرب من 5 مليارات قيراط.

يجري العلماء بحثًا مستمرًا ، مما جعل من الممكن بالفعل استنتاج أنه سيتم استخدام الماس الاصطناعي للحصول على صور تحت الماء ، وصور في مجال الطب ، ولأجهزة الكشف في مصادم الهادرونات الكبير ، وفي الأبحاث النووية.

بالإضافة إلى كل ما سبق ، يتم استخدام الماس الاصطناعي على نطاق واسع في المجوهرات ، مما يسمح للعديد من النساء بالاستمتاع بالأحجار المزيفة ، لكنها لا تختلف عمليًا عن الأحجار الطبيعية.

إن زراعة بلورات الياقوت في المنزل متاحة للجميع. لا يتطلب العمل معملًا مجهزًا ، أو الحصول على معرفة نظرية وعملية في مجال علم المعادن ، أو شراء كواشف كيميائية خاصة. يمكن العثور على كل ما تحتاجه في المطبخ.

ينصح ببدء زراعة الياقوت بكميات صغيرة. أولاً ، تُكتسب الخبرة ، وتُفهم العملية برمتها ، ثم يبدأ العمل المنهجي المباشر. لن يكون الخلق الاصطناعي بيديك أدنى من الجمال والجاذبية للمعادن الطبيعية. هناك طلب على الأحجار الكريمة بين صائغي المجوهرات ، لذا فإن التجربة الناجحة يمكن أن تجلب دخلاً إضافيًا إذا وجدت سوقًا.

هناك عدة طرق للنمو. ينصحونك بتجربة جميع الخيارات ، ثم التوقف عند الخيار الذي يعجبك.

الصخور الثمينة الاصطناعية ، التي صنعها الإنسان ، ليست طبيعية في المحتوى الكيميائي والخصائص الفيزيائية. ميزة التكنولوجيا المنزلية هي أنها تسمح لك بإنشاء سلالات نظيفة تمامًا. في الطبيعة ، نادرًا ما يحدث هذا. جودة الأحجار الكريمة للعينات المختبرية جيدة جدًا. ميزة أخرى للمعادن هي تكلفتها. الحجارة أرخص من أصولها الأصلية ، التي نشأت في مناجم عميقة.

أملاح عضوية

من السهل زراعة بلورة الياقوت من أملاح مختلفة:

• كبريتات النحاس
• البوتاسيوم الشب؛
• ملح عادي.

أطول عملية تعتمد على الملح ، يتم الحصول على أجمل العينات من اللاذع. يعتمد إنتاج بلورات الياقوت على المراحل التالية:

1. تحضير الحاوية. يجب أن تحتوي على ملح ومحلول ملحي مشبع. خذ الماء الساخن. هذه العملية تدريجية. خففي ملعقتين كبيرتين بالماء واخلطيهما جيدًا. ثم يضاف الملح ويخلط. تحتاج إلى رشها حتى يتوقف الملح عن الذوبان. للامتثال للنسب ، يأخذون تلميحًا: جدول قابلية ذوبان الأملاح المختلفة في 100 مل من الماء ، وعلاقتها بدرجة حرارة السائل.
2. ترشيح المحلول. يجب أن يكون الحل نظيفًا. سوف تفسد الشوائب الترابية بنية الحجر. سوف تظهر العيوب فيه. يبقى الحل لمدة 24 ساعة. خلال هذه الفترة ، تتشكل بلورات في قاع الخزان. سوف يشكلون أساس الياقوت.
3. نمو المعادن الاصطناعي. يتم ربط خط الصيد بالحجر المتكون في قاع الزجاج. يتم لفه حول قلم رصاص أو عصا خشبية. الجهاز مثبت على الحاوية. الكريستال معلق في المحلول. يميل الماء إلى التبخر ، يطلق محلول ملحي مشبع فائض ، والذي يتم تثبيته على العينة الناتجة.
4. إضافة محلول الملح. يحتاج الماء دائمًا إلى كمية معينة ، إذا أصبح قليلًا جدًا ، ستتوقف البلورة عن النمو. في درجة حرارة الغرفة العادية ، يُضاف الماء كل أسبوعين.

