Искусственным или синтетическими называются бриллианты, которые созданы человеком. Они аналогичны природным по составу и некоторым свойствам, но отличаются степенью совершенства кристалла. Сегодня технологии синтеза алмаза достигли такого уровня, что визуально невозможно отличить природный бриллиант от синтетического. Для этого необходимо использовать сложное высокотехнологичное оборудование.
Интересно, что согласно ТУ не существует понятия “синтетический бриллиант” — синтетическим может быть только алмаз. Так как сочетание «синтетический бриллиант» хорошо прижилось, мы будем употреблять его на равне с «синтетическим алмазом».
История
Создать синтетический алмаз пытались с XIX века. Первые исследователи считали, что его можно только получить в условиях, схожих с природными. То есть при высоких давлениях и температурах. Термин НРНТ — High Pressure, High Temperaturе как раз означает “высокое давление и высокая температура”. Именно таким методом был получен первый синтетический алмаз в 1956 году компанией General Electric. В 1954 году, за два года до оглашения синтеза НРНТ, патент был выдан на другой метод синтеза алмаза — CVD (chemical vapor deposition). В конце 1980-х советские ученые получили алмаз методом химического осаждения из газовой фазы с помощью CVD метода в Институте физической химии и электрохимии им. А.М. Фрумкина.
Сегодня, с помощью технологий CVD и HPHT ежегодно производят миллиарды карат алмаза. В основном синтетические алмазы используются для промышленных целей, они дешевле и лучше природных алмазов по некоторым оптическим и электрическим свойствам.
Бриллианты фантазийных цветов.
НРНТ-алмазы
Этот процесс синтеза протекает при температуре порядка 1500 °C и давлении около 50 000 атм. Стальной гидравлический пресс обжимает контейнер, внутри которого находится смесь железа, никеля, кобальта и графита. Внутри контейнера, на подложке, размещается затравка — небольшие кристаллы алмаза. Сквозь камеру протекает электрический ток, который плавит смесь металлов и нагревает расплав до нужной температуры. В этих условиях металл растворяет графит на отдельные атомы и способствует росту алмаза на поверхности затравки.
CVD-алмазы
Процесс основан на разложении метана с последующим осаждением атомов углерода на подложку. Газообразный углерод образуется в вакуумной камере из метана под действием электрического разряда, СВЧ-плазмы или лазера. Он оседает на подложку с температурой 700-1000 °С и формирует алмаза. Давление газа в камере составляет порядка 0.0001 атмосферы, при таких условиях скорости роста алмаза около 0.001 cм/час. В качестве подложки обычно используют кремний или молибден. Для получения алмаза ювелирного качества используется затравочный кристалл алмаза. Может быть использована природная или синтетическая затравка.