क्यों कृत्रिम हीरे जल्द ही असली की जगह ले लेंगे? कृत्रिम हीरे के उत्पादन के तरीके और गुण कृत्रिम हीरे के निर्माता

जब से वैज्ञानिकों ने कृत्रिम हीरे बनाना सीखा है, उनके उत्पादन ने औद्योगिक पैमाने हासिल कर लिया है। सिंथेटिक क्रिस्टल की स्थिति अभी तक निर्धारित नहीं की गई है, लेकिन आभूषण घरों ने पहले से ही अपने उत्पादों में कृत्रिम हीरे का उपयोग करना शुरू कर दिया है।

18वीं शताब्दी के अंत में वैज्ञानिकों ने पाया कि यह कार्बन के रूपों में से एक है। इसने कोयले या ग्रेफाइट जैसी उपलब्ध सामग्रियों से रत्न को फिर से बनाने के कई प्रयासों की शुरुआत को चिह्नित किया।

कृत्रिम हीरे कैसे आये?

19वीं शताब्दी के बाद से, कई प्रसिद्ध भौतिकविदों और रसायनज्ञों ने हीरे उगाने में प्रयोगों के सफल समापन की घोषणा की है। सच है, इनमें से किसी भी कथन का दस्तावेजीकरण नहीं किया गया है।

केवल 1927 में, सोवियत भौतिक विज्ञानी ओ. लेपुनस्की ने प्रक्रिया के लिए आवश्यक शर्तों की गणना करके एक सफलता हासिल की। आगे के शोध और प्रयोग यूएसएसआर, यूएसए और स्विट्जरलैंड में समानांतर रूप से किए गए।

एचपीएचटी और सीवीडी

क्रिस्टल संश्लेषण के लिए पहला कार्यशील इंस्टालेशन स्वीडन बाल्थासर प्लैटन द्वारा बनाया और पेटेंट कराया गया था। उन्होंने अपनी पद्धति प्रकृति से सीखी।

प्राकृतिक हीरे गहराई में, पृथ्वी की पपड़ी के गर्म आवरण में 1000 डिग्री सेल्सियस से अधिक तापमान और लगभग 50,000 वायुमंडल के दबाव के साथ बनते हैं।

प्लैटन ने समान स्थितियों को फिर से बनाया: निकल, कोबाल्ट और लोहे के साथ एक सेल को गर्म किया गया और एक मल्टी-टन प्रेस के साथ दबाया गया। इस मामले में, धातुएं उत्प्रेरक के रूप में कार्य करती हैं, और हजारों वायुमंडलों के अनुरूपित दबाव को दबाती हैं।

इस विधि को बुलाया गया था एचपीएचटी (उच्च दबाव उच्च तापमान)- उच्च दबाव, उच्च तापमान। विधि अपूर्ण है, लेकिन सरल और सस्ती है। आज इसका उपयोग औद्योगिक हीरे और हीरे की धूल के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए किया जाता है।

20वीं सदी के 60 के दशक में एक अधिक उन्नत पद्धति का आविष्कार हुआ सीवीडी (रासायनिक वाष्प जमाव)- रासायनिक वाष्प निक्षेपन। प्रौद्योगिकी का सार एचपीएचटी विधि द्वारा उगाए गए सब्सट्रेट पर हाइड्रोकार्बन गैस से हीरे का क्रिस्टलीकरण है। सीवीडी बड़े, शुद्ध क्रिस्टल के निर्माण की अनुमति देता है।

एचपीएचटी और सीवीडी के अलावा, अन्य, अधिक संकीर्ण रूप से केंद्रित प्रौद्योगिकियां हैं:

• हीरे का विस्फोट संश्लेषण- ग्रेफाइट के विस्फोट से उच्च तापमान एवं दबाव प्राप्त होता है। कार्बन युक्त पदार्थों के अपघटन के परिणामस्वरूप नैनोक्रिस्टल बनते हैं;
• नैनोडायमंड्स का अल्ट्रासोनिक संश्लेषण- आपको सामान्य दबाव और कमरे के तापमान पर कार्बनिक तरल में ग्रेफाइट के निलंबन से माइक्रोक्रिस्टल को संश्लेषित करने की अनुमति देता है।

समानताएं और भेद

लंबे समय तक, एचपीएचटी हीरे और सीवीडी हीरे आकार में प्राकृतिक हीरे से भिन्न होते थे - कृत्रिम परिस्थितियों में कैरेट से बड़ा पत्थर उगाना असंभव था। लेकिन कई कंपनियां इस कमी को दूर करने के लिए काम करती रहती हैं।

आज, निम्नलिखित विशेषताओं वाले पत्थरों को कृत्रिम परिस्थितियों में उगाया जाता है:

कृत्रिम हीरे प्राकृतिक हीरे से भिन्न होते हैं:

• "कृत्रिम" में उत्पादन से बचा हुआ धातु समावेशन हो सकता है;
• रंगीन पत्थरों पर आप विकास क्षेत्रों को देख सकते हैं जो त्वरित क्रिस्टलीकरण प्रक्रियाओं के कारण दिखाई देते हैं;
• प्राकृतिक और कृत्रिम क्रिस्टल यूवी किरणों में अलग-अलग तरह से चमकते हैं।

ये अंतर केवल विशेष उपकरणों से ही देखे जा सकते हैं। इसलिए, कृत्रिम हीरे के आपूर्तिकर्ताओं और विक्रेताओं को उत्पाद टैग पर क्रिस्टल की उत्पत्ति के बारे में जानकारी अंकित करना आवश्यक है।

प्रति कैरेट कीमत प्रत्येक पत्थर के गुणों पर निर्भर करती है, लेकिन किसी भी मामले में, सबसे अच्छे सिंथेटिक हीरे की कीमत भी प्राकृतिक हीरे की तुलना में 2 गुना कम होगी।

कृत्रिम हीरे के फायदे और नुकसान:

जहां सिंथेटिक हीरे का उपयोग किया जाता है

हाई टेक

कृत्रिम हीरे के अनुप्रयोग के मुख्य क्षेत्र उद्योग और उच्च प्रौद्योगिकी हैं:

• काटने का उपकरण- कृत्रिम हीरे सबसे कठोर पदार्थों में से हैं;
• ताप संवाहक- उच्च तापीय चालकता और न्यूनतम विद्युत चालकता का संयोजन कृत्रिम पत्थर को उच्च-शक्ति लेजर और ट्रांजिस्टर के लिए हीट सिंक के रूप में अपरिहार्य बनाता है;
• प्रकाशिकी - प्राकृतिक हीरे इन उद्देश्यों के लिए उपयुक्त नहीं हैं, क्योंकि उनमें बहुत अधिक दोष हैं;

आभूषण उद्योग

तकनीकी सफलता ने आभूषण बाजार में कृत्रिम पत्थरों के प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए आभूषण और हीरा खनन कंपनियों की आवश्यकता पर सवाल उठाया है। अब उनकी बिक्री की वृद्धि कानूनी रूप से सीमित है। इसके अलावा, कुछ कंपनियां कृत्रिम आभूषण हीरों का अपना उत्पादन खोल रही हैं।

डी बीयर्स ने बिल्कुल यही किया। हीरा खनन निगम ने लंबे समय तक हीरा उत्पादन में संलग्न होने से इनकार कर दिया। हालाँकि, 2018 में, उन्होंने एक सहायक कंपनी, लाइटबॉक्स ज्वेलरी बनाई, जिसने अपने ब्रांड के तहत कृत्रिम पत्थर बेचना शुरू किया।

कृत्रिम हीरे क्या कहलाते हैं?

