В этой статье:
«Как делают алмазы?» - этим вопросом задались еще в начале прошлого века, от поиска ответа на него зависело многое. Будучи самым твердым минералом на планете, алмаз мог быть использован в различных сферах деятельности. Алмазы являются важной составляющей украшений, также важна их роль в промышленности.
История
Первый синтетический алмаз, не уступающий по качеству натуральному минералу, был синтезирован в 1967 году ювелиром из Бельгии - мистером Бонруа. Основой для минерала послужил кристалл размером в 1 миллиметр, полученный в лаборатории Киева.
Открытие искусственных алмазов сделал советский ученый Овсей Ильич Лепунский
Идея о возможности получения искусственных алмазов была к этому времени не нова. Разработки в этом направлении велись с конца XIX века. Были созданы синтезированный гранат и рубин. В 1939 ученый из СССР О. И. Лейпунский выдвинул теорию о том, что при температуре, не менее чем в 2000 градусов и наличии давления более 6 ГПа, графит станет алмазом.
Доказательств сделанному утверждению в то время не поступило: недостаточное оснащение лабораторий конца 40-х годов не позволяло провести какие-либо опыты.
Оборудование для проведения опытов по созданию алмазов появилось лишь спустя 20 лет. В 1960 году в Московском Институте физики высоких давлений опыт по превращению графита в алмаз все же был проведен. Руководил процессом академик Л. Ф. Верещагин.
Спустя некоторое время в Институте сверхтвердых материалов в Киеве под управлением В. Н. Бакуля было создано оборудование, позволяющее создавать алмазы в промышленных масштабах.
Способы получения минералов
Природный алмаз образуется под воздействием высоких температур и давления. Залежи алмазов обнаружены в так называемых кимберлитовых трубках по всему миру. Крупнейшие кимберлитовые трубки находятся в Южной Африке, Канаде, Якутии. Найденные там алмазы были образованы еще в период формирования земной коры, когда раскаленная магма проталкивалась к поверхности Земли, проходя сквозь насыщенные углеродом породы.
Процесс образования алмазов требует создания условий, приближенных к тем, что описаны выше, что не позволяет ответить на вопрос о том, как сделать алмаз, однозначно. Существует несколько способов получения синтетических алмазов:
1) Создание алмазов в условиях высокого давления. Наиболее надежный и действенный. Формирование минерала происходит в условиях максимально приближенных к натуральным. Для получения алмаза потребуется пресс, способный поддерживать высокое давление. Под пресс ставится цилиндр, внутри которого располагается графит. В цилиндре имеются отверстия для воды и хладагенов.
Вода поступает в цилиндр под давлением, сжимает графит и ускоряет процесс его заморозки. Графитовая камера охлаждается до температуры в минус 12 градусов Цельсия. При этом сжатие цилиндра продолжается, увеличиваясь до 20 тысяч атмосфер в конце процесса. После заморозки через графит пропускается электрический ток. Спустя некоторое время камера размораживается, из цилиндра извлекается алмаз.
Созданный таким способом минерал во всем идентичен настоящему алмазу. Исключением является его оттенок - цвет алмаза серый. Прочность такого минерала в несколько раз превышает натуральный, что позволяет использовать его во многих областях промышленной деятельности. Использование пресса и давления позволяет получить технический алмаз, не находящий применения в ювелирном деле.
2) Создание алмазов в метане. Необходимо специальное оборудование. Минерал образуется в лишенной воздуха и наполненной метаном сфере. Готовый минерал имеет форму куба, кристаллическое строение, окрашен в черный цвет. До недавнего времени использовался для технических целей, но в последние годы нашел применение в создании ювелирных украшений.
3) Создание алмазов в процессе взрыва. Формирование минералов на планете не завершено. В процессе каждого извержения вулкана на поверхности Земли оказывается лава, прошедшая тот же путь, что и магма, рвущаяся из ядра планеты при ее образовании. Создание условий, имитирующих взрыв, позволяет получить твердые, кристально чистые алмазы, которые можно использовать при создании украшений. Для создания алмаза графит предварительно разогревается. В процессе взрыва образуется кристаллическая алмазная крошка.
