Как сделать из камней алмазов. Как сделать алмаз из бумаги? Современные методы синтеза

Добыча алмазов, несомненно, достаточно прибыльный бизнес, который может поддержать экономику любой страны. Но тем не менее, наверняка многим предпринимателям хотелось бы снизить затраты на этих драгоценных камней и этим самым еще увеличить доход алмазодобывающей отрасли. А что, если возможно получать алмазы синтетическим способом из графита?

Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо разобраться в природе двух материалов – и графита. Многие еще из уроков помнят, что эти два, казалось бы, таких разных материала целиком и полностью состоят .

Алмаз представляет собой обычно прозрачный кристалл, но может быть и синим, и голубым, и красным, и даже черным. Это самое твердое и прочное вещество на Земле. Такая твердость обусловлена особым строением кристаллической решетки. Она имеет форму тетраэдра, и все атомы углерода находятся на одном расстоянии друг от друга. Графит же темно-серый с металлическим отливом, мягкий и совершенно непрозрачный. Кристаллическая решетка графита расположена слоями, в каждом из которых молекулы собраны в прочные , однако между слоями связь молекул достаточно слабая. То есть, по сути, разница между алмазом и графитом заключается в различном строении кристаллической решетки.

Получение алмаза из графита

Как таковое превращение графита в алмаз возможно. Это доказали еще ученые ХХ века. В 1955 г. был представлен отчет компании General Electric и синтезированы первые алмазы, правда, очень мелкие. Первым осуществил синтез исследователь компании Т. Холл. Для достижения таких успехов было применено оборудование, позволяющее создавать давление в 120 тыс. атмосфер и температуру в 1800°С.

Группой ученых из Allied Chemical Corporation было осуществлено прямое превращение графита в алмаз. Для этого были использованы более экстремальные условия по сравнению с предыдущими методами. Для создания на 1 микросекунду предельного давления в 300 тыс. атмосфер и температуры в 1200°С применялось взрывчатое вещество огромной мощности. В результате в образце графита обнаруживалось несколько мелких частичек алмаза. Данные о результате эксперимента были опубликованы в 1961 г.

Однако это были не все способы получения алмазов из графита. В 1967 г. Р. Уэнторф вырастил первый алмаз на затравке. Скорость роста оказалась достаточно низкой. Самый крупный синтетический алмаз Р. Уэнторфа, изготовленный данным методом, достиг размера в 6 мм и веса в 1 карат (примерно 0,2 г).

Современные методы синтеза алмазов из графита

Современные технологии позволяют получать алмазы из графита несколькими методами. Алмазы синтезируются в условиях, максимально приближенных к природным, а также с использованием катализаторов. Производится наращивание кристаллов алмаза в метановой среде, а мелкую алмазную пыль для производства различных абразивов получают методом взрыва взрывчатых веществ или проволоки большим импульсом тока.

Вопрос, как сделать алмаз своими руками, минуя многовековые природные процессы, приходил в голову тысячам людей. Первым ответ нашел советский физик, положивший начало процессу. Есть способы получения камня дома.

Выращивание алмазов осуществляется с 1953 г. Первой производство наладила Швеция. В СССР разработки велись с 1938 г. ученым Лейпунским, внесшим основной вклад в определение нужных условий, чтобы сделать из графита дорогой самоцвет.

Первый советский лабораторный камень был получен в 1961-м.

• осаждение из газовой среды (ацетилен, метан, т. е. углеводороды);
• детонация взрывчатки;
• высокое давление, высокая температура (HPHT);
• ультразвуковая кавитация.

Посмотреть эту публикацию в Instagram

Можно ли из графита получить алмаз

300 лет назад уголь, и относились к совершенно разным веществам. В 17-м веке появились первые исследования, подтверждающие родство непохожих друг на друга предметов.

В Англии Теннант, занимавшийся химией, смог сделать опыт, выявивший, что все они состоят из углерода. Действительно, внешне ни о каком сходстве не может быть и речи.