प्रचलित रूढ़िवादिता के अनुसार, "कृत्रिम" केवल बाह्य रूप से मूल के समान होता है। लेकिन नकल का मतलब हमेशा नकली नहीं होता.

चूँकि आधुनिक विकसित हीरे प्राकृतिक हीरे के समान होते हैं, विपणक स्थापित शब्द "कृत्रिम हीरे" को ऐसे शब्दों से बदलने का प्रस्ताव करते हैं जो इस पत्थर की उत्पत्ति की प्रकृति को अधिक सटीक रूप से दर्शाएंगे:

• "बनाया था";
• "प्रयोगशाला में उगाया गया";
• "एक प्रयोगशाला में बनाया गया।"

कृत्रिम रूप से उगाए गए "हीरे"

अन्य प्रकार के कृत्रिम पत्थर भी हैं। वे संरचना में हीरे के करीब हैं, लेकिन कठोरता विशेषताओं और प्रकाश अपवर्तक सूचकांकों के मामले में थोड़े हीन हैं।

1. प्रकृति में, यह हीरे की चमक - सिलिकॉन कार्बाइड के साथ छोटे रंगहीन क्रिस्टल बनाता है। लेकिन प्राकृतिक खनिज अत्यंत दुर्लभ है। इसलिए, जब हम मोइसानाइट के बारे में बात करते हैं, तो हम आमतौर पर कृत्रिम कार्बोकोरंडम के बारे में बात करते हैं। पत्थर हीरे के समान है (इसका अपवर्तक सूचकांक और भी अधिक है: 2.65 - 2.69), और कठोरता केवल थोड़ी कम है (मोह पैमाने पर 8.5-9.25)। मोइसानाइट गर्मी के प्रति भी संवेदनशील है (65°C से ऊपर गर्म करने पर इसका रंग बदल जाता है)।
2. पत्थर का निर्माण कार्बन को अन्य घटकों के साथ मिलाकर किया जाता है। यह लगभग हीरे जितना मजबूत होता है।
3. . यूएसएसआर एकेडमी ऑफ साइंसेज (एफआईएएन) के भौतिक संस्थान के वैज्ञानिकों द्वारा बनाया गया, जिनके नाम पर इसका नाम रखा गया। क्यूबिक ज़िरकोनिया का उपयोग हीरे की नकल करने के लिए किया जाता है, जिसके साथ उनके समान अपवर्तक सूचकांक (2.15-2.25) के कारण उन्हें आसानी से भ्रमित किया जा सकता है।

जब विदेशी भाषाओं में अनुवाद किया जाता है, तो क्यूबिक ज़िरकोनिया को अक्सर ज़िरकोन या ज़िरकोनियम कहा जाता है, जो सही नहीं है, क्योंकि यह विभिन्न भौतिक विशेषताओं वाला एक खनिज है, और ज़िरकोनियम एक रासायनिक तत्व है।

नकली हीरे

अलग-अलग, ऐसे क्रिस्टल होते हैं जो केवल हीरे की उपस्थिति की नकल करते हैं। वे ताकत में काफी हीन हैं और उनमें हीरे की चमक नहीं है (अपवर्तक सूचकांक 1.9 से कम है)।

1. स्पिनेल (डीगुसाइट). प्राकृतिक स्पिनेल दुर्लभ है और इसका रंग गहरा लाल है। इसलिए हीरे की नकल करने के लिए कृत्रिम पत्थरों का उपयोग किया जाता है, जिन्हें कोई भी रंग दिया जा सकता है।
2. क्रिस्टल उच्च गुणवत्ता वाला ग्लास है।
3. स्वारोवस्की क्रिस्टल- बिल्कुल समान किनारों और विभिन्न ऑप्टिकल प्रभावों वाले छोटे पत्थर।
4. सफेद नीलम उच्च शक्ति वाला एक कृत्रिम रंगहीन नीलम है।
5. रूटाइल - इसका अपवर्तनांक हीरे से भी अधिक होता है, तथापि, द्विअपवर्तन के उच्च प्रभाव के कारण क्रिस्टल के पिछले किनारे धुंधले हो जाते हैं।

जब से मनुष्य ने प्राकृतिक खनिजों के अद्भुत गुणों की सराहना की है, उनमें से कुछ विलासिता की वस्तुएं बन गए हैं, दूसरों ने रोजमर्रा की जिंदगी और अनुष्ठानों में जगह ले ली है। पृथ्वी की गहराई से कम मात्रा में निकाले गए बहुमूल्य प्राकृतिक पत्थरों की मांग ने उन्हें महंगा बना दिया है। इसलिए, मांग को पूरा करने वाले कृत्रिम विकल्प बनाने का मुद्दा पिछली शताब्दियों में ही सक्रिय रूप से विकसित हो चुका था। इस दिशा में विकास का एक शक्तिशाली चालक महंगे पत्थरों की आड़ में सस्ते नकली बेचने की घोटालेबाजों की इच्छा थी।

प्राकृतिक शक्तियों द्वारा निर्मित पत्थरों के समकक्ष पत्थर बनाने की मनुष्य की इच्छा की उत्पत्ति कीमिया में पाई जाती है। चौथी शताब्दी ईसा पूर्व में। इ। कीमियागर कृत्रिम रत्न बनाने के लिए जादुई फॉर्मूले की तलाश में थे। लेकिन, उदाहरण के लिए, चीनी सभ्यता की प्राचीन पुरातात्विक खोजों में कृत्रिम मोती पाए गए थे। वास्तविक वैज्ञानिक परिणाम 19वीं शताब्दी के मध्य में प्राप्त हुए। फ्रांस के एक रसायनज्ञ मार्क गौडिन ने 1857 में दुनिया को पहला अप्राकृतिक रूप से निर्मित पत्थर - माणिक दिखाया। इसके बाद कृत्रिम पन्ना आया। फिर आभूषणों के लिए पत्थरों का उत्पादन अधिक सफलतापूर्वक विकसित होना शुरू हुआ, और पहले से ही 20 वीं शताब्दी में यह पूर्ण उत्पादन पैमाने पर स्थापित हो गया था।

