Как выращивать алмазы в домашних условиях?

СИНТЕТИЧЕСКИЙ АЛМАЗ: доступная роскошь

C тех пор, как ученые научились создавать искусственные алмазы, их производство приобрело промышленные масштабы. Определение статуса синтетических кристаллов еще не завершено, но ювелирные дома уже начали использовать искусственные алмазы в своих изделиях.

ЧТО ТАКОЕ СИНТЕТИЧЕСКИЙ БРИЛЛИАНТ

В конце XVIII века ученые обнаружили, что алмаз — одна из форм углерода. Это положило начало многочисленным попыткам воссоздать драгоценный камень из подручных материалов: таких, как уголь или графит.

Как появились искусственные алмазы

Начиная с XIX века, многие известные физики и химики заявили об удачном завершении опытов по выращиванию алмазов. Правда, ни одно из таких заявлений не подтвердилось документально.

Лишь в 1927 году советский физик О. Лейпунский совершил прорыв, вычислив необходимые для процесса условия. Дальнейшие исследования и эксперименты проводились параллельно в СССР, США и Швейцарии.

HPHT и CVD

Создал и запатентовал первую рабочую установку синтеза кристаллов швед Балтазар Платен. Свой метод он подсмотрел у природы.

Платен воссоздал похожие условия: ячейку с никелем, кобальтом и железом раскаляли и обжимали многотонным прессом. Металлы в этом случае выступали катализатором, а прессы имитировали давление в тысячи атмосфер.

Такой способ получил название HPHT (High Pressure High Temperature) — высокое давление, высокая температура. Метод несовершенный, но простой и бюджетный. Сегодня он используется для массового изготовления технических алмазов и алмазной пыли.

В 60-х годах XX века был изобретен более совершенный метод CVD (Chemical vapor deposition) — химическое осаждение из газовой фазы. Суть технологии — в кристаллизации алмазов из углеводородного газа на выращенную методом HPHT подложку. CVD позволяет создавать более крупные и чистые кристаллы.

Нано-алмазы

Помимо HPHT и CVD, есть и другие, более узконаправленные, технологии:

• детонационный синтез алмазов — высокие температура и давление получаются благодаря детонации графита. В результате разложения углеродосодержащих веществ образуются нанокристаллы;
• ультразвуковой синтез наноалмазов — позволяет синтезировать микрокристаллы из суспензии графита в органической жидкости при обычном давлении и комнатной температуре.

Сходства и различия

Долгое время HPHT-алмазы и CVD-алмазы отличались от природных размерами — в искусственных условиях невозможно было вырастить камень крупнее карата. Но многие компании продолжают работать над устранением этого недостатка.

На сегодняшний день в искусственных условиях выращивают камни со следующими характеристиками:

У искусственных алмазов есть отличия от природных:

• “искусственники” могут иметь включения металла, оставшиеся от производства;
• на цветных камнях можно рассмотреть секторы роста, которые появляются из-за ускоренных процессов кристаллизации;
• природные и искусственные кристаллы по разному люминисцируют в УФ-лучах.

Эти различия можно увидеть только на специализированном оборудовании. Поэтому поставщики и продавцы искусственных алмазов обязаны указывать на бирках к товару сведения о происхождении кристаллов.

Достоинства и недостатки искусственных алмазов:

ГДЕ ПРИМЕНЯЮТСЯ СИНТЕТИЧЕСКИЕ АЛМАЗЫ

Высокие технологии

Основная сфера применения искусственных алмазов — промышленность и высокие технологии:

• режущий инструмент — искусственные алмазы являются одними из самых твердых веществ;
• теплопроводники — сочетание высокой теплопроводности и минимальной электропроводности делает искусственный камень незаменимым в качестве теплоотвода для мощных лазеров и транзисторов;
• оптика — натуральные алмазы не подходят для этих целей, так как имеют слишком много дефектов;

Ювелирная промышленность

Технологический прорыв поставил перед ювелирными и алмазодобывающими компаниями вопрос о необходимости контролировать поток искусственных камней на ювелирный рынок. Сейчас рост их сбыта ограничивается юридически. В дополнение к этому некоторые компании открывают собственные производства искусственных ювелирных алмазов.

