Bagaimana dan di mana berlian terbesar di dunia ditanam?

Berlian buatan terbesar dan berkualitas tinggi ditanam hari ini di sekitar Sestroretsk, di sekitar St. Petersburg. Kami akan berbicara tentang perusahaan Rusia, NDT, dan bagaimana teman-teman perempuan terbaik lahir di publikasi kami hari ini.



Sebuah sertifikat untuk berlian sintetis pemecah rekor seberat 10,02 karat, warna E dan kemurnian VS1 dikeluarkan oleh Hong Kong International Gemological Institute (IGI) dari perusahaan Rusia New Diamond Technology (NDT). Batu permata dengan karakteristik seperti itu untuk dunia perhiasan adalah fenomena yang sangat sepele, tetapi potongan batu buatan dari berlian sintetis 32 karat adalah peristiwa untuk pasar berlian sintetis, dan ini merupakan peristiwa unik.



Produksi yang memungkinkan untuk menumbuhkan kristal rekaman terkonsentrasi di bengkel kecil di salah satu taman teknologi di dekat Sestroretsk. Kapasitas perusahaan dibatasi oleh lebih dari tiga lusin pengepres hidrolik, yang di dalamnya, pada suhu dan tekanan tinggi, mikron demi mikron, berlian dengan kualitas terbaik tumbuh. Pada panel kontrol pengendali untuk setiap pers, parameter saat ini tercermin. “Prinsip umum sintesis berlian sudah dikenal dan telah digunakan di industri selama lebih dari setengah abad. Tetapi rincian mode sintesis adalah salah satu pengetahuan perusahaan kami, ”kata direktur produksi Roman Kolyadin. "... Pendingin udara presisi mempertahankan iklim mikro di bengkel dengan akurasi sepersepuluh derajat. Selain itu, bahkan rancangan kecil dapat menyebabkan penyimpangan yang tidak diinginkan dalam rezim suhu,yang secara signifikan dapat menurunkan kualitas berlian, ”tambah spesialis.



Sebuah perjalanan singkat ke dalam sejarah

Upaya pertama untuk mensintesis berlian buatan dilakukan pada akhir abad XVIII, ketika para ilmuwan sampai pada kesimpulan akhir bahwa karbon adalah dasar dari berlian. Sejak akhir abad ke-19, para ilmuwan telah mencoba mengubah bentuk karbon (batu bara atau grafit) yang murah dan terjangkau menjadi berlian yang keras dan berkilau. Pernyataan keberhasilan telah dibuat oleh banyak orang, termasuk ilmuwan terkenal, termasuk ahli kimia Perancis Henri Moissan dan fisikawan Inggris William Crookes. Agak kemudian, ditemukan bahwa tidak ada dari mereka yang bisa memberikan bukti nyata dari hasilnya. Berlian buatan pertama yang disajikan kepada dunia diperoleh pada tahun 1954 di laboratorium General Electric.

Yang menarik, dalam proses memproduksi berlian sintetis di GE, mereka dipandu oleh "teknologi" yang digunakan sendiri oleh alam. Sebagai alasan para ahli, berlian alami terbentuk pada suhu sekitar 1300 ° C dan tekanan sekitar 50.000 atm. di ketebalan mantel planet pada kedalaman ratusan kilometer di bawah permukaan bumi. Lamproit, kimberlite, dan batuan beku lainnya membawa kristal ke permukaan. Untuk mensimulasikan kondisi yang dijelaskan dalam kondisi laboratorium, spesialis GE menggunakan pers yang memeras sel, di mana grafit dan peleburan besi-nikel-kobalt, yang bertindak sebagai katalis dan pelarut, ditempatkan.

Para ahli GE menyebut teknologi mereka HPHT (High Pressure High Temperature). Seiring waktu, dialah yang diambil sebagai dasar untuk mendapatkan berlian teknis murah dan bubuk berlian.

Bagaimana berlian ditanam hari ini

Produksi industri berlian sintetis saat ini terutama didasarkan pada salah satu dari dua teknologi - teknologi HPHT yang disebutkan sebelumnya dan teknologi CVD. Metode yang jarang digunakan adalah metode eksotis, seperti sintesis berlian nano kristal dari grafit dalam ledakan atau metode eksperimental untuk menghasilkan berlian mikron dari suspensi partikel grafit dalam pelarut organik di bawah pengaruh kavitasi ultrasonik.

HPHT

Teknologi ini direduksi menjadi proses menumbuhkan kristal tunggal berlian pada suhu tinggi (sekitar 1500 ° C, dengan gradien yang diinginkan) dan tekanan tinggi (50−70 ribu atm.). Mesin pengepres hidrolik memampatkan wadah khusus, yang di dalamnya terdapat lelehan logam (besi, nikel, kobalt, dll.) Dan grafit. Pada substrat, satu atau lebih biji ditempatkan - kristal kecil berlian. Arus listrik mengalir melalui ruang, memanaskan lelehan ke suhu yang diinginkan. Di bawah kondisi ini, logam berfungsi sebagai pelarut dan katalis untuk kristalisasi karbon pada biji dalam bentuk berlian. Proses menumbuhkan satu kristal besar atau lebih kecil berlangsung rata-rata 12-13 hari.