Готовые алмазы по всем химическим и физическим параметрам, в том числе и по цвету, совпадают с настоящими. Единственным минусом можно считать их небольшой размер.
4) Получение минералов при низкой температуре. Для того чтобы ответить на вопрос о том, как вырастить алмаз, необходимо понимать, что образование кристаллической решетки минерала связано с температурой: чем она выше, тем вероятнее образование камня.
Кольцо с искусственным бриллиантом
Исследования последних лет показали, что важна не только температура, но и металл-катализатор. Последний способен снизить давление и температуру до уровня, исключающего необходимость постройки специальных установок.
В камеру помещают графит, кобальт, никель, железо и растворитель. Между железом и катализатором образуется прослойка, внутри которой при температуре в 600 градусов Цельсия и давлении 1,5 атмосфер вырастает алмаз.
Величина алмаза напрямую связана с размером прослойки. Таким способом удается получить минералы весом до 50 грамм. Используются они исключительно в технических целях.
26 мая 2015 года Международный геммологический институт (IGI) в Гонконге выдал сертификат на необычный рекордный бриллиант массой 10,02 карата, цвета E и чистоты VS1. Подобные драгоценные камни не такая уже и редкость в ювелирном мире, но уникальность данного случая состояла в том, что камень не был добыт из земных недр, а был огранен из 32-каратного кристалла синтетического алмаза, выращенного российской компанией New Diamond Technology (NDT). «Это далеко не первый наш рекорд, — говорит генеральный директор компании Николай Хихинашвили. — Предыдущий, 5-каратный, продержался всего два месяца».
Роман Колядин, директор по производству, показывает мне небольшой цех в одном из технопарков неподалеку от Сестрорецка. Цех безлюден, лишь полтора десятка гидравлических прессов стоят вдоль стен. Это и есть «месторождение» — внутри прессов, в условиях высоких температур и давлений, микрон за микроном растут абсолютно безупречные алмазы. На пультах управления контроллеров у каждого пресса отражаются текущие параметры, но Роман просит снимать картинку так, чтобы эти данные не попали в кадр: «Общие принципы синтеза алмазов хорошо известны и используются в промышленности уже более полувека. А вот детали режимов синтеза — одно из ноу-хау нашей компании». Я обращаю внимание на прецизионные кондиционеры, поддерживающие микроклимат в цеху с точностью до десятых долей градуса. Неужели в такой точности есть необходимость? «Помните, мы сразу же закрыли за собой дверь, чтобы избежать сквозняка? — объясняет Роман. — Небольшие отклонения в температурном режиме могут серьезно повлиять на качество алмаза, и не в лучшую сторону. А мы всегда стремимся получить идеальное качество».
Процесс выращивания монокристаллов алмаза при высокой температуре (около 1500 °C, с нужным градиентом) и высоком давлении (50−70 тыс. атм.). Гидравлический пресс обжимает специальный контейнер, внутри которого находится металлический расплав (железо, никель, кобальт и др.) и графит. На подложке размещается одна или несколько затравок — небольших кристаллов алмаза. Сквозь камеру протекает электрический ток, разогревающий расплав до нужной температуры. В этих условиях металл служит растворителем и катализатором процесса кристаллизации углерода на затравке в форме алмаза. Процесс выращивания одного крупного или нескольких более мелких кристаллов длится 12−13 суток.
Подсмотрели у природы
История синтетических алмазов начинается с конца XVIII века, когда ученые окончательно поняли, что этот камень по своему составу является углеродом. В конце XIX века были попытки превратить дешевые варианты углерода (уголь или графит) в твердый и блестящий алмаз. Заявления об удачном синтезе делали многие известные ученые, такие как французский химик Анри Муассан или британский физик Уильям Крукс. Позднее, правда, было установлено, что никто из них на самом деле успеха не добился, и первые синтетические алмазы были получены только в 1954 году в лабораториях компании General Electric.
Более дешевый процесс осаждения алмаза из ионизированной углеводородной газовой среды на подложке, разогретой до 600−700°С. Для выращивания монокристаллов с помощью CVD требуется алмазная монокристаллическая подложка, выращенная с помощью HPHT. При осаждении на кремний или поликристаллический алмаз получается поликристаллическая пластина, имеющая ограниченное применение в электронике и оптике. Скорость роста — от 0,1 до 100 мкм/ч. Толщина пластин обычно ограничена 2−3 мм, поэтому вырезанные из нее алмазы можно использовать в качестве ювелирных, но их размер, как правило, не превышает 1 карата.