تعد زراعة الأحجار الاصطناعية مهمة عانى منها فريق من العلماء لسنوات عديدة. لطالما تساءل "الحرفيون" عن كيفية زراعة الماس في المنزل. حتى أن البعض وجد طرقًا للحصول عليها.

صنع الماس الصناعي

في الطبيعة ، يتكون الماس تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة (أكثر من 1600 درجة مئوية) والضغط العالي (60-100 ألف الغلاف الجوي). في ظل الظروف الطبيعية ، يستغرق تشكيل الماس مئات الآلاف أو حتى ملايين السنين. الماس الاصطناعي ، في خصائصه الفيزيائية التي تتوافق تمامًا مع الخصائص الطبيعية ، يمكن زراعته في غضون بضعة أشهر. لهذا ، من الضروري إعادة الظروف الطبيعية لتكوينها.

في المنزل ، لم ينجح أحد حتى الآن في إنشاء جهاز يحافظ على درجة الحرارة المرتفعة والضغط المطلوب. لكن بعض "الخبراء" يشاركون نصائح حول كيفية القيام بذلك. على سبيل المثال ، يُنصح بأخذ أنبوب سميك الجدران والجرافيت ومادة تي إن تي. ثم ضع مادة تي إن تي والجرافيت في أنبوب ولحمه. يقال إنه إذا قمت بتفجير مادة تي إن تي ثم تمكنت من العثور على بقايا الأنبوب ، فستجد ماسات صغيرة فيها. من الناحية العملية ، فإن فرصة الإصابة أعلى بمئات المرات من احتمال الحصول على الماس بهذه الطريقة.

يقترح "حرفيون" آخرون طريقة أكثر أمانًا لصنع الماس. كل ما تحتاجه هو قلم رصاص وسلك وماء (يفضل النيتروجين السائل) ومصدر جهد عالي (على سبيل المثال ، آلة لحام). أخرج الرصاص من القلم الرصاص واربط سلكًا بكلا الطرفين. ضع الرصاص مع السلك في وعاء به ماء وقم بتجميده (أو استخدم النيتروجين السائل لهذا الغرض). أخرج الرصاص من الفريزر ، وقم بتوصيل الأسلاك بآلة اللحام. من المعتقد أنه بمجرد تمرير تيار قوي من خلال الهيكل الخاص بك ، سوف يتحول الصدارة على الفور تقريبًا إلى الماس. بالطبع ، يمكن اختبار هذه الطريقة لأغراض تجريبية ، لكن لا يجب أن تعتمد بجدية على الحصول على الماس الاصطناعي.

صناعة الجواهر الاصطناعية

على عكس الماس ، يمكن زراعة العديد من الأحجار الكريمة الأخرى في المنزل. للقيام بذلك ، تحتاج إلى صنع أو شراء جهاز Verneuil وتخزين الكواشف. لإنشاء حجر ياقوت صناعي ، على سبيل المثال ، يعتبر ملح ثاني أكسيد الألومنيوم ، الذي يحتوي على خليط طفيف من أكسيد الكروم ، مفيدًا. ضعه في مخزن الموقد وقم بإذابه ، ومشاهدة "الياقوت" ينمو أمام عينيك في غضون ساعات قليلة. باستخدام أملاح مختلفة ككاشف ، يمكنك الحصول على أنواع أخرى من الأحجار الكريمة.

تزايد البلورات

إذا كنت تفكر في إمكانية زراعة الأحجار على أنها تجربة مثيرة للاهتمام ، وليس كوسيلة للتخصيب ، فعندئذٍ يمكنك الذهاب في الاتجاه الآخر وليس زراعة الأحجار ، بل بلورات متعددة الألوان من الملح أو السكر أو كبريتات النحاس.

لتنمية بلورات الملح ، اصنع محلولًا مشبعًا بإضافة الملح إلى كوب من الماء المقطر الدافئ حتى يتوقف عن الذوبان. للحصول على بلورات متعددة الألوان ، يمكن تلوين الماء بألوان الطعام. بعد ذلك ، قم بتعليق بلورة صغيرة من الملح فوق كوب على خيط بحيث يتم غمرها بالكامل في المحلول. سوف تنمو البلورة في غضون أيام قليلة. تزرع بلورات كبريتات النحاس بنفس الطريقة.