Именно так поступили De Beers. Алмазодобывающая корпорация долгое время отказывалась заниматься изготовлением алмазов. Однако в 2018 году создала дочернюю компанию Lightbox Jewelry, которая начала продажу искусственных камней под своим брендом.

КАК НАЗЫВАЮТСЯ ИСКУССТВЕННЫЕ БРИЛЛИАНТЫ

По сложившемуся стереотипу «искусственный» — это нечто только внешне похожее на оригинал. Но имитация не всегда значит подделка.

Так как современные выращенные алмазы идентичны природным, маркетологи предлагают заменить прижившийся термин «искусственный алмаз» на формулировки, которые отражали бы природу происхождения этого камня более точно:

• «созданные»;
• «выращенные в лаборатории»;
• «созданные в лаборатории».

Искусственно выращенные «бриллианты»

Есть и другие виды искусственных камней. Они близки по структуре к алмазам, но немного не дотягивают по характеристикам твердости и показателям преломления света.

1. Муассанит. В природе он образует мелкие бесцветные кристаллы с алмазным блеском — карбид кремния. Но природный минерал встречается крайне редко. Поэтому когда речь идет о муассаните, обычно говорят об искусственном карбокорунде. Камень очень похож на алмаз (его показатель преломления даже более высокий: 2,65 — 2,69), а твердость лишь немного ниже (8,5-9,25 по шкале Мооса). Муассанит также отличается термочувствительностью (при нагревании выше 65°С меняет цвет).
2. Нексус. Камень создают, соединяя углерод с другими компонентами. По прочности практически не уступает алмазу.
3. Фианит. Создан учеными Физического института Академии наук СССР (ФИАН), в честь которого и был назван. Фианиты используются для имитации алмазов, с которыми их легко перепутать из-за сходного показателя преломления (2,15-2,25).

При переводе на иностранные языки фианит нередко называют цирконом или цирконием, что не является верным, так как циркон — минерал с отличающимися физическими показателями, а цирконий — химический элемент.

Имитации бриллиантов

Отдельно стоят кристаллы, имитирующие лишь внешний вид алмаза. Они значительно уступают по прочности и не имеют алмазного блеска (показатель преломления — меньше 1,9).

1. Шпинель (дегуссит) . Натуральная шпинель редка и имеет малиновый цвет. Поэтому для имитации алмазов используют искусственные камни, которым можно придать любой цвет.
2. Хрусталь — является высококачественным стеклом.
3. Стразы Сваровски — небольшие камни с идеально равными гранями и различными оптическими эффектами.
4. Белый сапфир — искусственный бесцветный сапфир с высокими показателями прочности.
5. Рутил — его показатель преломления даже выше, чем у алмаза, однако из-за высокого эффекта двупреломления тыльные грани кристалла затуманены.

КАК ВЫРАСТИТЬ ДОМА ИСКУССТВЕННЫЙ АЛМАЗ

На основе углерода вырастить искусственный бриллиант в домашних условиях не получится, так как это потребует высоких температур и давления.

С куда меньшими затратами можно создать собственный прозрачный кристалл из неорганических солей, например — алюмакалиевых квасцев.

1. В стеклянной банке развести насыщенный раствор квасцев (в 400 мл горячей воды добавлять соль, пока она не перестанет растворяться).
2. Отфильтровать полученный раствор через бумажный фильтр и оставить на сутки. За это время на дне банки образуются бесцветные кристаллы.
3. Слить раствор в чистую стеклянную емкость, еще раз его отфильтровать.
4. Из полученных кристаллов выбрать самый чистый и привязать его на леску. Другой конец лески привязать к карандашу или любому другому предмету, который будет положен на горлышко банки.
5. Леска с кристаллом опускается в раствор до середины уровня.
6. Камень выдерживается в растворе, пока не достигнет желаемого размера (до 2-3 месяцев). Для чистоты камня раствор желательно периодически фильтровать.
7. Когда кристалл достигнет нужного размера, его необходимо достать из раствора, обсушить, обрезать леску и покрыть бесцветным лаком.
8. Домашняя имитация алмаза готова.