Процесс, который использовали для синтеза в GE, был «подсмотрен» у природы. Считается, что земные алмазы образуются в мантии, на глубине в сотни километров под поверхностью Земли, при высокой температуре (около 1300°С) и высоком давлении (около 50 000 атм.), а затем выносятся на поверхность магматическими породами, такими как кимберлиты и лампроиты. Разработчики GE обжимали с помощью пресса ячейку, внутри которой находился графит и железо-никелево-кобальтовый расплав, выступавший в качестве растворителя и катализатора. Этот процесс был назван HPHT (High Pressure High Temperature — высокое давление, высокая температура). Именно этот способ позднее стал коммерческим для получения недорогих технических алмазов и алмазных порошков (сейчас их производят миллиардами карат в год), а в 1970-х с его помощью научились изготавливать и ювелирные камни массой до 1 карата, хотя и весьма среднего качества.
Две основные технологии промышленного получения синтетических алмазов — это HPHT и CVD. Существует еще ряд экзотических методик, таких как синтез нанокристаллов алмаза из графита при взрыве или экспериментальный метод получения микронных алмазов из суспензии частиц графита в органических растворителях под воздействием ультразвуковой кавитации.
Обходной путь
С 1960-х годов в мире идет разработка еще одного метода синтеза алмазов — CVD (Chemical Vapor Deposition, осаждение из газовой фазы). В нем алмазы осаждаются на подогреваемую подложку из углеводородного газа, который ионизируется с помощью СВЧ-излучения или разогревается до высокой температуры. Именно на этот метод синтеза в начале 2000-х стали возлагать большие надежды и небольшие стартапы, и крупные компании типа Element Six, входящей в группу De Beers.
До последнего времени метод HPHT оставался сильно недооцененным. «Когда мы несколько лет назад покупали оборудование, нам все в одни голос говорили, что промышленные прессы пригодны разве что для синтеза алмазных порошков», — говорит Николай Хихинашвили. Все ресурсы выделялись на разработку CVD, а технология HPHT считалась нишевой, никто из специалистов не верил, что с ее помощью можно выращивать достаточно крупные кристаллы. Однако, по словам Николая, специалистам компании удалось разработать собственную технологию синтеза, которая буквально произвела в отрасли эффект разорвавшейся бомбы. Несколько лет назад в отчете одной из геммологических лабораторий так и было написано: «Вес данного бриллианта составляет 2,30 карата! Подобная величина бриллианта еще до недавнего времени была гарантом его природного происхождения».
Огранка алмазов для получения сверкающих бриллиантов — процесс долгий и не слишком впечатляющий для непосвященного человека. И выращенные, и натуральные алмазы обрабатываются совершенно одинаковым образом.
Лучшие друзья девушек
«Мы, конечно, не единственные, кто выращивает алмазы крупнее 5−6 карат, — объясняет Николай. — Но все остальные подчиняются принципу «два из трех»: крупные, качественные, коммерчески выгодные. Мы первые, кто научился получать крупные кристаллы алмаза высокого качества по приемлемой стоимости. На 32 прессах мы можем выращивать около 3000 карат в месяц, и это камни очень высокого качества — алмазы цвета D, E, F и чистоты от чистейших IF до SI, в основном типа II. 80% нашей продукции — это ювелирные алмазы массой от 0,5 до 1,5 карата, хотя мы можем вырастить под заказ алмаз любого размера». В качестве доказательства Николай протягивает мне кристалл размером с 10-рублевую монету: «Вот это, например, 28 карат. Если огранить его, получится бриллиант карат в 15».
В начале 2000-х мировой алмазный монополист, компания De Beers, была сильно обеспокоена грядущим выходом на ювелирный рынок синтетических алмазов, опасаясь, что это может подорвать бизнес. Но время показало, что бояться нечего — синтетические алмазы занимают очень малую долю ювелирного рынка. К тому же за это время были разработаны методы исследований, которые позволяют достаточно уверенно идентифицировать выращенные алмазы. Признаками синтеза являются включения металла, в цветных алмазах можно рассмотреть секторы роста, к тому же HPHT, CVD и натуральные природные алмазы в УФ-лучах имеют разный характер люминесценции.