كان الناس يفكرون في كيفية صنع الماس منذ عقود. وكل ذلك لأن زراعة هذه الأحجار لن تثري مبتكر هذه التقنية فحسب ، بل ستجعلها أيضًا أكثر سهولة. يُعتقد أنه من الواقعي الحصول على الماس من الجرافيت أو الفحم ، لأنهم جميعًا يتكونون من الكربون. بعد قراءة المقال ، يمكنك معرفة مدى صحة هذا البيان ، وما هو الفرق بين المعادن المذكورة وما إذا كان من الممكن الحصول على جوهرة دون مغادرة الشقة.

رحلة صغيرة إلى خصائص الصخور

حتى القرن السابع عشر ، لم يشك أحد في أوجه التشابه بين الفحم والماس والجرافيت. لم يتعايشوا أبدًا في الطبيعة. علاوة على ذلك ، لا يمكن للعلماء التفكير في تحول مادة إلى أخرى. تغير كل شيء عندما أجرى الكيميائي الإنجليزي تينانت تجربته واكتشف طبيعتها الحقيقية.

بصريًا ، لم يكن من الممكن فهم ذلك ، لأن السلالات مختلفة تمامًا. لا يحتوي الجرافيت على روابط قوية ويتكون من رقائق تنزلق فوق بعضها البعض. تطبيقه الرئيسي هو مادة تشحيم لتقليل الاحتكاك بين الأسطح. ظاهريا ، يبدو وكأنه معدن منصهر.

تشتمل تركيبة الفحم على جزيئات صغيرة من الجرافيت ، ولكن يتم استكمالها بمركب هيدروكربوني وأكسجين ونيتروجين ، مما يمنحه شكلًا أكثر كثافة وليس سائلًا لزجًا. يحتوي الماس عمومًا على أحد أقوى المركبات في الطبيعة. ظاهريًا ، هذه أحجار شفافة ، على عكس "إخوانهم" تمامًا.

اللعب بالصخور: تحويل مادة إلى أخرى

بمجرد أن اكتشف العلماء أوجه التشابه بين الماس والفحم والجرافيت ، شرعوا في تعلم كيفية تحويل مادة إلى أخرى. كانت التجارب الأولى ناجحة.

اتضح أنه عندما يتم تسخين "جوهرة" في مساحة خالية من الهواء إلى 1800 درجة ، فإنها تتحول تمامًا إلى جرافيت. يتم الحصول على نفس التأثير إذا تم تمرير تيار كهربائي عبر فحم مسخن إلى 3500 درجة. بعد أن حقق العلماء نجاحًا في هذه التحولات ، شرعوا في صنع ماس صناعي ، وظلوا عالقين لما يقرب من 100 عام.

توجت التجربة حول كيفية صنع الماس من الفحم بالنجاح فقط في عام 1880 وجرت على مرحلتين. أولاً ، تم الحصول على الجرافيت عن طريق التحليل الكهربائي. بعد ذلك ، يتم وضعها في دورق فولاذي ، محكم الإغلاق من كلا الطرفين ويتم تسخينه باللون الأحمر. في بعض الأحيان ، لم تكن السفينة قادرة على تحمل الضغط وانفجرت. ولكن ، إذا سارت الأمور بسلاسة ، فعند فتح الأنبوب ، تم العثور على بلورات داكنة ، ولكن فائقة القوة في الداخل.

نظرية الانفجار: الخطوة الأولى نحو الهدف

في البيئة الطبيعية ، يتشكل الماس عند درجات حرارة تزيد عن 1600 درجة مئوية ، وضغط من 60 إلى 100 ألف ضغط جوي. لكل هذا ، تستغرق الطبيعة مئات الآلاف ، وأحيانًا ملايين السنين. لذلك ، فإن زراعة الماس الاصطناعي سترفع العديد من المجالات إلى مستوى جديد.