1. Темно-серый, блестящий, ближе к пастообразному, чем к твердому, состоящий из скользящих друг по другу чешуек – таков . Его твердость по шкале Мооса равна 2 баллам, где за 1 принят . Применяется как смазка между скользящими друг по другу поверхностями и при изготовлении карандашей. Проводит ток.
2. Уголь черный, на изломе может блестеть. Абсолютно непрозрачен. Твердость от 2 до 5 баллов из-за примесей кислорода и азота, вступающих в реакцию с углеродом, позволяющих сделать структуру более плотной.
3. Алмазы – это эталон твердости среди камней, 10 из 10. Они прозрачны, применяются для резки стекла. Не проводят ток.

В 20-м веке проводилось много опытов, с помощью которых предполагалось сделать самоцвет из графита или угля.

В 1955 году эксперимент увенчался успехом – путем воздействия температуры и давления слоистая кристаллическая решетка графита перестроилась до тетраэдрической алмазной.

Условия превращения графита в алмаз:

• температура 1800 °С;
• давление в 120 тысяч атмосфер.

Современные методы синтеза алмазов из графита

Искусственный алмаз можно сделать из богатых углеродом веществ (сажи, графита, сахарного угля и др.) при высоком давлении (более 50 тысяч атмосфер) и температуре выше 1200 °С с добавлением катализаторов. Кристаллы нарастают в метане.

Выпускаемые синтетические камни отличаются по прочности:

• АСО – обычной прочности;
• АСР – повышенной прочности;
• АСВ – высокой прочности;
• АСК и АСС – алмазы монокристаллические.

Сделать синтетический алмаз из графита можно путем соблюдения этапов сложного технологического процесса.

1. Вначале в специальной камере создаются нужные условия для роста кристаллов. Каждый алмаз растет индивидуально. Одна лаборатория способна вырастить не более 200–300 алмазов в год.
2. После выращивания камню придают цвет. Окраска лабораторного алмаза медово-желтая из-за азота. Для получения желтого, розового, зеленого, красного оттенка применяются технологии постростовой термобарической обработки (HPHT) – дополнительный отжиг минерала при высоких температурах и давлениях.

Самостоятельное получение алмаза из графита

Есть 2 основных способа, позволяющих вырастить довольно крупный алмаз в домашних условиях.

1-й способ

Чтобы своими руками быстро сделать алмаз из графита, потребуется:

• источник тока, к примеру, сварочный аппарат;
• графит из карандаша;
• провод;
• холодная вода или жидкий азот.

Суть процесса такова:

• графит нужно соединить с проводом и опустить в емкость;
• конструкцию нужно сильно охладить, сделать это можно жидким азотом либо путем замораживания в морозильной камере;
• после охлаждения подать ток к проводу.

После прохождения электрического заряда графит преобразуется в алмаз. Нужно соблюдать меры предосторожности при работе с электроприборами. При пропускании тока емкость может представлять опасность.

По теме видеоролик:

2-й способ

Настоящий алмаз можно сделать из графита более безопасным способом. Для него необходимы:

• дистиллированная вода (40 мл);
• поваренная соль (100 гр.);
• грифель из карандаша (12 гр.);
• прочная нить.

Вначале нужно смешать сухие компоненты, затем залить дистиллятом и оставить на сутки. Далее образовавшийся раствор сливается в другую емкость, лучше – с узким горлом, но не выливается совсем, он еще пригодится.

На дне тары обнаруживаются кристаллы – основа будущего камня. Самый крупный привязывается к одному концу нити и опускается в слитый раствор. Второй конец привязывается на зубочистку, карандаш или любую деревянную палочку, расположенную сверху посуды с раствором.

При испарении воды на кристаллической основе будут оседать новые составляющие будущего камня. Если раствора много, то можно сделать несколько точек наращивания самоцвета одновременно. Для получения крупного камня раствор готовится повторно. Новая порция подливается по мере испарения предыдущей.

Для повторного получения жидкости можно растворить в теплой воде маленькие кристаллы, образовавшиеся на дне тары.

Чтобы сделать минерал успешно, нужно соблюдать условия:

• в комнате не должно быть перепадов температур;
• следить за уровнем жидкости – растущий камень не должен оказаться на воздухе.