В зависимости от содержания азота алмазы относят к одному из двух основных типов. Алмазы типа I содержат до 0,2% азота, атомы которого расположены в узлах кристаллической решетки группами (Ia) или по одиночке (Ib). Тип I преобладает среди природных алмазов (98%). Как правило, такие камни редко бывают бесцветными. Алмазы типа IIa практически не содержат азота (менее 0,001%), среди природных камней их всего 1,8%. Еще реже (0,2%) встречаются безазотные алмазы с примесью бора (IIb). Атомы бора в узлах кристаллической решетки обуславливают их электропроводность и придают алмазам голубоватый оттенок.
«Как относятся потребители к выращенным алмазам? Хорошо, — говорит Николай, — особенно современная молодежь. Для них важно, что эти алмазы бесконфликтны и созданы людьми с помощью высоких технологий без вмешательства в природу. Ну и цена примерно вдвое ниже. Конечно, в сертификате написано, что камни выращенные, но ведь носят-то кольцо с бриллиантом, а не сертификат! А по физическим и химическим свойствам наши алмазы идентичны природным».
Пока что большую часть прибыли дает изготовление алмазов для ювелирного рынка. Однако, скорее всего, в ближайшие годы возникнет огромный спрос на выращенные алмазы и алмазные пластины для специальной оптики, микроэлектроники и других высокотехнологичных промышленных применений.
От украшений к промышленности
Ювелирные алмазы — это прибыльная часть бизнеса NDT, но завтрашний день принадлежит другому направлению. Технический директор компании NDT Александр Колядин любит говорить: «Если из алмаза уже ничего больше нельзя изготовить, сделай бриллиант». На самом деле наиболее перспективный рынок для крупных высококачественных синтетических алмазов — это промышленность. «Ни один природный алмаз не годится для использования в специальной оптике или электронике, — говорит Александр Колядин. — В них слишком много дефектов. А пластины, вырезанные из наших алмазов, имеют почти идеальную кристаллическую решетку. Некоторые исследовательские организации, которым мы предоставляем наши образцы для изучения, с трудом могут поверить в измеренные параметры — настолько они идеальны. И не просто отдельные образцы — мы можем уверенно обеспечить повторяемость характеристик, что для промышленности жизненно важно. Алмазы — это теплоотводы, это окна для специальной оптики и для синхротронов, и, конечно, силовая микроэлектроника, над созданием которой сейчас работают во всем мире».
«Промышленное направление пока составляет 20% нашего производства, но года через три мы планируем довести его до 50%, тем более что спрос быстро растет. Сейчас мы в основном делаем пластины 4 х 4 и 5 х 5 мм, вырезали по заказу несколько 7 х 7 и 8 х 8 мм и даже 10 х 10 мм, но это пока не массовое производство. Наша следующая цель, — говорит Николай Хихинашвили, — это перейти к изготовлению дюймовых алмазных пластин. Это тот минимум, который очень востребован в массовой электронной и оптической промышленности. Для получения таких пластин нужно вырастить кристалл алмаза массой в сто карат. Это наш план на ближайшее будущее». «На десятилетие?» — уточняю я. Николай с огромным удивлением смотрит на меня: «Десятилетие? Мы собираемся сделать это до конца года».
О том, как сделать алмаз, люди задумывались десятками лет. А все потому, что выращивание этих камней не просто обогатит создателя методики, но и сделает их более доступными. Есть мнение, что реально получить бриллиант из графита или угля, так как все они состоят из углерода. Прочитав статью, вы сможете разобраться, насколько это утверждение реально, в чем разница между упомянутыми минералами и можно ли получить драгоценность, не покидая пределов квартиры.
Небольшой экскурс в свойства пород
Вплоть до 17 века, никто не подозревал о сходстве угля, алмаза и графита. Они никогда не соседствовали в природе. Тем более, ученые не могли помыслить о превращении одного вещества в другое. Все изменилось, когда английский химик Теннант провел свой эксперимент и выяснил их истинную природу.