इस प्रकार, प्रकृति का एक और रहस्य मनुष्य के सामने प्रकट हुआ - वह अपने स्वयं के साधनों से कृत्रिम खनिज बनाने में सक्षम था। उनकी संरचना के संदर्भ में, प्राकृतिक पत्थरों के कृत्रिम विकल्प प्राकृतिक पत्थरों के 100% करीब हैं। किसी गैर-विशेषज्ञ के लिए प्राकृतिक और कृत्रिम में अंतर करना लगभग असंभव है। और कुछ मामलों में, प्रयोगशाला वर्णक्रमीय विश्लेषण के बिना एक पेशेवर राय पर्याप्त नहीं हो सकती है।

जब प्राकृतिक और कृत्रिम पत्थरों के बीच अंतर के बारे में बात की जाती है, तो हम ध्यान देते हैं कि बाद वाले की संरचना आदर्श के करीब होती है। प्राकृतिक रूप से सतह पर अक्सर विभिन्न समावेशन, बड़ी या छोटी दरारें होती हैं। यह उनकी सामान्य संपत्ति है, लेकिन केवल प्राकृतिक उत्पत्ति के सापेक्ष संकेत के रूप में काम कर सकती है। ऐसे दोष कृत्रिम रत्नों में भी हो सकते हैं। इसके अलावा, बादल वाले क्षेत्र और गोल हवा के बुलबुले केवल कृत्रिम पत्थरों की विशेषता हैं।

आभूषण बाजार में बड़ी संख्या में कृत्रिम पत्थरों की उपस्थिति ने स्थापित कीमतों को हिला दिया है। कुछ समय से, असली माणिक भी खरीदना बहुत आसान हो गया है, और प्राकृतिक नीलम और पन्ना की कीमत कम हो गई है। हालाँकि, इसके तुरंत बाद, ज्वैलर्स ने ऑप्टिकल उपकरणों का उपयोग करके कृत्रिम पत्थरों की पहचान करना सीख लिया। इस प्रकार स्थिति फिर से सुलझ गई।
आज, लगभग सभी कीमती पत्थरों का निर्माण प्रयोगशालाओं में किया जाता है। कृत्रिम खनिज क्रिस्टल का व्यापक रूप से इलेक्ट्रॉनिक्स और अन्य उद्योगों में उपयोग किया जाता है। आज कृत्रिम पत्थरों का उत्पादन टनों में किया जा सकता है। हालाँकि, अभी तक सभी खनिजों के मामले में ऐसा नहीं हो सकता है। हीरे को लेकर विज्ञान को सबसे ज्यादा मेहनत करनी पड़ी।

कृत्रिम हीरे के निर्माण का इतिहास

आइजैक न्यूटन ने सुझाव दिया कि हीरा, भले ही ग्रह पर सबसे कठोर खनिज है, दहन से गुजरता है। चूंकि यह ज्ञात था कि हीरा ग्रेफाइट से जटिल परिवर्तनों के बाद बनाया गया है, जो कि हमारे लिए परिचित है, रिवर्स प्रक्रिया की संभावना के बारे में एक परिकल्पना सामने रखी गई थी। इस परिकल्पना का प्रायोगिक अध्ययन फ्लोरेंस एकेडमी ऑफ साइंसेज द्वारा किया गया था। तो पाया गया कि 1100 डिग्री सेल्सियस पर हीरा पहले ग्रेफाइट में बदलता है और फिर जलता है।

20वीं सदी के 30 के दशक में, ओवेसी लेपुनस्की ने अपने स्वयं के शोध और जटिल गणनाओं के परिणामस्वरूप उन परिस्थितियों का पता लगाया जिनके तहत एक कृत्रिम हीरा उगाया जा सकता है। तो, दबाव 4.5 GPa से अधिक होना चाहिए, और तापमान 1227 डिग्री सेल्सियस होना चाहिए। इस मामले में, प्रक्रिया एक जटिल वातावरण - पिघली हुई धातु - में होनी चाहिए। केवल दो दशक बाद, कृत्रिम हीरा बनाने के प्रयास को सफलता मिली। लेकिन पहले हीरे केवल तकनीकी उद्देश्यों के लिए उपयुक्त थे। कृत्रिम हीरे के निर्माण के लिए गंभीर तकनीकी साधनों की आवश्यकता होती है, जिससे यह प्रक्रिया महंगी हो जाती है। यह पाया गया कि कृत्रिम और प्राकृतिक हीरों के जादुई गुणों में अंतर होता है।

कृत्रिम हीरे क्वार्ट्ज खनिजों के समूह के करीब हैं; यदि आप एक प्राकृतिक और एक कृत्रिम हीरे को एक दूसरे के बगल में रखते हैं, तो बाद वाला फीका पड़ जाएगा। कृत्रिम खनिजों के जादुई गुण बहुत कमजोर होते हैं, इसलिए किसी प्राकृतिक पत्थर को कृत्रिम पत्थर से "परिचय" कराते समय आपको सावधान रहना चाहिए। विभाजन (उदाहरण के लिए, कागज से बने) के माध्यम से दूरी पर सूचनाओं के आदान-प्रदान के कुछ दिनों के बाद ही पत्थर एक साथ "मिलने" में सक्षम होंगे।

कृत्रिम पन्ना

एक और महँगा सुख है कृत्रिम पन्ना। आज इन्हें बनाने के लिए महंगी हाइड्रोथर्मल विधि का उपयोग किया जाता है। काफी लंबे समय तक, पन्ना का उत्पादन केवल सैन फ्रांसिस्को में कैरोल चैटमैन की प्रयोगशाला में किया जाता था। आज, दुनिया में कई कंपनियां पहले से ही इस पद्धति का उपयोग करती हैं और कृत्रिम पन्ना बनाती हैं।

कृत्रिम पत्थरों की नाजुकता प्राकृतिक पत्थरों की तरह ही होती है। हालाँकि, उनकी संरचना में प्राकृतिक पत्थरों में निहित दरारें और अन्य दोष नहीं होते हैं (या व्यावहारिक रूप से नहीं होते हैं), इसलिए प्रयोगशाला में निर्मित पन्ने अधिक टिकाऊ होते हैं।

कृत्रिम पन्ना बनाने की तकनीक में सुधार किया जा रहा है, लेकिन यह बहुत महंगी है। इसलिए, हाइड्रोथर्मल पत्थर प्राकृतिक पत्थरों की तुलना में थोड़े ही सस्ते होते हैं। वे एसिड, गर्मी और पराबैंगनी जोखिम के प्रति भी प्रतिरोधी हैं। कृत्रिम पन्ने का रंग प्राकृतिक पन्ने के समान होता है।