لقد تعلم العلماء بالفعل كيفية صنع الماس الاصطناعي ، والذي يستغرق بضعة أشهر فقط. لكن عملية التحول تتطلب معدات باهظة الثمن ومواد يصعب العثور عليها. يمكنك محاولة الحصول على الوسائل المتاحة ، لكن احتمالية النجاح ضئيلة للغاية.

إذا قررت إنشاء ماسة بنفسك ، فستحتاج إلى وضع قضيب من الجرافيت و TNT في أنبوب سميك ، ثم لحام نهاياته. بعد تفجير المتفجرات ، يتم تكوين الضغط ودرجة الحرارة المطلوبة داخل القارورة ، ونتيجة لذلك يتم تكوين بلورة عالية القوة. ولكن ، كما تظهر الحسابات ، فإن احتمال تحطيم غرفة وقتل نفسك أعلى من الحصول على جوهرة.

الطريقة الآمنة للثراء هي هبة من السماء للمُجربين

هناك العديد من "الأساطير" حول كيفية زراعة الماس في المنزل. إن عزلهم عن طريقة فعالة ، والأهم من ذلك ، طريقة آمنة هو مهمة صعبة. الخيار الذي ستتم مناقشته الآن مناسب لمحبي التجارب ، لكن لا يجب أن تتوقع بجدية الحصول على جوهرة.

انتباه! إدارة الموقع غير مسؤولة عن النتائج المحتملة للتجربة.

تتضمن تعليمات العمل إعداد المكونات الضرورية. وتشمل هذه:

• قلم؛
• السلك؛
• الماء أو النيتروجين السائل ؛
• مصدر جهد عالي (آلة لحام).

للحصول على الماس الاصطناعي ، قم بإزالة الرصاص من القلم الرصاص. يمكن شراؤها بشكل منفصل. الآن ، قم بتوصيله بالسلك وقم بخفضه في الحاوية. تعتمد الخطوة التالية على ما تستخدمه. في الخيار الأول ، يجب ملء الهيكل بالماء وتجميده. في الإصدار الثاني ، يتم التجميد باستخدام النيتروجين السائل.

بمجرد حصولك على درجة الحرارة المناسبة ، قم بتوصيل الأسلاك بمصدر الجهد وتشغيل التيار. يُعتقد أنه بعد المرور عبر الرصاص التفريغ ، يتحول إلى ماس.

تجربة منزلية: صنع بلورات من الملح

من المستحيل الحصول على الماس بدون شروط معملية. ولكن ، يمكنك أن تنمو بلورات الملح الجميلة بيديك. للتجربة ، سوف تحتاج إلى:

• نواتج تقطير الماء
• ملح؛
• خيط قوي
• تلوين طعام (للجمال).

خذ وعاء واملأه بالماء. يرش الملح فيه حتى يتوقف عن الذوبان. اقطع الخيط وأرفق بلورة الملح به. ضع الهيكل في سائل وانتظر بضعة أيام. إذا قمت بإضافة ألوان الطعام ، فإن "الحجارة" ستكون ذات ظلال مختلفة.

الملح ليس المادة الوحيدة المناسبة لهذه التحولات الكيميائية. يمكنك استخدام السكر أو كبريتات النحاس. ثم "تنمو" البلورات بشكل مختلف قليلاً ، لكن التقنية تظل كما هي. استمتع بتجاربك.

الحصول على بلورات كبيرة

بعد ذلك ، دعنا نتحدث عن كيفية صنع الماس الكبير في المنزل. للتجربة ، ستحتاج إلى نفس الملح (100 جم) ، المقطر (400 مل) والرصاص (12 جم). خذ كوبًا واخلط المكونات السائبة. الآن ، املأها برفق بالماء ، وانتظر حتى تذوب تمامًا واترك الحاوية لمدة 24 ساعة.

يبدأ دليل صنع الماس المزيف بسكب الماء من الزجاج (في وعاء آخر ، حيث سيكون مفيدًا لاحقًا). في الجزء السفلي من الوعاء ، ستجد بلورات تم الحصول عليها من التفاعل. اختر الأنسب والأكبر (البذور) ، وضع الباقي في وعاء.