Визуально, понять это не было возможности, так как породы совершенно различны. Графит не имеет прочных связей и состоит из скользящих друг по другу чешуек. Его основная сфера применения – смазка для снижения трения между поверхностями. Внешне, он похож на расплавленный металл.
Угольный состав включает в себя мелкие частицы графита, но дополняется углеводородным соединением, кислородом и азотом, что придает ему не жидко-вязкую форму, а более плотную. Алмазы же, вообще имеют одно из самых прочных соединений в природе. Внешне – это прозрачные камни, совсем несхожие со своими «собратьями».
Игры с породами: превращение одного вещества в другое
Как только ученые обнаружили сходство алмаза, угля и графита, они задались целью научиться превращать одно вещество в другое. Первые эксперименты были удачными.
Выяснилось, что при нагревании «драгоценного камня» в безвоздушном пространстве до 1800 градусов, он полностью превращается в графит. Тот же эффект получается, если сквозь раскаленный до 3500 градусов уголь, пропустить электрический ток. Получив успех на этих превращениях, ученые задались целью сделать искусственный алмаз, и застряли практически на 100 лет.
Эксперимент, как из угля сделать алмаз, увенчался успехом только в 1880 году и проходил в 2-а этапа. Сначала, путем электролиза, получали графит. Затем, его помещали в стальную колбу, закрывали с обоих концов и нагревали докрасна. Иногда, сосуд не выдерживал давления и взрывался. Но, если все проходило гладко, то при вскрытии трубы внутри находили темные, но сверхпрочные кристаллы.
Теория взрыва: первый шаг на пути к цели
В естественной среде алмазы образуются при температурах свыше 1600 градусов Цельсия, и давлении 60-100 тыс. атмосфер. На все это, у природы уходит сотни тысяч, а иногда и миллионы лет. Поэтому, выращивание искусственных алмазов вывело бы многие сферы на новый уровень.
Ученые уже научились создавать искусственные алмазы, на что уходит лишь несколько месяцев. Но, для процесса превращения требуется дорогостоящее оборудование и труднодоступные материалы. Можно попробовать обойтись подручными средствами, но вероятность успеха крайне мала.
Если же вы решитесь создать алмаз самостоятельно, то вам потребуется заложить графитовый стержень и тротил в толстую трубу, а затем заварить ее концы. После детонации взрывчатки, внутри колбы создается нужное давление и температура, вследствие чего образуется высокопрочный кристалл. Но, как показывают расчеты, вероятность разнести помещение и убить себя выше, чем получить драгоценный камень.
Безопасный способ обогащения – находка для экспериментаторов
О том, как вырастить алмаз в домашних условиях, ходит много «легенд». Вычленить среди них действенный, а, главное, безопасный способ – сложнорешаемая задача. Тот вариант, о котором сейчас пойдет речь, подходит для любителей экспериментов, но всерьез ожидать получения драгоценного камня не стоит.
Внимание! Администрация сайта не несет ответственности за возможные последствия эксперимента.
Инструкция по работе предполагает подготовку необходимых компонентов. К ним относятся:
- карандаш;
- провод;
- вода или жидкий азот;
- источник высокого напряжения (сварочный аппарат).
Чтобы получить искусственный алмаз, достаньте из карандаша грифель. Можно купить отдельно. Теперь, соедините его с проводом и опустите в емкость. Следующий шаг зависит от того, что вы используете. В первом варианте, следует залить конструкцию водой и заморозить. Во втором варианте, заморозка происходит при помощи жидкого азота.
Как только вы получите нужную температуру, подсоедините провода к источнику напряжения и пустите ток. Считается, что после прохождения через грифель разряда, он трансформируется в алмаз.
Домашний эксперимент: получение кристаллов из соли
Получить алмаз без лабораторных условий невозможно. Но, вы можете своими руками вырастить красивые соляные кристаллы. Для эксперимента вам потребуются:
- водный дистиллят;
- поваренная соль;
- прочная нить;
- пищевые красители (для красоты).
