Kuiga almasi ni somo ambalo idadi kubwa ya wanasayansi wamekuwa wakilifanyia kazi. Iliibuka baada ya kuonekana kwa nadharia kwamba inawezekana kuunda tena almasi asilia. Chini ya hali ya asili, jiwe ni nadra, na haliwezi kuitwa kamilifu. Kwa kuwa umaarufu wa mawe hayo ni wa juu, pamoja na mahitaji ya watu, zingatia almasi bandia, zinaitwaje, na zinaundwa katika hali gani.
Uundaji wa mawe kwenye maabara - bandia au la
Almasi zilizoundwa kisanii huitwa nakala kimakosa. Hii ni kutokana na ukweli kwamba nyenzo zinazofanana hutumiwa kwa utengenezaji wao, lakini zinapatikana kwa njia tofauti. Almasi halisi na bandia hutofautiana kwa kuwa katika kesi ya kwanza, madini huzaliwa kwa asili, na kwa pili, hutoka kwa mikono ya binadamu.
Mawe Bandia yana sifa zote za almasi halisi:
- nguvu ya juu;
- uwezo wa kuendesha joto;
- viashiria vya upinzani vinavyofanana;
- imeonyeshwapambo;
- muundo wa tabia;
- sawa refractive index.
Tofauti pekee kati ya almasi feki itakuwa kwamba haina kasoro yoyote. Kutokana na kipengele hiki, hutumiwa wote katika uzalishaji wa kujitia na katika sekta. Kulingana na takwimu, hakuna zaidi ya 20% ya mawe ya asili yanafaa kwa ajili ya matumizi ya kujitia. 80% iliyobaki ina nyufa, inclusions, turbidity. Ikiwa unatumia vifaa vya ubora wa juu wakati wa kuunda mawe ya synthetic, basi ni vigumu sana kutofautisha jiwe la asili kutoka kwa bandia, hata kwa vifaa vya kisasa.
Tofauti kati ya majina ya kisayansi na maarufu
Wanasayansi wengi wamefanya kazi katika nyanja ya kuiga almasi. "Imefanywa katika USSR" - alama hizo zinaweza kuonekana kwenye vito vya thamani na "almasi" kutoka nyakati za Umoja wa Kisovyeti. Katika uwanja ambapo wanashiriki kikamilifu katika "ukuaji" wa mawe ya syntetisk, huitwa kulingana na teknolojia ya uzalishaji.
Inapoundwa kwa kutumia shinikizo la juu na halijoto, ufupisho wa HPHT hutumika, na CDV ya kuashiria inaonyesha kuwa mbinu ya uwekaji wa mvuke wa kemikali ilitumika. Sio kila wakati kuiga almasi hufanya kama nakala yake kamili. Katika watu wa kawaida, wanajulikana zaidi kama zirconia za ujazo, moissanite, rhinestone, ferroelectric, rutile, fabulite. Hata hivyo, maarufu zaidi ni zirconia, ambayo haina mfanano na almasi halisi.
Kwa ujinga, watu wengi huita mawe yote bandia zirconia za ujazo. Kwa kawaida, vileufafanuzi si sahihi. Walakini, ni yeye anayeshughulikia kikamilifu jukumu la kuiga almasi, kwani inang'aa kwenye jua, inang'aa na rangi, kwa sababu ya nguvu yake ya juu ya kuakisi. Kutokana na hili, zirconia za ujazo hutumiwa mara nyingi katika mapambo.
Historia ya almasi bandia
Baada ya almasi asili kugunduliwa katika asili, nadharia tete ilianzishwa kuwa haziwezi kukuzwa katika hali ya bandia. Karibu 1797, baada ya kuwezekana kubaini kuwa jiwe lilikuwa na kaboni, wanasayansi walianza kuzungumza juu ya uwezekano wa maabara yao "kukua".
Majaribio ya kwanza ya kutekeleza wazo hilo yalikuja mnamo 1926, lakini hayakufaulu. Sampuli ambayo wanasayansi walipokea haikuonekana kama jiwe halisi. Walakini, uzoefu huu unachukuliwa kuwa mahali pa kuanzia kwa majaribio na utafiti zaidi. Mnamo 1941, General Electrics iligundua hili.