Автор текста: Александра ГРИБОВСКАЯ

Специалист по минералогии. Закончила Санкт-Петербургский горный университет. Имею большую коллекцию различных камней и могу рассказать о не обычных свойствах минералов. Пожалуйста оцените статью и поделитесь с друзьями! Пишите комментарии — обязательно отвечу!

Выращивание алмазов в домашних условиях

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, каменным и древесным углём и т.д. В настоящее время я работаю над тем, как «заставить» эти мелкие кристаллы расти намного быстрее и 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 некоторого времени превращаются в кристаллы алмазов. Первоначально кристаллы имеют круглую (сферическую) и неопределённую форму, а уже затем, в течении длительного времени формируются (растут) 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 несколько суток (на ночь плиту можно отключать) . 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 пару недель 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!

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 которые сходу начинают 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. Есть ещё нефть.

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.
25.07.2018

Как сделать алмаз: в лаборатории и в домашних условиях

Алмаз — наиболее твердый кристалл, кубическая полиморфная модификация углерода, которая устойчива к воздействию высокого давления. В инертном газе или вакууме при высоких температурах он постепенно трансформируется в графит. Как происходит переход из одной формы в другую, возможно ли получение искусственного алмаза на производстве, как сделать алмаз своими руками — вопросы, которые станут интересными для многих читателей. Рассмотрим их подробнее.

Алмаз: описание, характеристики

Алмаз обладает достаточно низким коэффициентом трения по металлу. Его твердость и высокая оптическая дисперсия позволили использовать самоцвет в виде драгоценного камня. В отличие от иных представителей этой группы, он отлично подходит для ежедневного использования благодаря своей высокой устойчивости к царапинам. Причинить дефекты кристаллу способен лишь другой алмаз.

Поверхность самородка гидрофобна и липофильна (не смачивается водой), но отменно смачивается жирами. Это качество часто применяют для дифференциации подлинника и подделки. Масляные вещества на имитации не смачивают полностью поверхность, а выглядят, как маленькие капельки. Смазанная подделка не прилипает к стеклу, в отличие от оригинала.

Алмазы относятся к группе устойчивых к химическим веществам самородков. При комнатной температуре минералы не вступают в реакцию со щелочью и кислотой. Воздействуя на кристалл солнечными лучами, ультрафиолетом, катодным и рентгеновским светом, наблюдают, как алмазы начинают светиться разными оттенками:

• белым;
• стальным серым;
• коричневым;
• черным и иными.

Редко в природе встречаются полностью прозрачные и совершенно бесцветные камни. Природный алмаз всегда содержит хотя бы мизерное количество примесей и имеет дефекты.

Незначительные примеси окрашивают самородок в такие цвета:

• бор обеспечивает синий тон;
• азот — желтый;
• радиационное воздействие — зеленый;
• изъяны кристаллической решетки обеспечивают коричневый цвет.

Также имеются фиолетовый, красный, оранжевый и розовый оттенки алмаза. Но химически чистый, совершенный по структуре камень целиком прозрачен, у него отсутствуют оттенки.

Можно ли из графита получить алмаз?

Именно чистые натуральные алмазы ценятся на порядок выше, чем искусственные разноцветные экземпляры. Причем добытчики алмазов получают баснословные прибыли. Хотя, желая удовлетворить собственное любопытство, да и не чураясь легкой наживы, немало людей пытается разобраться, действительно ли удается получать такой драгоценный самородок искусственным способом. Эти сомнения базируются на знании того, что химические составы самоцвета и обычного графита практически идентичны.