إن زراعة الماس المحلي الكبير هي عملية طويلة تتطلب الصبر. ولكن نتيجة لذلك ، تحصل على حجر جميل متعدد الأوجه يمكن استخدامه لصنع المجوهرات أو الديكور.

خذ خيطًا قويًا وأرفقه بقلم رصاص أو بأي عصا. اربطي شريطًا وهميًا بالطرف الآخر واغمسه في المحلول المتبقي. كل ما عليك فعله هو الانتظار. عندما يتبخر ، سوف يتراكم الماء على بلورتك ويجعلها أكبر. إذا تشكلت أحجار أخرى على الخيط أثناء العملية ، فمن الأفضل إزالتها.

للحصول على الماس في المنزل ، مطلوب نواتج التقطير. الحقيقة هي أنه بالنسبة للتفاعلات الكيميائية ، يجب أن يكون السائل خاليًا من الشوائب حتى تنجح التجربة. ومع ذلك ، ليس من السهل دائمًا العثور على المياه النقية. بعد ذلك ، يمكنك صنعه بنفسك عن طريق غليه بالغاز وتشغيله من خلال مرشح معمل عادي.

بعد الغليان ، يمكن استبدال الفلتر بآلة نشاف أو صوف قطني أو شاش أو ورق عادي - وهي مسألة سهلة الاستخدام. لكي يعمل التفاعل ، يجب أن يكون الماء المستخدم دافئًا وليس ساخنًا. عندما تزرع الماس ، يتبخر المحلول تدريجياً. تأكد من أن الكريستال الخاص بك لا يتعرض للهواء - فهذا سوف يفسدها.

في 26 مايو 2015 ، أصدر المعهد الدولي للأحجار الكريمة (IGI) في هونغ كونغ شهادة لماسة غير عادية تزن 10.02 قيراطًا ولونها E والوضوح VS1. لم تعد مثل هذه الأحجار الكريمة نادرة الحدوث في عالم المجوهرات ، ولكن تفرد هذه الحالة هو أن الحجر لم يُستخرج من أحشاء الأرض ، بل تم قطعه من بلورة ماسية صناعية عيار 32 قيراطًا نمت من قبل شركة New الروسية. تكنولوجيا الماس (NDT). يقول نيكولاي خيخيناشفيلي ، الرئيس التنفيذي للشركة: "هذا بعيد كل البعد عن سجلنا الأول". "سابقتها ، وزنها 5 قيراط ، استمرت شهرين فقط".

أراني رومان كولادين ، مدير الإنتاج ، ورشة عمل صغيرة في أحد الحدائق التقنية بالقرب من سسترورتسك. الورشة مهجورة ، فقط دزينة ونصف مكبس هيدروليكي يقف على طول الجدران. هذا هو "الترسب" - داخل المكابس ، في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة والضغط ، ميكرون بميكرون ، الماس الذي لا تشوبه شائبة على الإطلاق. تعكس لوحات التحكم الخاصة بوحدات التحكم الخاصة بكل ضغطة المعلمات الحالية ، ولكن يطلب رومان تصوير الصورة حتى لا تدخل هذه البيانات في الإطار: "المبادئ العامة لتخليق الماس معروفة جيدًا وقد تم استخدامها في الصناعة لأكثر من ذلك" من نصف قرن. لكن تفاصيل أوضاع التوليف هي إحدى الدراية الفنية لشركتنا ". أهتم بمكيفات الهواء الدقيقة التي تحافظ على المناخ المحلي في الورشة بدقة تصل إلى أعشار الدرجة. هل هناك حقا حاجة لمثل هذه الدقة؟ تذكر أننا أغلقنا الباب خلفنا على الفور لتجنب السحب؟ - يشرح رومان. - الانحرافات الصغيرة في درجة الحرارة يمكن أن تؤثر بشكل خطير على جودة الماس وليس للأفضل. ونحن نسعى دائمًا للحصول على الجودة المثالية ".