Смотрите как на практике можно самому вырастить кристалл:

Можно ли из угля получить алмаз

Вырастить бриллиант в домашних условиях из угля вполне реально. Для этого будут нужны:

• термостойкая колба или стакан на 2–3 литра;
• колба поменьше;
• пестик и ступка;
• древесный уголь, можно магазинный;
• затравка в виде натурального кристалла алмаза;
• бумажные фильтры.

Для отслеживания процесса пригодится микроскоп, но и без него осуществится рост самоцвета. Этапы выращивания:

1. Измельчение древесного угля в ступке при помощи пестика. Подойдут мелкие кусочки размером 3–5 мм.
2. Полученная масса засыпается в термостойкую емкость, заливается дистиллированной водой так, чтобы полностью скрыться. Целиком заполнять тару нельзя – жидкость убежит при нагревании.
3. Емкость ставится на очень медленный огонь. По мере выкипания вода подливается. Этот этап может занимать от нескольких часов до нескольких дней.
4. Получаемый желтый, насыщенный углеродом раствор пропускается через бумажные фильтры, наливается в маленькую пробирку и снова выпаривается. Это повторяется 3–4 раза. Цвет жидкости становится густо-желтым.
5. Через 2–3 дня маленькая пробирка с полученным раствором ставится в теплое место. В нее опускается маленький кристалл алмаза, на котором начинается рост углеродных решеток. При испарении нужно подливать новый раствор – будущий бриллиант не должен контактировать с воздухом.

Процесс идет очень медленно – за год нарастает 0,01 карата. Поэтому чем больше кристалл для затравки, тем скорее пойдет рост.

Наука не стоит на месте. Разработанная технология LifeGem позволяет получить бриллианты даже из человеческих останков путем их нагревания и дальнейшего прессования.

В дополнение к теме видео, как происходит процесс изготовления алмаза из стекла:

Сделать алмаз своими руками и без существенных затрат – это реально. Полученные камни можно использовать для создания декора, украшения интерьера. Главное, что нужно при выращивании самоцвета, – это терпение.

Хотите сделать алмаз сами? Имеете опыт выращивания? Расскажите в комментариях. Поделитесь информацией с друзьями и знакомыми – она будет им интересна.