В определенной степени любопытные во многом правы — действительно, алмаз удается получить посредством определенных манипуляций, взяв за исходный материал простой графит. Доказано это было более полувека назад. Хотя для этого понадобилось создать в печи температуру, приближенную к 1800°С при немыслимом давлении — 120 000 атмосфер. Неужели все так сложно, нельзя ли выполнить трансформацию проще?

Эксперименты ученых по созданию алмазов

С момента открытия драгоценного минерала многие стремились найти секрет его создания. Многие века ученые умы бились над разгадкой. Только с XIX века физикам и химикам удалось осуществить удачный опыт по выращиванию алмазов. Хотя документальных подтверждений этому нет. В 1927 году советский физик О. Лейпунский смог совершить прорыв, выявив необходимые условия для процесса. Многие ученые США и Европы подключились к подобным опытам и до сих пор продолжают их.

Несколько лет назад учеными из Северной Каролины удался опыт. Они заставили углерод под кратковременным воздействием лазерного пучка нагреться до 3800°С, затем его резко охладили и получили наиболее твердую форму, именую Q-углеродом. Практически такой же кристалл можно получить при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении, конечно, если есть лазер в пользовании. Именно это исследование показало, что можно получить новую форму углерода, превышающую по прочности алмаз. Однако для ее создания необходимо соблюдение и иных требований:

• огромное давление;
• температура 2500°С;
• специализированное оборудование.

Как создать алмаз в домашних условиях

Конечно же создать настоящий алмаз в домашних условиях невозможно. Но любители экспериментов, которые хотят получить некое подобие алмаза в домашних условиях, могут воспользоваться такими компонентами:

• дистиллированную воду;
• пищевые красители (по желанию);
• соль;
• нить.

В воду всыпать соль в таком объеме, чтобы она перестала растворяться. После на ниточку поместите кристаллик соли. В таком виде опустите в раствор и выдержите несколько суток. Чтобы придать яркость минералу, добавить пищевые красители. Аналогичный метод можно задействовать с медным купоросом или сахаром. Более выразительные и красивые кристаллы получают из хромокалиевых и алюмокалиевых квасцов.

Выращивание синтетических алмазов

Процесс образования камня требует особых условий. Специалисты утверждают, что в глубинах земной коры (более 400 км) присутствуют значительные запасы воды, имеющей большую температуру. После насыщения этих океанов углеродом иногда происходит его выброс — потоки устремляются вверх, там охлаждаются, после чего образуются пузыри воздуха, которые за несколько минут становятся алмазами.

В лабораторных условиях выращивание синтетических алмазов осуществляется по разной технологии:

• Высокое давление. Это самый действенный вариант. Формирование минерала выполняется при максимально похожих на естественные условиях. Чтобы получить кристалл, необходим пресс, обеспечивающий нагнетание высокого давления. В оборудование помещают цилиндр с графитом внутри. В емкости присутствуют отверстия, через которые подается вода с хладагентами. Жидкость поступает под давлением, она сжимает графит, существенно ускоряя его заморозку. Камеру охлаждают до показателя -12°С, продолжая сжимать давлением цилиндр, пока не достигнут значения 20000 атмосфер. Затем через графит необходимо пропустить ток. Через некоторое время размораживают камеру, извлекая из емкости готовый алмаз. Полученный минерал совершенно идентичен природному образцу. Исключение — его оттенок (он у такого алмаза серый). Показатель же прочности намного превышает аналогичное значение у натурального самородка. Применение в технологическом процессе высокого давления позволяет в результате процедуры получить только технический камень, который не подходит для использования в ювелирном производстве. Дома невозможно создать подобный аппарат, способный поддерживать такую высокую температуру при колоссальном давлении.
• Создание кристаллов в метане. Для проведения опыта необходимо использовать специальное оборудование. Алмаз образуется в вакууме и наполненной метаном сфере. Готовый кристалл получается в виде куба, у него качественное кристаллическое строение, продукт окрашен в черный оттенок. Применяются такие кристаллы для технических целей и ювелирных изделий.
• Выращивание драгоценного камня в процессе взрыва. Создают условия, которые имитируют мощный взрыв. В результате получают твердые, кристально чистые самородки. Они вполне могут применяться для изготовления украшений. Для создания кристалла графит предварительно разогревают. При взрыве в камере образуется правильная кристаллическая крошка алмазного минерала. Готовые образцы по всем своим химико-физическим параметрам, даже по цвету, идентичны настоящим самоцветам. Единственный минус — после взрыва получают изделия только небольшого размера.