संवर्धित मोती - एक प्राचीन तकनीक

चीनियों ने कृत्रिम मोती बनाने का रहस्य बहुत लंबे समय तक बरकरार रखा। लेकिन 1890 में, प्राचीन तकनीक अंततः जापानियों को ज्ञात हो गई, जिन्होंने मोती उत्पादन को औद्योगिक उत्पादन में डाल दिया।
मोती की खेती की प्राचीन तकनीक में नैकरे के एक छोटे दाने के चारों ओर नैक्रे उगाने की एक लंबी प्रक्रिया शामिल है, जिसे पहले मैन्युअल रूप से एक मोलस्क के वसायुक्त ऊतक के टुकड़े में रखा जाता है, और फिर दूसरे के आवरण में रखा जाता है। इस तरह से मोती उगाने की प्रक्रिया श्रमसाध्य है, इसलिए प्रौद्योगिकियों में सुधार किया गया है और प्रक्रियाओं को सरल बनाया गया है। इस तरह मोती की खेती की अवधारणा सामने आई।
सुसंस्कृत मोती का सबसे छोटा आकार पिनहेड के आकार का होता है, और सबसे बड़ा कबूतर के अंडे के आकार का होता है। आकार का विशेष महत्व है: गोल, जितना संभव हो आदर्श के करीब, अत्यधिक मूल्यवान है। मोतियों में अश्रु का आकार भी हो सकता है और वे एक बटन के समान हो सकते हैं। सुसंस्कृत मोतियों और फलस्वरूप उनसे बने उत्पादों की कीमत प्राकृतिक मोतियों की तुलना में कम होती है, जो उन्हें अधिक किफायती बनाती है।

जहाँ तक सभी कृत्रिम रत्नों की बात है, आपको यह याद रखने की आवश्यकता है: ये नकली नहीं हैं, बल्कि मनुष्य द्वारा सीमित, कठिन-से-प्राप्त प्राकृतिक संसाधनों को विज्ञान की रचनाओं से बदलने का एक प्रयास है। इसलिए, कृत्रिम पत्थर आभूषणों की दुनिया में एक अलग और निस्संदेह योग्य स्थान रखते हैं।

खनिज और खनिज पदार्थ पृथ्वी की गहराई में समा जाते हैं। लेकिन लोगों को हीरे सहित विभिन्न खनिजों का उपयोग करने की आवश्यकता है। इसलिए, प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, कृत्रिम पत्थर निष्कर्षण का विकास और संक्रमण शुरू होता है। कृत्रिम हीरे आज व्यावहारिक रूप से प्राकृतिक खनिजों से भिन्न नहीं हैं। रत्न विज्ञानियों के लिए भी पत्थरों को दिखावट के आधार पर अलग करना मुश्किल है, जो उच्च स्तर की समानता का संकेत देता है।

कृत्रिम हीरा

हीरे के बहुमूल्य गुण

बेशक, उपकरण और प्रौद्योगिकी के विकास से भी अभी तक प्राकृतिक पत्थरों से सिंथेटिक हीरे में पूर्ण परिवर्तन नहीं हुआ है। अब तक, प्रयोगशालाओं में हीरे उगाने वाली कंपनियां "तीन में से दो" सिद्धांत द्वारा निर्देशित होती हैं:

• गुणवत्ता;
• आकार;
• लाभप्रदता.

प्रक्रिया के दौरान तीन में से दो मानदंड चुने जाते हैं, लेकिन जब तक सीमा या आदर्श नहीं पहुंच जाता, वैज्ञानिकों के पास प्रयास करने के लिए कुछ न कुछ है।

अधिकांश लोग दुकानों में पहले से ही पॉलिश किए गए हीरे के रूप में संसाधित किए गए कच्चे हीरे देखते हैं। पत्थरों को कीमती धातुओं में जड़ा जाता है और वे महंगे आभूषण के रूप में काम करते हैं।

हीरे की रासायनिक संरचना एक विशेष क्रिस्टल जाली संरचना के साथ कार्बन है। खनिजों की उत्पत्ति का ठीक-ठीक पता नहीं है। हीरे की लौकिक उत्पत्ति का एक सिद्धांत भी है। शायद इसीलिए प्रयोगशाला में पथरी बनने की तस्वीर को पूरी तरह से दोहराना या दोबारा बनाना मुश्किल है।

पत्थर को संश्लेषित करने का पहला प्रयास हीरे की संरचना का अध्ययन करने के बाद शुरू हुआ - यह बहुत घना है, क्रिस्टल जाली में सहसंयोजक सिग्मा बांड से जुड़े परमाणु होते हैं। इन यौगिकों को बनाने की अपेक्षा उन्हें नष्ट करना अधिक आसान है।

इस तथ्य के बावजूद कि हीरा आभूषणों में नंबर एक टुकड़ा है, पत्थर का उपयोग आभूषणों के अलावा कई क्षेत्रों में किया जाता है। यह वह कारक था जिसने वैज्ञानिकों को कृत्रिम पत्थरों को संश्लेषित करने के लिए प्रेरित किया। रसायन एवं भौतिकी की दृष्टि से भी हीरे की विशेषताएँ अद्वितीय हैं:

• उच्चतम कठोरता (मोह पैमाने पर 10 में से 10)। यहां तक ​​कि स्टील की मिश्र धातु संरचना भी हीरे जितनी कठोर नहीं होती है।
• पदार्थ का गलनांक ऑक्सीजन की पहुंच के साथ 800-1000 डिग्री सेल्सियस और ऑक्सीजन की पहुंच के बिना 4000 डिग्री सेल्सियस तक होता है, जिसके बाद हीरे ग्रेफाइट में बदल जाता है।
• हीरे का उपयोग ढांकता हुआ के रूप में किया जाता है।
• खनिज में उच्चतम तापीय चालकता है।
• पत्थर में चमक है.
• खनिज अम्ल में नहीं घुलता।

बाजार में सिंथेटिक हीरों का प्रवेश रातों-रात हो सकता है और यह एक आश्चर्य के रूप में सामने आ सकता है। हीरा उद्योग में बदलाव आएगा और बिक्री की मात्रा घटेगी। पत्थर से अर्धचालक बनने लगेंगे। उनके उच्च गलनांक के कारण, हीरे के अर्धचालकों को सिलिकॉन की तुलना में अधिक तापमान तक गर्म किया जा सकता है। लगभग 1000 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, माइक्रो सर्किट में सिलिकॉन पिघलना शुरू हो जाता है और बंद हो जाता है, लेकिन हीरा काम करना जारी रखता है।

कृत्रिम हीरा वास्तव में विज्ञान और उत्पादन में उपयोगी चीज़ है। उद्योग के लिए हीरे का संश्लेषण करने वाले वैज्ञानिकों के बीच एक आम कहावत है: "यदि आप हीरे से कुछ नहीं बना सकते, तो उससे हीरा बना लें।"