Сегодня поговорим о прекрасном — об алмазах. Посмотрим, как они обрабатываются, научимся различать камни по различным факторам и немного поговорим о ценах на них. Оказывается, Амстердам уже более 400 лет считается городом алмазов. Качество огранки камней здесь безупречно, именно поэтому амстердамские ювелирные фирмы широко известны по всему миру. Одна из них — фабрика Гассан Даймондс (Gassan Diamonds), на которой мне удалось побывать и подробнее познакомиться с самыми твёрдыми минералами на Земле. 2 Расскажу коротко о процессе их обработки. Сырой камень обычно находится в форме двойной пирамиды (верхний слева на фото ниже). 3 Чтобы из сырого алмаза получить бриллиант необходимо провести три стадии обработки. Сначала камень пилится на две части, одна из которых получается побольше, другая — поменьше (верхний ряд в центре на фото сверху). Распиливается он с помощью машины с фосфорно-бронзовой шайбой, пропитанной оливковым маслом и посыпанной алмазной пудрой. На втором этапе алмазам придаётся округлая форма. Достигается это в процессе трения камней друг об друга. Для того чтобы камень заиграл светом, необходимо нанести грани и отполировать его, что и делается на третьем этапе обработки. Нанесение граней производится с помощью чугунной шайбы. 4 Шлифовщик закрепляет алмаз на специальном держателе 5 и в процессе надавливания на шайбу наносит грани. Кстати шайба также пропитана оливковым маслом и посыпана алмазной пудрой. Крутится она со скоростью примерно 3600 оборотов в минуту. 6 Шлифовщик начинает с 9 граней (5 на верхней стороне и 4 на нижней). Потом он увеличивает количество граней до 17. Эта форма используется также для очень маленьких алмазов. Чтобы получить форму бриллианта необходимо нанести в общей сложности 57 граней (33 на верхней и 24 на нижней стороне). 7 В процесе обработки теряется более 70% веса камня. 8 9 Несколько лет назад на фабрике была разработана новая форма Gassan 121. Название говорит само за себя — камень имеет 121 грань. 10 С обработкой разобрались. Теперь поговорим о характеристиках. Алмазы различаются по четырём факторам, так называемым 4С: Carat Colour Clarity Cut (вес, цвет, чистота, форма). 11 Пойдём по порядку. Вес измеряется в каратах (1 карат = 0,2 граммам), в кругах ювелиров используют пункты (1 карат = 100 пунктам). Ну и, естественно, чем больше алмаз, тем больше и цена. Вес сам по себе не является основополагающим фактором, очень важным является цвет камня. Различают цвета от белых с голубоватым оттенком (Ривер, River), насыщенно белых (Топ весселтон, Top Wesselton), белых (Весселтон, Wesselton) до камней с желтоватым оттенком (Топ кристал, Top Crystal) до жёлтых (Кристал кейп еллоу, Crystal Cape Yellow). Есть и другие цвета, которые называются Фэнси-колорс или фантазийные цвета. Они градации не подвергаются. Самым дорогим и самым редким является Ривер. Третьим фактором является чистота. Так как алмаз - это кристаллизированный углерод, то в процессе кристаллизации в камне могут возникать различные включения, что в конечном итоге сильно сказывается на цене. Градация по чистоте: Perfect, V.V.S. (very very small inclusions), V.S. (very small inclusions), S.I. 1 (small inclusions 1), S.I 2 (small inclusions 2), PIQUE 1, PIQUE 2, PIQUE 3. Если при чистоте V.V.S. c помощью лупы с трудом можно обнаружить включения, то при PIQUE 3 включения видны уже невооружённым глазом. Ну и наконец, форма. Здесь нужно для себя чётко уяснить, что бриллиантом называется только гранёный алмаз круглой формы. Камни других форм, а их достаточно много, уже называются своими собственными именами: принцесса, груша, овал, маркиз, сердечко и т. д. Итак, алмаз — это общее понятие, а бриллиант — это форма огранки алмаза. 12 А теперь о ценах. 13 Бриллиант в 17 пунктов цвета Топ кристал и чистотой Пика 1 будет стоить около 250 евро. 14 Если несколько таких камней посадить в оправу получится колечко с ценой чуть более 1000 евро. 15 Рэдиант (4х угольный камень со срезанными уголками) в 104 пункта, то есть чуть больше одного карата, цвета фэнси-еллоу будет стоит уже 15000 евро. А камень в полтора карата, принцесса (квадратной формы) с цветом Ривер - 21000 евро. 16 17 18 При фабрике есть свой ювелирный магазинчик, где можно приобрести украшения на любой вкус. 19 20 21 Вот так мы побывали на алмазной фабрике. 22 Взят у

Приветствуем вас, дорогие наши читатели. Люди во все времена хотели сделать невозможное возможным. В том числе опробовать методы, чтобы узнать, как сделать алмаз и вырастить его в домашних условиях.

Задача эта действительно непростая и требует вдумчивого и кропотливого отношения к процессу. В этой статье мы рассмотрим как вполне реальные способы создания кристаллов, так и совсем невероятные (во всяком случае, для проведения дома).

Можно ли из графита получить алмаз?

Конечно, зачастую ценятся куда выше, чем созданные искусственным образом. При этом добытчики алмазов получают немалые прибыли. Однако, в погоне за собственным любопытством и иногда жаждой наживы, многие стремятся узнать, возможно ли получить этот драгоценный минерал искусственным образом?

Эти сомнения подстегиваются еще и тем, что состав графита и алмаза практически идентичен.

И в какой-то степени сомневающиеся правы – алмаз действительно можно получить путем некоторых манипуляций из простого графита. Это было доказано еще в 1955 году. Но для такого события понадобилось создать температуру в 1800 градусов по Цельсию и давление в 120 000 атмосфер. Можно ли сделать это проще?