Получение самоцветов при низкой температуре невозможно. Для того, чтобы ответить на вопрос, как вырастить алмаз, необходимо понимать, что образование кристаллической решетки минерала напрямую связано с температурой: чем она выше, тем вероятнее получение искусственного самородка.

Как можно сделать алмаз в домашних условиях

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.

Советы для домашних экспериментов

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.

Если вы хотите вырастить большой алмаз, то потребуется много раствора. Именно для этого мы и откладывали маленькие кристаллики в контейнер. При необходимости, их можно растворить в жидкости и использовать как сырье для большого камня. И, обязательно следите за тем, чтобы в помещении поддерживалась одинаковая температура. Ее перепады могут испортить превращение.

Не забудьте лайкнуть статью, если она вам понравилась.

Сделайте репост, чтобы не потерять ее.

В комментах вас ждут интересные собеседники и новые вопросы – заходите и общайтесь.

Можно ли в домашних условиях вырастить алмаз

Драгоценные камни используются не только для создания украшений. Их приобретение — популярный способ инвестировать заработанные средства. Цена на алмазы, сапфиры, изумруды и рубины остается стабильно высокой, а сами камни могут храниться многие годы и передаваться по наследству. Чтобы сделать драгоценности более доступными, ученые разрабатывают и совершенствуют технологии получения синтетических ювелирных камней. Некоторые любители драгоценностей тоже ищут способы, позволяющие вырастить алмаз и другие кристаллы в домашних условиях.

Технологии производства драгоценных камней

Первые попытки изготовления искусственных самоцветов относятся к 4000 г. до н. э. Это были бусины, покрытые синей эмалью, имитирующие лазурит. Позже аналоги драгоценных камней изготавливались из цветного стекла, потом — из пластика. Первый эксперимент, в результате которого ученым удалось вырастить минерал, относится к XIX веку. В своей лаборатории француз Марк Годен получил небольшие кристаллы рубина, пытаясь воспроизвести природные процессы кристаллизации.

Современным ученым доступны все знания предшественников, точные приборы и установки, способные создавать очень высокую температуру и давление. Химики и физики практикуют много методов для производства синтезированных камней, в том числе алмазов. Основой для их получения могут быть:

Соответственно, кристалл можно вырастить как преобразованием исходного твердого вещества, так и созданием образца из жидкой или газообразной фазы.

Одной из самых сложных технологий является получение алмаза. Разработка методов его синтеза отталкивалась от того, что бриллиант имеет тот же состав, что и графит. Но заставить одно вещество превратиться в другое непросто. Чтобы сделать алмаз, потребуется температура 1600 ℃ и выше и давление около 110 000 атмосфер. Существуют непроверенные народные методы получения алмаза из графита в домашних условиях с использованием электричества или взрывчатых веществ, но вероятность их успешного применения стремится к нулю.

Чтобы добиться от полученного алмаза ювелирного качества, потребуется еще более сложная промышленная методика, особенности которой производители не раскрывают.

Впервые камни ювелирного качества были получены в 1970 году в Америке компанией «Дженерал электрик»

Наиболее безопасный способ, который можно опробовать, чтобы вырастить алмаз вне лаборатории, требует применения следующих компонентов и приспособлений:

• грифель из карандаша;
• провод;
• жидкий азот или вода;
• источник напряжения.

Каждый из концов кусочка графита нужно обмотать проводом и заморозить грифель в жидком азоте. Если жидкого азота нет, можно поместить заготовку в емкость с водой и заморозить. Следующий шаг — соединить концы провода с источником напряжения и провести через грифель ток. В результате графит должен превратиться в алмаз, то есть приобрести его твердость.