عملية زراعة بلورات الماس المفردة في درجات حرارة عالية (حوالي 1500 درجة مئوية ، مع التدرج المطلوب) وضغط مرتفع (50-70 ألف ضغط جوي). تقوم مكبس هيدروليكي بتجعيد حاوية خاصة ، يوجد بداخلها مصهور معدني (حديد ، نيكل ، كوبالت ، إلخ) وجرافيت. توضع بذرة واحدة أو أكثر ، بلورات ماسية صغيرة ، على الركيزة. يتدفق تيار كهربائي عبر الغرفة ، ويسخن المصهور إلى درجة الحرارة المطلوبة. في ظل هذه الظروف ، يعمل المعدن كمذيب ومحفز لبلورة الكربون على بذرة الماس. تستغرق عملية زراعة بلورات كبيرة أو عدة بلورات أصغر من 12 إلى 13 يومًا.

تجسس على الطبيعة

يبدأ تاريخ الماس الصناعي في نهاية القرن الثامن عشر ، عندما أدرك العلماء أخيرًا أن هذا الحجر هو الكربون في تركيبته. في نهاية القرن التاسع عشر ، كانت هناك محاولات لتحويل خيارات الكربون الرخيصة (الفحم أو الجرافيت) إلى ماس صلب ولامع. قدم العديد من العلماء المشهورين ، مثل الكيميائي الفرنسي هنري مويسان أو الفيزيائي البريطاني ويليام كروكس ، مزاعم عن تركيب ناجح. في وقت لاحق ، وجد أن أيا منهم لم ينجح بالفعل ، ولم يتم الحصول على الماس الاصطناعي الأول إلا في عام 1954 في مختبرات جنرال إلكتريك.

عملية أرخص لترسيب الماس من وسط غاز الهيدروكربون المتأين على ركيزة مسخنة إلى 600-700 درجة مئوية. يتطلب النمو البلوري الفردي باستخدام CVD ركيزة ماسية أحادية الكريستال HPHT. عند ترسبها على السيليكون أو الماس متعدد الكريستالات ، يتم الحصول على لوحة متعددة البلورات ، والتي لها تطبيق محدود في الإلكترونيات والبصريات. معدل النمو من 0.1 إلى 100 ميكرومتر / ساعة. عادةً ما يقتصر سمك الألواح على 2-3 مم ، لذلك يمكن استخدام الماس المقطوع منها كمجوهرات ، لكن حجمها ، كقاعدة عامة ، لا يتجاوز 1 قيراط.

تم "التجسس" على العملية المستخدمة في التوليف في شركة جنرال إلكتريك من الطبيعة. يُعتقد أن الماس الأرضي يتشكل في الوشاح ، على عمق مئات الكيلومترات تحت سطح الأرض ، في درجات حرارة عالية (حوالي 1300 درجة مئوية) وضغط مرتفع (حوالي 50000 ضغط جوي) ، ثم يتم حمله إلى السطح بواسطة الصخور النارية مثل الكمبرلايت ولامبرويتس. ضغط مطورو جنرال إلكتريك على خلية كان بداخلها الجرافيت وذوبان الحديد والنيكل والكوبالت ، والذي كان بمثابة مذيب ومحفز. سميت هذه العملية بـ HPHT (ارتفاع ضغط درجة حرارة عالية). كانت هذه الطريقة هي التي أصبحت تجارية فيما بعد للحصول على الماس الصناعي ومساحيق الألماس الرخيصة (يتم إنتاجها الآن بمليارات القيراط سنويًا) ، وفي السبعينيات تم استخدامها في صناعة الأحجار الكريمة التي يصل وزنها إلى 1 قيراط ، وإن كانت بجودة متوسطة جدًا .

تقنيتان رئيسيتان للإنتاج الصناعي للماس الصناعي هما HPHT و CVD. هناك أيضًا عدد من التقنيات الغريبة ، مثل تخليق بلورات الماس النانوية من الجرافيت عن طريق الانفجار أو طريقة تجريبية للحصول على الماس الميكروني من تعليق جزيئات الجرافيت في المذيبات العضوية تحت تأثير التجويف بالموجات فوق الصوتية.

الحل

منذ الستينيات ، تم تطوير طريقة أخرى لتخليق الماس ، CVD (ترسيب البخار الكيميائي) في العالم. في ذلك ، يتم ترسيب الماس على ركيزة ساخنة من غاز الهيدروكربون ، والذي يتأين باستخدام إشعاع الميكروويف أو يسخن إلى درجة حرارة عالية. في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، كانت طريقة التجميع هذه هي التي بدأت الشركات الناشئة الصغيرة والشركات الكبيرة مثل Element Six ، العضو في مجموعة De Beers ، في تعليق آمالهم.