पदार्थ निर्माण की विधियाँ

कृत्रिम हीरा प्राप्त करने का पहला प्रयास 18वीं शताब्दी के अंत में शुरू हुआ, जब पत्थर की संरचना ज्ञात हो गई, लेकिन प्रौद्योगिकी ने खनिज के निर्माण के लिए आवश्यक तापमान और दबाव को फिर से बनाना संभव नहीं बनाया। केवल 20वीं सदी के पचास के दशक में ही पदार्थ को संश्लेषित करने के प्रयास सफल हुए थे। हीरा उगाने वाले देशों में संयुक्त राज्य अमेरिका, दक्षिण अफ्रीका और रूस शामिल थे।

कृत्रिम हीरे बनाने के उपकरण

पहले सिंथेटिक हीरे आदर्श से बहुत दूर थे, लेकिन आज पत्थर प्राकृतिक हीरे से लगभग अप्रभेद्य हैं। इसे उगाने की प्रक्रिया श्रम-गहन और भौतिक रूप से महंगी है। हीरे के संश्लेषण के कई विकल्प और रूप हैं:

• एचपीएचटी हीरे के उत्पादन की विधि। यह तकनीक प्राकृतिक परिस्थितियों के करीब है। इसके साथ 1400 डिग्री सेल्सियस का तापमान और 55,000 वायुमंडल का दबाव बनाए रखना जरूरी है। उत्पादन में बीज हीरे का उपयोग किया जाता है, जिन्हें ग्रेफाइट परत पर रखा जाता है। बीज की गुठलियों का आकार 0.5 मिलीमीटर व्यास तक होता है। सभी घटकों को एक निश्चित क्रम में आटोक्लेव जैसे एक विशेष उपकरण में रखा जाता है। सबसे पहले, एक बीज के साथ एक आधार रखा जाता है, फिर एक धातु मिश्र धातु होती है, जो एक उत्प्रेरक है, फिर दबाया हुआ ग्रेफाइट होता है। तापमान और दबाव के प्रभाव में, ग्रेफाइट के सहसंयोजक पाई बांड हीरे के सिग्मा बांड में परिवर्तित हो जाते हैं। प्रक्रिया के दौरान धातु पिघल जाती है और ग्रेफाइट बीज पर जम जाता है। संश्लेषण 4 से 10 दिनों तक चलता है, यह सब पत्थर के आवश्यक आकार पर निर्भर करता है। तकनीक की पूरी क्षमता का खुलासा नहीं किया गया है, और सभी वैज्ञानिकों ने इस तकनीक पर तब तक भरोसा नहीं किया जब तक कि उन्होंने बड़े रत्न-गुणवत्ता वाले क्रिस्टल नहीं देखे। परिणामी पत्थरों का कट एक समान है।
• सीवीडी हीरे का संश्लेषण। संक्षिप्त नाम "वाष्प जमाव" के लिए है। प्रक्रिया का दूसरा नाम फिल्म संश्लेषण है। यह तकनीक एचपीएचटी उत्पादन से पुरानी और अधिक सिद्ध है। यह वह है जो औद्योगिक हीरे बनाती है जिनका उपयोग माइक्रोसर्जरी में ब्लेड के लिए भी किया जा सकता है। प्रौद्योगिकी के लिए एक सब्सट्रेट की भी आवश्यकता होती है जिस पर हीरे का बीज रखा जाता है और यह सब विशेष कक्षों में स्थित होता है। ऐसे कक्षों में निर्वात की स्थिति निर्मित की जाती है, जिसके बाद वह स्थान हाइड्रोजन और मीथेन गैसों से भर जाता है। गैसों को माइक्रोवेव किरणों का उपयोग करके 3000 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक गर्म किया जाता है, और मीथेन में मौजूद कार्बन आधार पर जम जाता है, जो ठंडा रहता है। इस तकनीक का उपयोग करके बनाया गया सिंथेटिक हीरा नाइट्रोजन अशुद्धियों के बिना अधिक शुद्ध होता है। इस तकनीक ने प्रकृति से पत्थर निकालने वाली अधिकांश चिंताओं को डरा दिया है, क्योंकि यह एक साफ और बड़े क्रिस्टल का उत्पादन करने में सक्षम है। ऐसे पत्थर में वस्तुतः कोई धातु संबंधी अशुद्धियाँ नहीं होंगी और प्राकृतिक पत्थर से अलग करना अधिक कठिन होगा। इस तकनीक का उपयोग करके प्राप्त हीरे का उपयोग कंप्यूटर में सिलिकॉन वेफर्स के बजाय अर्धचालक के रूप में किया जा सकता है। लेकिन इसके लिए बढ़ती तकनीक में सुधार करना आवश्यक है, क्योंकि परिणामी हीरों का आकार वर्तमान में सीमित है। आज, प्लेटों के पैरामीटर 1 सेंटीमीटर के स्तर तक पहुंच जाते हैं, लेकिन 5 वर्षों में इसे 10 सेंटीमीटर के स्तर तक पहुंचने की योजना है। और ऐसे पदार्थ के एक कैरेट की कीमत $5 से अधिक नहीं होगी।
• विस्फोटक संश्लेषण की विधि वैज्ञानिकों के नवीनतम विचारों में से एक है जो कृत्रिम हीरा प्राप्त करना संभव बनाती है। यह तकनीक विस्फोटकों के विस्फोट और विस्फोट के बाद ठंडा करके कृत्रिम पत्थर प्राप्त करना संभव बनाती है। परिणामी क्रिस्टल छोटे होते हैं, लेकिन यह विधि खनिजों के प्राकृतिक निर्माण के करीब है।

और हाल ही में, एक दिशा सामने आई है जो स्मारक हीरे बनाना संभव बनाती है। यह प्रवृत्ति किसी व्यक्ति की स्मृति को पत्थर में अमर करने की अनुमति देती है। ऐसा करने के लिए, मृत्यु के बाद शरीर का अंतिम संस्कार किया जाता है, और राख से ग्रेफाइट बनाया जाता है। इसके बाद, हीरे को संश्लेषित करने के तरीकों में से एक में ग्रेफाइट का उपयोग किया जाता है। तो, पत्थर में मानव शरीर के अवशेष हैं।

चूँकि सभी विधियाँ महंगी हैं, अक्सर गहनों में कृत्रिम पदार्थों का नहीं, बल्कि नकली या अन्य प्रकार के पत्थरों का उपयोग किया जाता है। हीरों के बीच कांच सबसे सस्ता और पुराना चलन है। आज यह असफल है, क्योंकि आप आसानी से असली और नकली में अंतर कर सकते हैं - बस पत्थर को खरोंचें या प्रकाश के खेल को देखें। क्यूबिक ज़िरकोनिया को अक्सर हीरे के रूप में बेचा जाता है।