Органические соли

Чтобы синтезировать кристаллы из растворов, в качестве основы используются органические соли. Из этих веществ, называемых квасцами, Марк Годен получил кристаллы рубина. Для этого он сплавил сульфат калия и алюминия с хроматом калия.

Используя некоторые из веществ, любители химии выращивают кристаллы самостоятельно. Например, в домашних условиях получают красивые ярко-синие кристаллические образования из медного купороса. Кроме того, для самостоятельного выращивания минералов различных цветов можно использовать:

• хлорид калия;
• железный купорос;
• сульфат никеля;
• алюмокалиевые квасцы;
• соль Мора;
• калиевую селитру и некоторые другие.

Выбирая подходящий реагент, учитывают, что он должен отвечать таким требованиям:

• растворяться в воде или другом растворителе;
• быть стабильным к повышению температуры;
• не представлять опасности для здоровья при правильном использовании.

Методика выращивания кристаллов из органических солей основана на приготовлении перенасыщенных растворов с последующей кристаллизацией в открытой емкости. Процесс получения красивого «камня» занимает не один месяц и состоит из нескольких ключевых шагов.

Приготовление маточного раствора

Этот этап включает ряд действий:

1. В термостойкий стакан объемом 1 л налить 700–800 мл достаточно горячей воды, температура которой равна 50 ℃.
2. Постепенно — по 1 столовой ложке — добавлять выбранное вещество и перемешивать состав до полного растворения порошка.
3. Когда раствор станет насыщенным, то есть вещество перестанет растворяться, добавить еще 2 столовые ложки и оставить на 24 часа.
4. Чтобы в жидкость не попали посторонние частички пыли, емкость можно накрыть листом фильтровальной бумаги.

Получение затравки

Включает в себя несколько шагов:

1. Для начала понадобится перелить полученную жидкость в термостойкую колбу, пропуская ее через фильтр, и добавить 1 чайную ложку вещества, в качестве которого могут выступать выпавшие в первоначальном растворе кристаллы.
2. Чтобы вещество растворилось, рекомендуют нагревать емкость на водяной бане при температуре не выше 60–70 ℃.
3. Чистую емкость ополоснуть кипятком, чтобы она нагрелась до той же температуры, что и раствор, и перелить жидкость в посуду.
4. Обернуть емкость тканью, например, полотенцем, накрыть фильтровальной бумагой и дать остыть.
5. Когда состав станет прохладным, на дне и стенках стакана образуются небольшие кристаллы, из них надо выбрать один, который и станет основой будущей «драгоценности».

Получение камня

Выращивание монокристалла будет производиться из полученной затравки:

1. Понравившийся образец надо плотно обмотать ниткой или леской.
2. Другой конец нити можно намотать на палочку или карандаш, которые будут служить опорой.
3. Опустить затравку в стакан с раствором комнатной температуры.
4. Кристалл растет постепенно, в течение этого периода его нельзя вытаскивать или поворачивать. Если жидкость будет испаряться, обнажая «камень», потребуется долить раствор.
5. После того как кристалл достигнет желаемых размеров, его следует аккуратно достать и положить на салфетку.

Иногда выращенные образцы подвержены выветриванию, то есть разрушаются при испарении кристаллизационной жидкости и превращаются в порошок. Сохранить их можно в парафине или под слоем растительного масла.

Некоторые специалисты рекомендуют покрывать поверхность кристалла 2 слоями бесцветного лака

Метод Огюста Вернейля

В конце XVIII — начале XIX века году ученый из Франции Огюст Вернейль разработал новый метод получения искусственных рубинов, называемый также «плавление в пламени». Этот способ обозначил начало этапа промышленного синтеза драгоценных камней. Их стали использовать не только в ювелирном деле, но и в производстве часов, измерительных приборов и для других технических целей.