Возьмите емкость и наполните ее водой. Сыпьте в нее соль до тех пор, пока она не перестанет растворяться. Отрежьте нить и закрепите на ней соляной кристалл. Поместите конструкцию в жидкость и подождите несколько дней. Если добавить пищевые красители, то «камушки» получатся разных оттенков.
Соль – не единственный материал, подходящий для таких химических преобразований. Можно использовать сахар или медный купорос. Тогда, кристаллы «вырастают» немного другие, но методика остается прежней. Приятных вам экспериментов.
Получение больших кристаллов
Далее, поговорим о том, как делают алмазы больших размеров в домашних условиях. Для эксперимента вам понадобится все та же соль (100 гр.), дистиллят (400 мл.) и грифель (12 гр.). Возьмите стакан и смешайте сыпучие ингредиенты. Теперь, аккуратно залейте их водой, дождитесь полного растворения и оставьте емкость на 24 часа.
Руководство по созданию искусственных алмазов начинается с того, что вы сливаете воду из стакана (в другую емкость, так как она пригодится далее). На дне посудины, вы найдете получаемые от реакции кристаллы. Выберете наиболее правильный и большой (затравку), а оставшиеся отложите в контейнер.
Выращивание больших домашних алмазов — долгий процесс, требующий терпения. Но, в результате у вас получится красивый многогранный камень, который можно использовать для создания украшений или декора.
Возьмите прочную нитку и закрепите ее на карандаше или любой палочке. К другому концу прикрепите затравку и опустите ее в оставшийся раствор. Все что вам остается — это ожидание. Испаряясь, вода будет нарастать на ваш кристалл и делать его больше. Если в процессе на нитке будут образовываться другие камушки, их лучше удалять.
Чтобы получить алмазы в домашних условиях, требуется дистиллят. Дело в том, что для химических реакций жидкость должна быть без примесей, чтобы эксперимент удался. Но, не всегда легко найти очищенную воду. Тогда, можно создать ее самостоятельно, прокипятив на газу и прогнав через обычный лабораторный фильтр.
После кипячения, фильтр можно заменить промокашкой, ватой, марлей или обычной бумагой — вопрос удобства использования. Чтобы реакция удалась, используемая вода должна быть теплой, но не горячей. Когда вы выращиваете алмазы, раствор постепенно испаряется. Следите, чтобы ваш кристалл не оказался на воздухе — это его испортит.
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:
- Давление более чем в 100 000 атмосфер.
- Температура порядка 1600 градусов (или выше).
- 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
Когда-то в одной из своих статей я сказал, что придёт время и я расскажу о том, как выращивать натуральные алмазы в домашних условиях.
Скептики могут посмеяться, продолжать лежать на диване и говорить, что это не возможно, потому-что не возможно никогда. Нужна огромная температура, тысячи атмосфер давления и.т.д и тому подобное.
Я долго сомневался, стоит ли в это моё открытие посвящать любого. Сегодня я решил это сделать. Я закончил многолетние эксперименты по выращиванию микроскопических натуральных алмазов и теперь это может делать каждый школьник начиная с пятого-шестого класса. В домашних условиях я, практически, повторил природный процесс образования алмазов. Получилось очень просто, как всё гениальное. Но, мне потребовалось несколько лет размышлений и экспериментов с кимберлитом, графитом и.т.д. В настоящее время я работаю над тем, как "заставить" эти мелкие кристаллы расти до любых размеров - вплоть до куриного яйца.
И так рассказываю.
Что Вам будет нужно для процесса выращивания алмазов?
1. Термостойкая химическая колба или стакан объёмом на два-три литра (можно до 10 л.) Они продаются через интернет.
2. Вторая колба поменьше (можно на один литр).
3. Бумажные фильтры (можно кофейные)
4. Ступка с пестиком.
5. Микроскоп или бинокуляр.
6. Древесный уголь для шашлыков.
7. Затравка. (Маленький натуральный кристаллик алмаза)
И ВСЁ!