हीरा संश्लेषण के विकास की संभावनाएँ

सिंथेटिक हीरे का भविष्य आज से शुरू होता है। कृत्रिम खनिज समय का प्रतीक बन गया है, और जल्द ही लोगों को सस्ते और सुंदर उत्पाद उपलब्ध होंगे। लेकिन प्रौद्योगिकियां अभी भी विकास और सुधार के चरण में हैं। उदाहरण के लिए, मॉस्को की एक प्रयोगशाला उपरोक्त तकनीकों का उपयोग करके प्रति वर्ष 1 किलोग्राम तक हीरे उगाने में सक्षम है। बेशक, यह उद्योग की जरूरतों को पूरा करने के लिए पर्याप्त नहीं है। निकाले गए पत्थरों की आगे की प्रक्रिया के लिए भी समय और उपकरण की आवश्यकता होती है।

इसलिए, फिलहाल, हीरे का खनन पारंपरिक तरीकों का उपयोग करके किया जाता है, और कोई भी नए भंडार विकसित करने या किम्बरलाइट पाइप की खोज करने से इनकार नहीं करता है। जैसे ही कृत्रिम हीरे का उत्पादन सामने आया, डी बीयर्स कंपनी - जिसका हीरा बाजार पर एक आभासी एकाधिकार है - को अपने व्यवसाय के बारे में चिंता होने लगी। चिंता का वार्षिक कारोबार प्रति वर्ष $7 बिलियन तक है। लेकिन अब तक, सिंथेटिक पत्थर प्राकृतिक हीरे के प्रतिस्पर्धी नहीं हैं, और उनकी बाजार हिस्सेदारी केवल 10% तक पहुंचती है।

और साथ ही, संश्लेषण के साथ-साथ रत्न विज्ञान का भी विकास हुआ, जो हमें पत्थर की उत्पत्ति के बारे में बताने की अनुमति देता है। सिंथेटिक हीरे को प्राकृतिक हीरे से आसानी से अलग किया जा सकता है। संकेत हैं:

• प्रयोगशाला से पत्थरों में धातुओं का समावेश;
• रंगीन हीरों में पहचाने जाने वाले विकास क्षेत्र;
• हीरे की चमक के विभिन्न लक्षण।

वैज्ञानिकों की तकनीक और ज्ञान में हर दिन सुधार हो रहा है। प्रक्रिया शुरू कर दी गई है और विशेषज्ञ इस पर काम कर रहे हैं। जल्द ही दुनिया नतीजे देखेगी और शायद धरती की गहराइयों से हीरों के पारंपरिक खनन को भी छोड़ देगी।

26 मई 2015 को, हांगकांग में इंटरनेशनल जेमोलॉजिकल इंस्टीट्यूट (आईजीआई) ने 10.02 कैरेट वजन, ई रंग और वीएस1 स्पष्टता वाले असामान्य रिकॉर्ड हीरे के लिए एक प्रमाण पत्र जारी किया। आभूषणों की दुनिया में ऐसे कीमती पत्थर इतने दुर्लभ नहीं हैं, लेकिन इस मामले की विशिष्टता यह थी कि पत्थर को पृथ्वी के आंत्र से खनन नहीं किया गया था, बल्कि रूसी कंपनी न्यू डायमंड द्वारा उगाए गए 32 कैरेट सिंथेटिक हीरे के क्रिस्टल से काटा गया था। प्रौद्योगिकी (एनडीटी)। कंपनी के महानिदेशक निकोलाई खिखिनाश्विली कहते हैं, ''यह हमारा पहला रिकॉर्ड नहीं है।'' "पिछला, 5-कैरेट, केवल दो महीने तक चला।"

रोमन कोल्याडिन, प्रोडक्शन डायरेक्टर, मुझे सेस्ट्रोरेत्स्क के पास एक प्रौद्योगिकी पार्क में एक छोटी कार्यशाला दिखाते हैं। कार्यशाला वीरान है, दीवारों पर केवल एक दर्जन हाइड्रोलिक प्रेस हैं। यह "जमा" है - उच्च तापमान और दबाव की स्थितियों में, माइक्रोन दर माइक्रोन, प्रेस के अंदर बिल्कुल निर्दोष हीरे उगते हैं। वर्तमान पैरामीटर प्रत्येक प्रेस के लिए नियंत्रकों के नियंत्रण पैनल पर प्रतिबिंबित होते हैं, लेकिन रोमन तस्वीर को शूट करने के लिए कहते हैं ताकि यह डेटा फ्रेम में न आए: "हीरा संश्लेषण के सामान्य सिद्धांत अच्छी तरह से ज्ञात हैं और उद्योग में उपयोग किए गए हैं आधी सदी से भी अधिक समय तक. लेकिन संश्लेषण मोड का विवरण हमारी कंपनी की जानकारी में से एक है।" मैं सटीक एयर कंडीशनरों पर ध्यान देता हूं जो एक डिग्री के दसवें हिस्से की सटीकता के साथ कार्यशाला में माइक्रॉक्लाइमेट बनाए रखते हैं। क्या सचमुच ऐसी परिशुद्धता की आवश्यकता है? “याद रखें कि ड्राफ्ट से बचने के लिए हमने तुरंत अपने पीछे का दरवाज़ा कैसे बंद कर लिया था? - रोमन बताते हैं। - तापमान की स्थिति में छोटे विचलन हीरे की गुणवत्ता को गंभीर रूप से प्रभावित कर सकते हैं, न कि बेहतरी के लिए। और हम हमेशा उत्तम गुणवत्ता प्राप्त करने का प्रयास करते हैं।''

उच्च तापमान (लगभग 1500 डिग्री सेल्सियस, वांछित ढाल के साथ) और उच्च दबाव (50-70 हजार एटीएम) पर हीरे के एकल क्रिस्टल उगाने की प्रक्रिया। एक हाइड्रोलिक प्रेस एक विशेष कंटेनर को संपीड़ित करता है, जिसके अंदर धातु पिघल (लोहा, निकल, कोबाल्ट, आदि) और ग्रेफाइट होता है। एक या अधिक बीज - छोटे हीरे के क्रिस्टल - सब्सट्रेट पर रखे जाते हैं। चैम्बर के माध्यम से एक विद्युत धारा प्रवाहित होती है, जो पिघले हुए पदार्थ को वांछित तापमान तक गर्म कर देती है। इन परिस्थितियों में, धातु हीरे के रूप में बीज पर कार्बन के क्रिस्टलीकरण के लिए विलायक और उत्प्रेरक के रूप में कार्य करती है। एक बड़े या कई छोटे क्रिस्टल के बढ़ने की प्रक्रिया 12-13 दिनों तक चलती है।