Эксперименты и результаты ученых

Пару лет назад ученым удалось под кратковременным воздействием лазерного импульса заставить углерод нагреться практически до 3800 градусов по Цельсию. После этой процедуры углерод быстро охлаждается. В результате этого американским ученым удалось получить пока что самую твердую форму углерода, названную Q-углеродом.

То есть практически такой камень можно получить при нормальном атмосферном давлении и комнатной температуре (при наличии лазера конечно). Самое интересное, что по результатам таких экспериментов, в Северной Каролине (а именно там проводились испытания) пришли к выводу, что данная форма углерода превышает по прочности алмаз.

Но и это еще не все – настоящий алмаз в наши дни можно сделать буквально за считанные минуты.

Правда понадобится еще и огромное статическое давление и температура порядка 2500 градусов. Но такие алмазы получаются (за счет поликристалличности) даже более твердыми, чем природные аналоги.

Но все эти способы хоть и хороши, однако требуют хотя бы частичного воспроизведения природных условий. Единственное, что ученым удалось «скостить» – это время, затрачиваемое на создание минерала. Также иногда получается уменьшить и температуру с давлением, но тут уже требуется специализированное оборудование, стоящее немалых денег и труднодоступное для обывателя.

Так возможно ли вырастить алмаз самостоятельно?

Как сделать алмаз: эффективные и не очень способы

На самом деле, для создания алмаза (в идеале) должны соблюдаться следующие условия:

1. Давление более чем в 100 000 атмосфер.
2. Температура порядка 1600 градусов (или выше).
3. Сотни тысяч лет (лучше дольше).

Искусственным образом сейчас удается создать алмазы за несколько месяцев. Однако остальные условия все равно приходится соблюдать.

Но безумные экспериментаторы не собираются отчаиваться. Вот что они предлагают:

• C помощью волшебного сочетания трубы, графита и тротила предлагают создать плотно запаянную конструкцию. Корпусом должна послужить труба, в которую надо сложить остальные компоненты. После образовавшегося взрыва нужно найти остатки эксперимента и вот в них-то и должны содержаться алмазы.

Этот эксперимент может стоить вам жизни! Не проводите его на практике!

• Второй вариант куда более безопасный, но оставляет сомнения в реальности получения именно алмаза, а не просто красивого камня. Для этого возьмите источник высокого напряжения, а также провод, карандаш и жидкий азот (можно заменить водой). Отделите грифель от карандаша и крепко сцепите его с проводом. Конструкцию после этого следует заморозить, после того соединить с источником напряжения. Утверждается, что сразу же после пропускания такого разряда, грифель превратится в алмаз. Это весьма сомнительно, но в качестве очень осторожно проводимого домашнего эксперимента попробовать можно.

Таким образом, на данный момент создать по-настоящему домашний способ образования бриллиантов – задача практически нереальная. Однако если вам интересен сам процесс и вы хотели бы попробовать себя в качестве экспериментатора (возможно, вместе с юным поколением), то попробуйте следующий способ. Он проверен временем и многими поколениями – в результате получаются прекрасные кристаллические структуры, так похожие на любимые многими алмазы и другие драгоценные камни.

Домашние кристаллы

Для создания таких «алмазиков» вам понадобится:

• дистиллированная вода,
• соль,
• нить,
• пищевые красители (по желанию).

В воду добавьте такое количество соли, чтобы она перестала растворяться. Возьмите ниточку и поместите на нее кристаллик соли. Эту совокупность опустите в приготовленный раствор и подождите несколько дней. Кстати, при добавлении пищевых красителей можно получить самые разнообразные цвета и оттенки «камушков».

Аналогичным образом можно поступить с сахаром или медным купоросом.

Но помимо перечисленных ингредиентов, вам могут пригодиться и самые разные компоненты, камни из которых получаются красивее и аккуратнее, чем из соли. Для этого ингредиенты понадобятся чуть менее доступные, однако в сети сейчас можно купить практически все.