В чём состоит весь смысл моего открытия? В том, что для роста алмазов нужен ПЕРЕНАСЫЩЕННЫЙ ВОДНЫЙ РАСТВОР УГЛЕРОДА. Учёные нам говорят, что глубоко под землёй (400-600 км.) находятся огромные запасы воды (целые океаны) и имеют, естественно, большую температуру. Я могу добавить к этому только одно, что эти океаны перенасыщены углеродом и когда происходит "течь", то потоки этого раствора устремляются вверх, охлаждаются в верхних слоях земли образовывая воздушные пузыри которые в течении нескольких минут превращаются в кристаллы алмазов. Первоначально кристаллы имеют круглую (сферическую) и неопределённую форму, а уже затем, в течении длительного времени формируются грани.
И так. Начинаем процесс выращивания микроскопических алмазов размером до одного миллиметра.
В ступке измельчаем древесный уголь для шашлыков. В пыль мельчить не надо, достаточно 3-5 мм.
Засыпаем этим углём нашу большую колбу до половины. Наливаем не очень много воды, потому-как если насыпать сразу много угля или налить сразу много воды, при закипании у вас всё полезет наружу. Просто когда уголь покипит какое-то время и промокнет, добавите ещё воды. Вода должна быть очень чистая, лучше всего дистиллированная или протиевая (я применяю только протиевую). Ставим на печь и начинаем кипятить на медленном огне долго-долго (дней или суток). По мере упаривания подливаем воду опять.То есть мы упариваем раствор и насыщаем его атомами углерода.
Когда у нас раствор насытится углеродом, дайте ему упарится на две трети, выключите печь и процедите в стеклянную банку весь раствор через двойной-тройной фильтр. Затем вставьте чистую воронку в меньшую колбу и процедите ещё раз через свежие фильтры полученный раствор. Он у вас будет иметь слегка желтоватый оттенок. В большую колбу с углём опять налейте воды и опять выпаривайте. А малую колбу поставьте на другую конфорку и тоже начните упаривать (но не до конца). Когда в большой колбе опять вода упарится на две трети повторите всё заново. Так нужно гонять уголь несколько раз, а в малой колбе одновременно упаривать полученный раствор. Через два-три дня Вы получите очень концентрированный водный раствор углерода. Теперь наступает заключительный и очень ответственный момент. В малой колбе у Вас раствор уже явно нежного жёлтого цвета. Возьмите стеклянную баночку, перелейте туда раствор, опустите кристаллик алмаза, который Вы хотите вырастить до большего объёма и поставьте эту баночку куда-нибудь на батарею (это для того, чтобы процесс роста шёл в три-четыре раза быстрее). И время от времени подливайте в банку свежего углеродного раствора. Через какое-то время у вас на дне будет образовываться буро-бежевая кашица - это углерод, не выливайте его ни в коем случае, в этой кашице кристалл растёт на много быстрее. Процесс натурального выращивания кристаллов алмаза очень длительный. Для примера: алмаз весом в 0,01 карата я увеличил в весе до 0,02 карата только в течении года. Соответственно,чем больше будет кристалл "затравки", тем быстрее он будет расти.
...Однажды, мой товарищ узнав о цели моих экспериментов, заметил:-"Если серьёзные люди узнают, чем ты занимаешься, тебя просто убьют. Если твои работы окажутся верными и тебе удастся, на самом деле, выращивать алмазы, то другие начнут делать тоже самое, вы же обрушите весь мировой рынок алмазов". Я тогда задумался над его словами и замолчал на несколько лет. Сегодня я рассказал о своём открытии всем... Теперь меня уже точно не убьют... потому-что поздно. Улыбнулись?
А теперь друзья, можете приступать к работе и повторить всё, что я делаю.
Всем удачи, здоровья и успехов во всём!
С уважением Андрей Костебелов.
(Привет всем институтам и титулованным учёным алмазникам)
17 марта 2018 год.