Produksi industri berlian buatan dan debu berlian saat ini mencapai miliaran karat per tahun. Pada 1970-an, menggunakan teknologi HPHT, mereka juga belajar membuat batu perhiasan berkualitas sedang dengan berat hingga 1 karat.

CVD

Sejak 1960-an, laboratorium terkemuka di dunia telah mengembangkan alternatif, teknologi sintesis berlian yang lebih murah - CVD (Chemical Vapor Deposition, deposisi uap gas). Dalam proses sintesis, berlian disimpan pada substrat yang dipanaskan hingga 600-700 ° C dari gas hidrokarbon, yang diionisasi menggunakan radiasi gelombang mikro atau dipanaskan hingga suhu tinggi. Ketika disimpan pada silikon atau berlian polikristalin, wafer polikristalin diperoleh, yang memiliki penggunaan terbatas dalam elektronik dan optik. Tingkat pertumbuhan dari 0,1 hingga 100 μm / jam. Ketebalan pelat biasanya dibatasi 2-3 mm, sehingga berlian yang dipotong dapat digunakan sebagai perhiasan, tetapi ukurannya, biasanya, tidak melebihi 1 karat.



Kemampuan metode sintesis ini pada awal 2000-an menarik perhatian besar dari startup kecil dan perusahaan besar seperti Elemen Enam, anggota kelompok industri De Beers.



Potensi metode HPHT hingga saat ini masih sangat diremehkan. "Ketika kami membeli peralatan beberapa tahun yang lalu, kami semua dengan suara bulat mengatakan bahwa mesin cetak industri hanya cocok untuk sintesis bubuk berlian," kata Nikolai Khikhinashvili. Semua perhatian dan sumber daya terutama difokuskan pada peningkatan metode CVD. Pada saat yang sama, teknologi HPHT dianggap niche, karena sebagian besar spesialis tidak percaya bahwa itu dapat digunakan untuk menumbuhkan kristal yang cukup besar dan berkualitas tinggi. Namun, menurut Nikolay, spesialis NDT mampu mengusulkan teknologi sintesis mereka sendiri, yang memungkinkan mereka untuk mendapatkan berlian dengan kualitas dan ukuran seperti itu, yang hingga saat ini hanya dapat dicapai dengan bekerja dengan kristal alami. Mengenai teknologi pemotongan,kemudian ditanam di laboratorium, dan berlian alami diproses persis sama.





"Tentu saja, kami bukan satu-satunya yang menanam berlian lebih besar dari 5-6 karat," kata Nikolai. - Tetapi tentu saja semua perusahaan saat ini mematuhi prinsip "dua dari tiga": besar, berkualitas tinggi, layak secara komersial. Perusahaan kami adalah yang pertama menguasai teknologi untuk menghasilkan kristal besar berlian berkualitas tinggi dengan biaya yang terjangkau. 32 pengepres memungkinkan kita untuk menumbuhkan sekitar 3.000 karat per bulan, dan pada saat yang sama, semua batu dengan kualitas sangat tinggi adalah berlian dengan kategori warna D, E, F dan kemurnian dari IF yang paling murni hingga SI, terutama tipe II. 80% dari produk kami adalah berlian perhiasan dengan berat 0,5-1,5 karat, meskipun kemampuan teknologi memungkinkan kami untuk menumbuhkan berlian buatan dari berbagai ukuran. ” Sebagai bukti dari apa yang dikatakan, Nikolai memperlihatkan kepada para wartawan sebuah kristal seukuran koin 10 rubel: “Yang ini, misalnya, adalah 28 karat.Setelah memotong, kami mendapatkan berlian 15 karat. "



Sejak awal 2000-an, monopoli berlian global, keprihatinan De Beers, telah menyatakan keprihatinan tentang prospek memasuki pasar perhiasan berlian, yang, menurut manajemen, dapat merusak bisnisnya. Tetapi, seperti yang ditunjukkan oleh waktu, berlian sintetis bukanlah pesaing bagi batu alam, karena mereka menempati sebagian kecil dari pasar perhiasan dibandingkan. Selain itu, selama peningkatan teknologi produksinya, dikembangkan metode penelitian yang memungkinkan untuk mengidentifikasi berlian sintetis secara percaya diri dan akurat. Di antara fitur karakteristik sintesis harus disebut inklusi logam, dan dalam berlian non-ferro - sektor pertumbuhan yang mudah ditentukan. Selain itu, batu buatan yang diperoleh dengan menggunakan HPHT, teknologi CVD, dibandingkan dengan berlian alami dalam sinar UV, memiliki pola pendaran yang berbeda.