Hapo awali ilidhaniwa kuwa teknolojia ingejumuisha kupasha joto kaboni hadi nyuzi joto 3000 kwa shinikizo la 5 GPa. Haikuwezekana kuiendeleza hadi mwisho, tangu Vita vya Kidunia vya pili vilianza. Ilichukua miaka 10 kwa wanasayansi, watafiti na wafanyakazi wa kampuni hiyo kuweza kurejea kwenye kazi hii tena.
Jiwe la ubora mzuri (almasi ya kuiga) lilipatikana mwaka wa 1953 pekee. Tayari inaweza kutumika katika uzalishaji wa wingi. Upungufu pekee ulikuwa ukubwa mdogo sana, ambao haukuruhusu kuletwa ndani ya kujitiauzalishaji, kwa hivyo almasi ikaingia kwenye tasnia.
Suluhisho la jamaa la tatizo lilikuja mwaka wa 1970, hata hivyo, ukubwa wa juu wa jiwe la syntetisk ulikuwa ndani ya uzito wake wa karati 1. Mambo ni tofauti katika maabara ya kisasa. Kitabu cha kumbukumbu cha Guinness kinashikilia almasi kubwa zaidi ulimwenguni iliyotengenezwa na mwanadamu. Ina uzito wa karati 34.
Mawe ya bandia ni ya rangi gani
Kuiga asili kwa almasi ni mchakato mgumu na mrefu. Kwa hiyo, leo bandia hupatikana katika maabara maalum. Watumiaji wengi wanavutiwa na upana wa aina ya rangi ya mawe ya syntetisk. Kwa bahati mbaya, chaguo ni ndogo sana kwamba ni ya bluu na njano tu.
Pamoja na hili, "almasi" za uwazi zimekuwa maarufu zaidi, lakini inachukua muda na jitihada nyingi kuziunda. Mchakato wa kupata mawe yasiyo na rangi unatatizwa na ukweli kwamba wanasayansi lazima wafuatilie kila wakati mchakato huo na kuzuia boroni au nitrojeni isiingie kwenye muundo.
Bromine hutumika kupata almasi bandia za buluu (huongezwa katika hatua fulani ya uzalishaji). Rangi ya hue inaweza kutofautiana kutoka kwa sauti nene iliyojaa hadi mwanga, mwanga usioonekana. Mawe ya njano "yamekua" na kuongeza ya nitrojeni. Wakati mwingine almasi nyeusi pia hufanywa. Nickel inatumika katika kesi hii.
Almasi bandia hutumika katika maeneo gani
Takriban 80% ya mawe yote bandia hutumika katika tasnia mbalimbali. Hasa, hutumiwa kwa ajili ya utengenezaji wa fani, vidokezokwa drills. Ikiwa sampuli ni ndogo, basi ni muhimu kwa usindikaji katika makombo au vumbi. Baadaye, itachakata uso wa visu, pamoja na zana za kusagia.
Mchakato wa kuiga almasi una jukumu maalum katika utengenezaji wa vifaa vya kielektroniki. Baadaye, sindano, sehemu zingine za microcircuti, na tabaka kwenye chipsi hufanywa kutoka kwa nyenzo hii. Shukrani kwa hili, conductivity ya mafuta na kiwango cha upinzani kinaweza kudumishwa. Almasi za CVD hutumiwa kutengeneza sehemu za simu za rununu. Wao hutumiwa kikamilifu kuunda mihimili ya laser ya matibabu. Haya ni baadhi tu ya maeneo ambayo mawe bandia yenye ubora yanaweza kuuzwa.
Kupata teknolojia
Kwa kuwa inajulikana kuwa almasi inaweza "kukuzwa" katika maabara, ni muhimu kuelewa jinsi hii hutokea. Teknolojia mbili tu zinafanywa katika viwanda vya kisasa. Mbinu ya HPHT ilikuwa ya kwanza kuonekana, na inabakia kuwa maarufu zaidi leo. Mchakato hutokea kwa kupokanzwa kaboni chini ya shinikizo kwa joto muhimu la juu. Faida kuu ni gharama ya chini ya almasi bandia.