حتى وقت قريب ، ظلت طريقة HPHT أقل من قيمتها الحقيقية. يقول نيكولاي خيخيناشفيلي: "عندما اشترينا المعدات قبل بضع سنوات ، قيل لنا جميعًا بالإجماع أن المكابس الصناعية مناسبة فقط لتركيب مساحيق الماس". تم تخصيص جميع الموارد لتطوير CVD ، واعتبرت تقنية HPHT متخصصة ؛ لم يعتقد أي من المتخصصين أنه يمكن استخدامها لتنمية بلورات كبيرة بما يكفي. ومع ذلك ، وفقًا لنيكولاي ، تمكن متخصصو الشركة من تطوير تقنية التوليف الخاصة بهم ، والتي أنتجت حرفيًا تأثير قنبلة متفجرة في الصناعة. قبل عدة سنوات ، في تقرير من أحد مختبرات الأحجار الكريمة ، كتب: "وزن هذا الماس 2.30 قيراط! حتى وقت قريب ، كان حجم مماثل من الماس هو الضامن لمنشأه الطبيعي ".

يعتبر قطع الماس لإنتاج الماس المتلألئ عملية طويلة وليست مثيرة للإعجاب بالنسبة للمبتدئين. تتم معالجة كل من الماس المزروع والطبيعي بنفس الطريقة تمامًا.

أفضل أصدقاء الفتيات

يوضح نيكولاي قائلاً: "نحن ، بالطبع ، لسنا الوحيدين الذين يزرعون ماسًا يزيد حجمه عن 5-6 قيراط". - لكن كل الباقي يخضع لمبدأ "اثنان من ثلاثة": كبير ، عالي الجودة ، مربح تجاريًا. نحن أول من تعلم كيفية الحصول على بلورات الماس عالية الجودة بتكلفة معقولة. في 32 معصرة ، يمكننا زراعة حوالي 3000 قيراط شهريًا ، وهذه الأحجار ذات جودة عالية جدًا - ألماس من الألوان D و E و F ووضوح من أنقى IF إلى SI ، خاصة النوع II. 80٪ من إنتاجنا عبارة عن ألماس بجودة الأحجار الكريمة يتراوح وزنه من 0.5 إلى 1.5 قيراط ، على الرغم من أنه يمكننا زراعة ماسة من أي حجم حسب الطلب ". كدليل على ذلك ، سلمني نيكولاي بلورة بحجم عملة معدنية من 10 روبل: "هذا ، على سبيل المثال ، 28 قيراطًا. إذا قطعتها ، تحصل على ماسة عيار 15 قيراطًا ".

في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، كان احتكار الماس العالمي ، De Beers ، قلقًا للغاية بشأن الدخول الوشيك إلى سوق المجوهرات للماس الاصطناعي ، خوفًا من أن يؤدي ذلك إلى تقويض العمل. لكن الوقت أظهر أنه لا يوجد ما يدعو للخوف - فالماس الصناعي يحتل حصة صغيرة جدًا من سوق المجوهرات. بالإضافة إلى ذلك ، خلال هذا الوقت ، تم تطوير أساليب البحث التي تجعل من الممكن التعرف على الماس المزروع بثقة كافية. علامات التوليف هي شوائب معدنية ؛ يمكن اعتبار قطاعات النمو في الماس غير الحديدية ؛ علاوة على ذلك ، فإن HPHT و CVD والماس الطبيعي الطبيعي في الأشعة فوق البنفسجية لها أنماط مختلفة من التلألؤ.