В первом видео будем выращивать фиолетовые кристаллы из алюмокалиевых и хромокалиевых квасцов. Никакая соль в сравнение не идет:

Во втором видео показывается общий принцип создания домашних кристаллов (на примере все тех же квасцов):

В общем, создать для себя красивые камушки вполне реально. А если не ставите перед собой цель обогатиться, то это идеальный выход. К тому же, с такими экспериментами можно с ранних лет привить детям любовь к химии, что может сыграть в их жизни немалую роль.

Ждем вас в гости еще не раз, в дальнейшем будет множество новостей из «каменного» мира. До скорых встреч, дорогие друзья!

Команда ЛюбиКамни

В этой статье:

Во все времена люди очень ценили украшения с бриллиантами. Как же можно не восхищаться камнем, который играет переливами, блестит, обладает магическими свойствами, красотой и прочностью? Бриллиант считается символом власти, роскоши, шарма, успеха. Как делают бриллианты?

Как сделать бриллиант?

Бриллиант - это обработанный алмаз. Алмазы добывают в Африке, Канаде, России, Австралии, Индии, Бразилии. Это углерод с примесями, который имеет большую степень твердости и теплопроводности.

Оборудование для обработки алмазов

Для того чтобы придать алмазу форму, его обрабатывают, после чего он называется бриллиантом. Необработанный алмаз можно использовать в медицине, промышленности; после обработки - в ювелирном деле. Алмаз после обработки начинает переливаться, сиять, он приобретает эстетический вид, его стоимость повышается в разы, при этом он не теряет своих свойств, характеристик.

Впервые алмаз научились обрабатывать несколько тысяч лет назад, с годами мастера появились новые методы обработки, и сегодня делают настоящие шедевры.

Процесс обработки трудоемкий и сложный, он проходит несколько стадий:

• На первой стадии камень пилят на две части, одна их них больше. Делается это с помощью специальной машины. Если использовать бронзовые диски, то алмаз распиливается несколько дней. Лазерный луч это делает за два часа, но стоимость такой установки очень большая.
• На второй стадии камню придают форму. Для этого трут камень о камень. Для того чтобы придать квадратную или овальную форму, используют огранку «изумруд», в результате чего не нужно выбрасывать большую часть камня. Однако такая огранка меньше передает яркость, переливание и сияние камня. Огранка «экселлент» направляет грани под одним углом, получая при этом интересный визуальный эффект. Бриллиант в основном имеет круглую форму, а остальные формы называются по-другому: «груша», «овал», «принцесса», «сердечко».
• На третьей стадии алмазам придают сияние. Для этого наносят грани с помощью чугунной шайбы и полируют его. Для начала выполняют девять граней, постепенно увеличивают количество до семнадцати. Готовый бриллиант имеет 57 граней. Существует бриллиант, который имеет 121 или 240 граней. С помощью более сложных методов можно придать бриллианту интересную форму. Для того чтобы сделать грани одному алмазу, мастеру понадобится около четырёх часов работы.

При обработке алмаз теряет большую часть своего веса, но результат того стоит.

Цвет бриллианта оценивается строго - это важный критерий в характеристике камня. Существуют белые, серые, прозрачные бриллианты, самыми редкими являются красные или фантазийные. Кроме того, есть и другие оттенки камня. Цены на цветные бриллианты дороже, так как камни нуждаются в дополнительной технологии окрашивания. Покрытие наносят с помощью облучения нейронами или электронами, а также меняют цвет с помощью давления, высоких температур. Цвет бриллиантов зависит и оттого, какие примеси были в алмазе.

Кристаллы для лазеров для обработки алмазов

Искусственные бриллианты

Прекрасной заменой дорогих бриллиантов являются искусственные камни.

Они могут быть двух видом:

• заменители алмазов;
• синтетические камни.

Синтетические алмазы получают путем воздействия на камень давлением при разогреве до высоких температур и с помощью газовой фазы.

Первый способ улучшает характеристики камня, практически доводя их до натурального вида. Если делать искусственные бриллианты в лаборатории методом осаждения из газовой фазы, то камни получаются схожими с натуральными: имеют твердость, коэффициент преломления, вес, сияние, могут иметь включения, которые незаметны.

Искусственные бриллианты имеют желтый оттенок, так как в их составе есть азот, который поглощает голубой световой спектр.