Teknolojia inayofuata ni CVD. Kwa uelewa rahisi wa mchakato, ni muhimu kufikiria chumba kilichojaa gesi ya kaboni. Baadaye, itawekwa kwenye kaki ya silicon kwa kupokanzwa au kutumia mionzi ya microwave. Matokeo ya vitendo vyote ni kupata sahani hadi 3 mm nene. Ndiyo maana almasi kama hizo hutumiwa mara nyingi katika vifaa vya elektroniki na macho.
Kuna maabara ambazo zimebobea katika ukuzaji wa almasi ya sintetiki, kwa kutumia teknolojia ya "milipuko", ambayo husaidia kupata chips za almasi. Maalum ya mchakato ni kwamba wakati wa mlipuko, shinikizo la kuongezeka linaundwa, na joto nyingi pia hutolewa. Ikiwa kamera haitazamishwa kwa wakati, mawe yatawaka na kugeuka kuwa grafiti.
Teknolojia si kamilifu, kwa sababu chembe sawa ya thamani iko ndani ya grafiti. Ili kuipata, italazimika kupitia mchakato wa kuosha (hifadhi huchemshwa kwa siku katika asidi ya nitriki kwa digrii 250 Celsius). Maabara za kisasa zaidi bado zinafanya kazi kwenye mbinu mpya - kupata mawe bandia kupitia cavitation ya ultrasonic. Lakini kwa sasa iko kwenye majaribio.
Teknolojia ya kisasa ya almasi feki
Katikati ya 1999, wanasayansi walipata njia ya kupata almasi kutoka kwa majivu ya wanyama au wanadamu. Baada ya miaka 3, mbinu hii iliwasilishwa kwa mahakama kuu. Kwa sababu ya utangazaji mkubwa, biashara ya kuunda almasi kutoka kwa mabaki ikawa ya faida kubwa. Teknolojia inavyoendelea, leo sio lazima kutumia majivu yote kutengeneza jiwe. Majivu kutoka kwa kufuli ya nywele yatatosha.
Mchakato mzima wa kupata jiwe huchukua takriban wiki 12-14, na uzito wake utakuwa kutoka karati 0.25 hadi 2.
Vito vya almasi feki vinagharimu kiasi gani
Neno lenyewe "kuiga" huwafanya watu wafikiri hivyovito vya mapambo kutoka kwa mawe kama hayo yatakuwa nafuu. Lazima niseme kwamba maoni kama hayo ni ya makosa, na wakati mwingine bandia ni ghali zaidi kuliko almasi asili.
Kuna sababu kadhaa za hili, kwa mfano, ni vigumu sana kuzitofautisha kwa kuonekana, unaweza kupata "jiwe la maji safi" na usijali kwamba itafifia. Bei huathiriwa hasa na uzito wa almasi, lakini njia ya uumbaji na ubora wa kukata pia huzingatiwa. Mara nyingi, fianite (dioksidi ya zirconium) huchaguliwa kwa bandia. Gharama yake kwa kila karati 1 ni kati ya dola 1.5-6, lakini ukitumia moissanite, utalazimika kulipa dola 75-100.
Sifa linganishi
Kwa mwonekano, mawe ya sanisi na almasi asilia kimuonekano, bila kutumia zana maalum, hazitofautiani. Kwa hiyo, unaweza kufikiri juu ya kuunda biashara yako ya almasi "inayokua". Jedwali lililo hapa chini linaonyesha vigezo muhimu zaidi vya mawe ya asili na bandia.
Vipengele | Almasi asili | Almasi Sanifu |
Mfumo wa kemikali | Kaboni (C) | Kaboni (C) |
Faharisi ya mwonekano | 2, 42 | 2, 42 |
Mtawanyiko | 0, 44 | 0, 44 |
Ugumu | 10 | 10 |
Msongamano | 3, 52 | 3, 52 |
Kulingana na data inayopatikana, inakuwa wazi kuwa vijiwe vyote viwili vina sifa sawa. Tofauti pekee itakuwa muda tu wa "ukuaji" wa almasi katika hali ya asili na ya bandia. Katika kesi ya kwanza, inachukua mamilioni ya miaka, na kwa pili itachukua masaa machache tu. Almasi ni rasilimali isiyo na kikomo na itatoweka hivi karibuni, kwa hivyo almasi za kuiga zitahitajika kila wakati.