प्रकृति में जासूसी की

सिंथेटिक हीरे का इतिहास 18वीं शताब्दी के अंत में शुरू होता है, जब वैज्ञानिकों को अंततः एहसास हुआ कि यह पत्थर कार्बन संरचना में है। 19वीं सदी के अंत में, कार्बन (कोयला या ग्रेफाइट) के सस्ते संस्करणों को कठोर और चमकदार हीरे में बदलने का प्रयास किया गया। सफल संश्लेषण के दावे कई प्रसिद्ध वैज्ञानिकों द्वारा किए गए थे, जैसे कि फ्रांसीसी रसायनज्ञ हेनरी मोइसन या ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी विलियम क्रुक्स। हालाँकि, बाद में यह पाया गया कि उनमें से किसी को भी वास्तव में सफलता नहीं मिली, और पहला सिंथेटिक हीरे केवल 1954 में जनरल इलेक्ट्रिक कंपनी की प्रयोगशालाओं में प्राप्त किए गए थे।

600−700°C तक गर्म सब्सट्रेट पर आयनित हाइड्रोकार्बन गैस वातावरण से हीरे के जमाव की एक सस्ती प्रक्रिया। सीवीडी का उपयोग करके एकल क्रिस्टल उगाने के लिए एचपीएचटी का उपयोग करके उगाए गए एकल क्रिस्टल डायमंड सब्सट्रेट की आवश्यकता होती है। जब सिलिकॉन या पॉलीक्रिस्टलाइन हीरे पर जमा किया जाता है, तो एक पॉलीक्रिस्टलाइन वेफर प्राप्त होता है, जिसका इलेक्ट्रॉनिक्स और ऑप्टिक्स में सीमित अनुप्रयोग होता है। विकास दर - 0.1 से 100 µm/घंटा तक। प्लेटों की मोटाई आमतौर पर 2-3 मिमी तक सीमित होती है, इसलिए इससे काटे गए हीरे को गहने के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, लेकिन उनका आकार, एक नियम के रूप में, 1 कैरेट से अधिक नहीं होता है।

GE में संश्लेषण के लिए उपयोग की जाने वाली प्रक्रिया प्रकृति से प्रेरित थी। ऐसा माना जाता है कि स्थलीय हीरे पृथ्वी की सतह से सैकड़ों किलोमीटर नीचे, उच्च तापमान (लगभग 1300 डिग्री सेल्सियस) और उच्च दबाव (लगभग 50,000 एटीएम) पर मेंटल में बनते हैं, और फिर आग्नेय चट्टानों द्वारा सतह पर लाए जाते हैं। किम्बरलाइट्स और लैंप्रोइट्स के रूप में। जीई डेवलपर्स ने ग्रेफाइट और आयरन-निकल-कोबाल्ट पिघले हुए सेल को संपीड़ित करने के लिए एक प्रेस का उपयोग किया, जो एक विलायक और उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता था। इस प्रक्रिया को एचपीएचटी (उच्च दबाव उच्च तापमान - उच्च दबाव, उच्च तापमान) कहा जाता था। यह वह विधि थी जो बाद में सस्ते औद्योगिक हीरे और हीरे के पाउडर (अब वे प्रति वर्ष अरबों कैरेट में उत्पादित होते हैं) के उत्पादन के लिए व्यावसायिक बन गई, और 1970 के दशक में, इसकी मदद से, उन्होंने 1 तक वजन वाले आभूषण पत्थर बनाना सीखा। कैरेट, हालांकि बहुत औसत गुणवत्ता का।

सिंथेटिक हीरे के औद्योगिक उत्पादन के लिए दो मुख्य प्रौद्योगिकियाँ एचपीएचटी और सीवीडी हैं। कई विदेशी विधियां भी हैं, जैसे विस्फोट के दौरान ग्रेफाइट से हीरे के नैनोक्रिस्टल का संश्लेषण या अल्ट्रासोनिक पोकेशन के प्रभाव में कार्बनिक सॉल्वैंट्स में ग्रेफाइट कणों के निलंबन से माइक्रोन आकार के हीरे के उत्पादन के लिए एक प्रयोगात्मक विधि।

वैकल्पिक हल

1960 के दशक से, दुनिया हीरे के संश्लेषण की एक और विधि विकसित कर रही है - सीवीडी (रासायनिक वाष्प जमाव, गैस चरण जमाव)। इसमें, हीरे को हाइड्रोकार्बन गैस के एक गर्म सब्सट्रेट पर जमा किया जाता है, जिसे माइक्रोवेव विकिरण का उपयोग करके आयनित किया जाता है या उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है। यह इस संश्लेषण पद्धति पर था कि 2000 के दशक की शुरुआत में छोटे स्टार्टअप और एलीमेंट सिक्स जैसी बड़ी कंपनियां, जो डी बीयर्स समूह का हिस्सा थीं, ने इस पद्धति पर बड़ी उम्मीदें लगानी शुरू कर दीं।

हाल तक, एचपीएचटी पद्धति को बहुत कम आंका गया था। निकोलाई खिखिनशविली कहते हैं, "जब हमने कई साल पहले उपकरण खरीदे थे, तो हम सभी ने सर्वसम्मति से कहा था कि औद्योगिक प्रेस केवल हीरे के पाउडर के संश्लेषण के लिए उपयुक्त थे।" सीवीडी के विकास के लिए सभी संसाधन आवंटित किए गए थे, और एचपीएचटी तकनीक को विशिष्ट माना जाता था; किसी भी विशेषज्ञ का मानना ​​​​नहीं था कि इसका उपयोग पर्याप्त रूप से बड़े क्रिस्टल विकसित करने के लिए किया जा सकता है। हालाँकि, निकोलाई के अनुसार, कंपनी के विशेषज्ञ अपनी स्वयं की संश्लेषण तकनीक विकसित करने में कामयाब रहे, जिसने सचमुच उद्योग में बम विस्फोट का प्रभाव पैदा किया। कई साल पहले, रत्न विज्ञान प्रयोगशालाओं में से एक की रिपोर्ट में लिखा गया था: “इस हीरे का वजन 2.30 कैरेट है! कुछ समय पहले तक, हीरे का इतना आकार उसकी प्राकृतिक उत्पत्ति की गारंटी था।

चमचमाते हीरे बनाने के लिए हीरे को काटना एक लंबी प्रक्रिया है और नौसिखियों के लिए यह बहुत प्रभावशाली नहीं है। विकसित और प्राकृतिक दोनों हीरों को बिल्कुल एक ही तरह से संसाधित किया जाता है।