Уважаемые читатели! Прошло всего несколько часов, как я опубликовал эту статью на двух форумах и на данном сайте. За это время мне на почту пришло около двух десятков писем (в основном с форумов). Многие отнеслись очень негативно к этой статье. Ничего не попробовав, не повторив данную работу (эксперимент), потому-что по времени это просто невозможно, поторопились обвинить меня в самых "тяжких грехах" - в необразованности, дилетанстве и прочее-прочее. Я прекрасно знаю эту "научную" публику. В основном это те люди - так называемые геологи, которые после института отработали в поле два-три сезона и тихо, как правило, по семейным обстоятельствам, ушли куда-нибудь в лабораторию, институт или на преподавательскую должность читать такую же ересь и чушь, которую они сами "кушали" пять лет учась в том же вузе. Я отработал около тридцати лет в поле. Из них двадцать лет в Канаде и на Аляске. Прошёл, прополз и проехал десятки тысяч километров, перелопатил сотни тонн грунта, и у меня были сотни ночей и тысячи часов одиночества возле ночного костра, чтобы думать. Люди, которые даже не попробовав сделать то, что сделал я, и сходу всё отрицать, это неудачники, лузеры, совершенно случайные "объекты" в геологии. Я спокойно всем отвечаю - повторите то, что сделал я (ведь это так просто) и идите вперёд, идите дальше меня.
Второй вопрос, который чаще всего задают - над чем я сейчас работаю? Я уже сказал, что в настоящее время я работаю над процессом неограниченного роста алмазов. Также я начал работать с порошковым графитом по той же схеме. И в третьих, с каменным углём по той же схеме, потому как графит и каменный уголь это тот же самый углерод, что и древесный уголь, только в другой форме.
Пользуясь случаем, хочу высказать своё мнение и свою гипотезу образования каменного угля, а также нефти.
Если взять за основу теорию, что все эти подземные океаны состоят из воды с колоссальной концентрацией атомного углерода и допустить возможность под влиянием каких-либо причин (активной вулканической деятельности в определённый исторический период, ядерные войны предыдущих цивилизаций и.т.д.), выплеска на земную поверхность этой самой углеродной воды и в дальнейшем её испарения, то можно объяснить образования нефти, а затем из нефти переход в каменный уголь. А то, что в каменном угле находят отпечатки древней растительности, костей животных и даже предметы быта древнейших цивилизаций, так стремительный выход с больших глубин и разлив на поверхности нефти, как раз и объясняет мою теорию образования каменного угля. Ведь любой геолог нефтяник знает, что выкачанные нефтяные месторождения довольно быстро восстанавливаются, а вот за счёт чего, толком объяснить никто не может, по крайней мере, я таких объяснений не встречал. Так может за счёт постоянной подпитки из подземных углеродных океанов?
Я повторяю, это всего лишь моя теория и мои догадки (каменный уголь и нефть).
28.03.2018
Закончил эксперимент с каменным углём по той же схеме, что и с древесным углём.
Засыпал два килограмма измельчённого каменного угля в четырёхлитровую термостойкую колбу, налил почти до верху протиевой воды и кипятил на медленном огне несколько суток. Затем отфильтровал на два раза и получил в остатке один литр раствора. В отличии от древесного угля раствор получился совершенно прозрачным. Затем в литровой колбе упарил этот литр раствора до 50-70 мл. "Гонял" этот уголь 15 раз в течении двух недель. То-есть, за две недели упарил приблизительно 15 литров углеродного раствора до общего объёма 200 мл. (При многократном упаривании, раствор, всё-таки, приобретает жёлтый цвет). Оставил этот раствор в тёмном помещении на 10 дней. Сегодня изучал полученный результат эксперимента. Что получилось? Вся поверхность углеродного раствора оказалась покрыта совершенно прозрачными пластинками и мельчайшими кристаллами алмаза Некоторые кристаллы с гранями). Нижняя часть раствора насыщена "кашицей" пластин. При взбалтывании раствора все пластины в растворе начинают играть алмазным блеском. Но, в самом низу раствора после осторожной промывки, обнаружил в большом количестве светло-бурые микроскопические зёрна (иногда вытянутые цепью), что это определить не могу, возможно это какая-то органика. Так же в растворе каким-то образом оказались два фрагмента угля размером 1 на 3 мм. (скорее всего - неосторожность при фильтрации). На каждом из двух фрагментов в прилипшем состоянии находились по несколько кристаллов алмазов с чётко выраженными гранями.
Считаю, что эксперимент полностью удался. Результат оказался выше, чем в экспериментах с древесным углём.
Эксперимент с каменным углём, так же как и с древесным углём, полностью подтвердил мою теорию образования алмазов и возможности их искусственного выращивания, как в лабораторных, так и в домашних условиях.