Вернейль сконструировал и испробовал конструкцию, состоящую из кислородно-водородной горелки, дозатора порошка, из которого будет синтезироваться самоцвет, и керамического основания. В такой печи за 3–4 часа можно вырастить кристалл длиной 40–50 мм. В зависимости от химического состава порошка получают камни различных цветов, а также их звездчатые разновидности.

Однако вырастить с помощью этой методики бриллиант в домашних условиях не получится — таким образом синтезируют, как правило, корунды (рубины и сапфиры), шпинель. В устройстве Вернейля получают синтетические титанит стронция и рутил, которые по блеску могут соперничать с бриллиантами, однако обладают меньшей твердостью. Качественными имитациями алмазов также являются гранатиты, ниобат лития и фианит.

Аппарат для работ на дому

Чтобы освоить выращивание драгоценных камней в домашних условиях, потребуется собрать аппарат, используя образец Вернейля, или приобрести готовый. Устройство должно включать в себя:

• механизм, обеспечивающий постепенное поступление вещества в бункер и потом в горелку;
• муфель;
• катетометр;
• 2 отдельные системы подачи кислорода и водорода;
• кристаллодержатель и механизм его опускания.

В зависимости от выбранного вещества можно вырастить камни различной окраски:

• оксид кобальта — синие и зеленые;
• оксид железа — розовые;
• оксид ванадия — зеленые и серые.

Потребляемая мощность прибора составляет около 3 кВт. Для производства синтетического рубина весом 5–6 г потребуется примерно 3 часа, 0,2 г окиси хрома и 6 г порошка окиси алюминия.

Как выращивать алмазы в домашних условиях

Выращивание «аналогов» алмазов можно организовать, используя доступные на любой кухне сахар или соль. Для начала эксперимента потребуются:

• дистиллированная или кипяченая чистая вода;
• соль;
• нитка или леска;
• карандаш.

Процесс состоит из следующих шагов:

1. Создать перенасыщенный раствор: в воду комнатной температуры постепенно добавлять соль и перемешивать ее до тех пор, пока крупицы не перестанут растворяться.
2. Нить намотать на карандаш так, чтобы конец ее не доходил до дна емкости. Опустить нить в жидкость.
3. Через несколько дней нить покроется кристалликами. Надо выбрать самый крупный образец, прикрепить его к новой нити и опустить в профильтрованный раствор.
4. Постепенно «алмаз» будет увеличиваться. Если вода перестанет покрывать алмаз, надо сделать перенасыщенный раствор и долить его в емкость с образцом.

Если добавить в раствор пищевые красители, можно будет вырастить разноцветные кристаллы. Поскольку все используемые в эксперименте вещества не представляют угрозы здоровью, выращивать алмаз из соляного или сахарного раствора можно вместе с детьми.

Советы для домашних экспериментов

Чтобы повысить вероятность успешного создания алмаза своими руками, потребуется соблюдать некоторые рекомендации:

• брать дистиллированную воду — в жидкости не должно быть примесей;
• при работе с химическими веществами надо использовать перчатки и специальную посуду;
• лабораторный фильтр можно заменить марлей, ватой или бумагой;
• вода для раствора должна быть теплой, но не очень горячей;
• в комнате, где будет стоять емкость, должна поддерживаться постоянная температура, без резких перепадов, иначе кристалл вырастет быстро, но будет хрупким;
• при добавлении нового раствора его температура и температура основного должны быть одинаковыми;
• при выращивании прозрачных кристаллов не стоит торопиться — при ускоренном росте они становятся мутными.

Синтетические ювелирные камни обладают всеми достоинствами природных аналогов. Более того, полученные в лаборатории алмазы имеют даже большую твердость и чистоту. Пока ученые не придумали недорогие и доступные каждому способы получения самоцветов в домашних условиях, поэтому любители драгоценностей могут вырастить красивые разноцветные кристаллы из растворов соли или сахара и создать из них собственную коллекцию.

Как сделать алмаз самому и возможно ли это?

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, натуральные алмазы 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!

Как вам статья?