"Apa yang konsumen pikirkan tentang berlian yang ditanam?" Cukup menyenangkan, kata Nikolai, "terutama pemuda modern, yang bagi mereka menjadi penting bahwa berlian ini bebas konflik dan diciptakan oleh orang yang menggunakan teknologi tinggi tanpa gangguan di alam." Nah, dan yang terpenting, biaya batu-batu tersebut sekitar setengahnya. Tentu saja, sertifikat harus mencerminkan bahwa batu-batu itu ditanam, tetapi jelas bahwa pemilik cincin dengan berlian semacam itu tidak perlu membawa sertifikat! Pada saat yang sama, dalam hal sifat fisik dan kimia, berlian yang ditanam di laboratorium NDT identik dengan yang alami, ”simpul spesialis.

Apa yang umum antara berlian dan nitrogen

Tergantung pada kandungan nitrogen, berlian dapat ditugaskan ke salah satu dari dua jenis utama. Berlian tipe I termasuk nitrogen hingga 0,2%, atom-atomnya terletak di situs kisi kristal dalam kelompok (Ia) atau secara individual (Ib). Berlian dari jenis khusus ini berlaku di antara berlian alami (98%). Paling sering, batu-batu tersebut tidak berwarna. Berlian tipe IIa hampir tidak mengandung nitrogen (kurang dari 0,001%). Kristal seperti itu di bidang mineral alami jarang terjadi, hanya 1,8%. Hampir tidak ada (dalam 0,2% kasus) berlian bebas nitrogen dengan campuran boron (IIb) tidak ditemukan. Atom boron dalam simpul kisi kristal menentukan konduktivitas listriknya dan memberi warna kebiruan pada berlian.

Berlian dalam produksi industri

Berlian perhiasan adalah bisnis yang sangat menguntungkan bagi NDT dan perusahaan sejenis, tetapi saat ini satu lagi yang berbeda, lebih diprioritaskan dan, dalam semua kemungkinan, tren jangka panjang jelas terlihat. Direktur Teknis NDT Alexander Kolyadin suka mengulangi: "Jika Anda tidak dapat membuat apa pun dari berlian, buat berlian." Faktanya, industri ini adalah arah pasar yang paling menjanjikan untuk berlian sintetis besar dan berkualitas tinggi. "Tidak ada satu pun berlian alami yang dapat digunakan dalam optik atau elektronik khusus," kata Alexander Kolyadin, "karena awalnya ada terlalu banyak cacat di dalamnya. Tetapi piring yang dipotong dari berlian produksi kami memiliki kisi kristal yang hampir sempurna. Oleh karena itu, beberapa organisasi penelitian yang kami sediakan sampelnya untuk studi,mereka hampir tidak percaya pada hasil pengukuran yang diperoleh - mereka sangat dekat dengan ideal. Pada saat yang sama, dimungkinkan untuk mencapai hasil signifikan lainnya - untuk memastikan pengulangan karakteristik, yang sangat penting bagi sejumlah kawasan industri. Berlian adalah sejenis heat sink, jendela untuk optik khusus dan sinkrotron, itu adalah mikroelektronika daya, kreasi dan peningkatannya yang sekarang bekerja di seluruh dunia. ”pada penciptaan dan peningkatan yang sekarang mereka kerjakan di seluruh dunia. "pada penciptaan dan peningkatan yang sekarang mereka kerjakan di seluruh dunia. "

Bagian terbesar dari sisi pendapatan dari anggaran perusahaan masih disediakan oleh berlian perhiasan. Pada saat yang sama, tren yang muncul menunjukkan bahwa di tahun-tahun mendatang permintaan akan berlian sintetis dan pelat berlian untuk optik khusus, mikroelektronika, dan bidang industri berteknologi tinggi lainnya akan meningkat secara progresif.

“Kawasan industri sejauh ini menyumbang 20% ​​dari produksi kami, tetapi dalam tiga tahun kami berencana untuk meningkatkannya menjadi 50%, terutama karena permintaan tumbuh dengan cepat. Sekarang kami terutama membuat pelat 4 x 4 dan 5 x 5 mm, memotong beberapa 7 x 7 dan 8 x 8 mm dan bahkan 10 x 10 mm berdasarkan pesanan, tetapi masih terlalu dini untuk berbicara tentang produksi massal. Tujuan kami berikutnya, kata Nikolai Khikhinashvili, adalah transisi ke pembuatan sisipan berlian inci. Ini adalah "ukuran emas" dan minimum yang diperlukan, yang sangat diminati di industri elektronik dan optik massa. Dan untuk mendapatkan piring seperti itu, Anda harus menumbuhkan kristal berlian seberat seratus karat. " Mereka berencana untuk memberikan "prototipe" pertama dari pelat tersebut ke NDT pada akhir tahun ini.

_Sumber

Itu saja, dengan Anda ada layanan sederhana untuk memilih peralatan yang kompleks Dronk.Ru . Jangan lupa berlangganan ke blog kita  , akan ada banyak hal yang lebih menarik. Sponsor pos adalah layanan cashback  LetyShops . Mengembalikan uang untuk setiap pembelian di Internet. Baca lebih lanjut tentang layanan cashback di artikel kami.  Pilih layanan cashback untuk ulang tahun ke-6 Aliexpress.

Source: https://habr.com/ru/post/id393875/