اعتمادًا على محتوى النيتروجين ، يتم تصنيف الماس إلى نوعين رئيسيين. يحتوي الماس من النوع الأول على ما يصل إلى 0.2٪ من النيتروجين ، وتقع ذراته في مواقع الشبكة البلورية في مجموعات (Ia) أو منفردة (Ib). النوع الأول يسود بين الماس الطبيعي (98٪). كقاعدة عامة ، نادرًا ما تكون هذه الأحجار عديمة اللون. لا يحتوي الماس من النوع IIa عمليًا على نيتروجين (أقل من 0.001٪) ، ومن بين الأحجار الطبيعية لا يوجد سوى 1.8٪. الماس الخالي من النيتروجين مع شوائب البورون (IIb) أقل شيوعًا (0.2٪). تحدد ذرات البورون الموجودة في عقد الشبكة البلورية توصيلها الكهربائي وتعطي الماس لونًا مزرقًا.

"كيف يشعر المستهلكون تجاه الماس المزروع؟ حسنًا - كما يقول نيكولاي - وخاصة الشباب الحديث. من المهم بالنسبة لهم أن يكون هذا الماس خاليًا من النزاعات وأن يصنعه أشخاص يستخدمون تقنيات عالية دون التدخل في الطبيعة. حسنًا ، السعر حوالي نصف السعر. طبعا الشهادة تقول ان الاحجار مزروعة لكنها تلبس خاتم من الماس وليس شهادة! ومن حيث الخصائص الفيزيائية والكيميائية ، فإن الماس لدينا مطابق للماس الطبيعي ".

حتى الآن ، يأتي معظم الأرباح من إنتاج الماس لسوق المجوهرات. ومع ذلك ، فمن المحتمل أن يكون هناك طلب كبير في السنوات القادمة على الماس المزروع ورقائق الماس للبصريات الخاصة والإلكترونيات الدقيقة والتطبيقات الصناعية الأخرى عالية التقنية.

من المجوهرات إلى الصناعة

الماس والمجوهرات هي جزء مربح من أعمال NDT ، ولكن غدًا ينتمي إلى اتجاه مختلف. المدير الفني لـ NDT ، ألكسندر كوليادين ، يحب أن يقول: "إذا لم يكن من الممكن صنع أي شيء آخر من الماس ، اصنع ألماسة". في الواقع ، السوق الواعد للماس الاصطناعي الكبير عالي الجودة هو الصناعة. يقول ألكسندر كولادين: "لا يوجد ماسة طبيعية واحدة مناسبة للاستخدام في البصريات أو الإلكترونيات الخاصة". - وجود الكثير من العيوب فيها. والألواح المقطوعة من الماس لدينا لها شبكة بلورية مثالية تقريبًا. لا تستطيع بعض المنظمات البحثية ، التي نقدم لها عينات للدراسة ، أن تؤمن بالمعايير المقاسة - فهي مثالية جدًا. وليس فقط العينات الفردية - يمكننا بثقة ضمان تكرار الخصائص ، وهو أمر حيوي للصناعة. الماس عبارة عن مغاسل حرارية ، وهي عبارة عن نوافذ للبصريات الخاصة والسنكروترونات ، وبالطبع الإلكترونيات الدقيقة للطاقة ، والتي يتم تطويرها الآن في جميع أنحاء العالم ".

لا يزال الاتجاه الصناعي يمثل 20٪ من إنتاجنا ، لكن في غضون ثلاث سنوات نخطط لزيادته إلى 50٪ ، خاصة وأن الطلب ينمو بسرعة. نحن الآن نصنع بشكل أساسي ألواح 4 × 4 و 5 × 5 مم ، ونقطع عدة 7 × 7 و 8 × 8 مم وحتى 10 × 10 مم حسب الطلب ، لكن هذا لم يتم إنتاجه بكميات كبيرة بعد. هدفنا التالي ، كما يقول نيكولاي خيخيناشفيلي ، هو الانتقال إلى إنتاج ألواح الألماس ذات البوصة الواحدة. هذا هو الحد الأدنى المطلوب بشدة في الصناعات الإلكترونية والبصرية الجماعية. للحصول على مثل هذه اللوحات ، تحتاج إلى زراعة بلورة ماسية تزن مائة قيراط. هذه هي خطتنا للمستقبل القريب ". "لعقد من الزمان؟" - أوضح. ينظر نيكولاي إليّ بمفاجأة كبيرة: "عقد من الزمان؟ سنفعل ذلك قبل نهاية العام ".