लड़कियों की सबसे अच्छी दोस्त

निकोले बताते हैं, "निस्संदेह, हम अकेले नहीं हैं जो 5-6 कैरेट से बड़े हीरे उगाते हैं।" "लेकिन बाकी सभी" तीन में से दो "सिद्धांत का पालन करते हैं: बड़े, उच्च गुणवत्ता वाले, व्यावसायिक रूप से लाभदायक। हम यह सीखने वाले पहले व्यक्ति हैं कि किफायती कीमत पर बड़े उच्च गुणवत्ता वाले हीरे के क्रिस्टल कैसे प्राप्त करें। 32 प्रेस के साथ हम प्रति माह लगभग 3000 कैरेट का उत्पादन कर सकते हैं, और ये बहुत उच्च गुणवत्ता वाले पत्थर हैं - डी, ई, एफ रंग और शुद्धतम आईएफ से एसआई तक स्पष्टता वाले हीरे, मुख्य रूप से टाइप II। हमारे 80% उत्पाद 0.5 से 1.5 कैरेट वजन वाले आभूषण हीरे हैं, हालांकि हम किसी भी आकार के हीरे को कस्टम-ग्रो कर सकते हैं। सबूत के तौर पर, निकोलाई ने मुझे 10 रूबल के सिक्के के आकार का एक क्रिस्टल दिया: “उदाहरण के लिए, यह 28 कैरेट का है। यदि आप इसे काटते हैं, तो आपको 15 कैरेट का हीरा मिलता है।

2000 के दशक की शुरुआत में, वैश्विक हीरा एकाधिकारवादी, डी बीयर्स, आभूषण बाजार में सिंथेटिक हीरे के आसन्न प्रवेश के बारे में बहुत चिंतित थे, उन्हें डर था कि इससे उनका व्यवसाय कमजोर हो सकता है। लेकिन समय ने दिखाया है कि डरने की कोई बात नहीं है - सिंथेटिक हीरे आभूषण बाजार में बहुत कम हिस्सेदारी रखते हैं। इसके अलावा, इस समय के दौरान, अनुसंधान विधियां विकसित की गई हैं जो विकसित हीरों की आत्मविश्वास से पहचान करना संभव बनाती हैं। संश्लेषण के संकेत धातु समावेशन हैं; विकास क्षेत्रों को रंगीन हीरे में देखा जा सकता है; इसके अलावा, एचपीएचटी, सीवीडी और प्राकृतिक हीरे में यूवी किरणों में अलग-अलग ल्यूमिनसेंस पैटर्न होते हैं।

उनकी नाइट्रोजन सामग्री के आधार पर, हीरों को दो मुख्य प्रकारों में से एक में वर्गीकृत किया जाता है। टाइप I हीरे में 0.2% तक नाइट्रोजन होता है, जिसके परमाणु समूह (Ia) या अकेले (Ib) में क्रिस्टल जाली के स्थानों पर स्थित होते हैं। प्राकृतिक हीरों (98%) में टाइप I की प्रधानता है। एक नियम के रूप में, ऐसे पत्थर शायद ही कभी रंगहीन होते हैं। टाइप IIa हीरे में वस्तुतः कोई नाइट्रोजन नहीं होता (0.001% से कम), जो प्राकृतिक पत्थरों का केवल 1.8% बनता है। बोरोन (IIb) के मिश्रण के साथ नाइट्रोजन-मुक्त हीरे भी कम आम (0.2%) हैं। क्रिस्टल जाली स्थलों में बोरान परमाणु उनकी विद्युत चालकता निर्धारित करते हैं और हीरे को नीला रंग देते हैं।

“उपभोक्ता विकसित हीरों के बारे में कैसा महसूस करते हैं? यह अच्छा है,'' निकोलाई कहते हैं, ''विशेषकर आज के युवा। उनके लिए यह महत्वपूर्ण है कि ये हीरे संघर्ष-मुक्त हों और प्रकृति से छेड़छाड़ किए बिना उच्च तकनीक का उपयोग करने वाले लोगों द्वारा बनाए गए हों। खैर, कीमत लगभग आधी कम है। बेशक, प्रमाणपत्र कहता है कि पत्थर बड़े हो गए हैं, लेकिन उन्होंने हीरे की अंगूठी पहनी है, प्रमाणपत्र नहीं! और भौतिक और रासायनिक गुणों के संदर्भ में, हमारे हीरे प्राकृतिक हीरे के समान हैं।

अब तक, अधिकांश मुनाफा आभूषण बाजार के लिए हीरे के उत्पादन से आता है। हालाँकि, आने वाले वर्षों में विशेष प्रकाशिकी, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स और अन्य उच्च तकनीक वाले औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए विकसित हीरे और डायमंड वेफर्स की भारी मांग होने की संभावना है।

आभूषण से लेकर उद्योग तक

आभूषण हीरे एनडीटी के व्यवसाय का एक आकर्षक हिस्सा हैं, लेकिन कल कहीं और का है। एनडीटी के तकनीकी निदेशक अलेक्जेंडर कोल्याडिन यह कहना पसंद करते हैं: "यदि हीरे से और कुछ नहीं बनाया जा सकता है, तो हीरा बना लें।" वास्तव में, बड़े, उच्च गुणवत्ता वाले सिंथेटिक हीरे के लिए सबसे आशाजनक बाजार उद्योग है। अलेक्जेंडर कोल्याडिन कहते हैं, "एक भी प्राकृतिक हीरा विशेष प्रकाशिकी या इलेक्ट्रॉनिक्स में उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं है।" - उनमें बहुत सारी खामियां हैं. और हमारे हीरों से काटी गई प्लेटों में लगभग पूर्ण क्रिस्टल जाली होती है। कुछ शोध संगठन जिन्हें हम अध्ययन के लिए अपने नमूने प्रदान करते हैं, वे मापे गए मापदंडों पर शायद ही विश्वास कर सकें - वे बहुत सही हैं। और केवल व्यक्तिगत नमूने ही नहीं - हम आत्मविश्वास से विशेषताओं की पुनरावृत्ति सुनिश्चित कर सकते हैं, जो उद्योग के लिए महत्वपूर्ण है। हीरे हीट सिंक हैं, वे विशेष प्रकाशिकी और सिंक्रोट्रॉन के लिए खिड़कियां हैं, और निश्चित रूप से, पावर माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स के लिए, जो अब पूरी दुनिया में विकसित किए जा रहे हैं।

“औद्योगिक क्षेत्र वर्तमान में हमारे उत्पादन का 20% हिस्सा है, लेकिन तीन वर्षों में हम इसे 50% तक बढ़ाने की योजना बना रहे हैं, खासकर जब से मांग तेजी से बढ़ रही है। अब हम मुख्य रूप से 4 x 4 और 5 x 5 मिमी प्लेटें बनाते हैं, हमने ऑर्डर करने के लिए कुछ 7 x 7 और 8 x 8 मिमी और यहां तक ​​कि 10 x 10 मिमी प्लेटें भी काट ली हैं, लेकिन यह अभी तक बड़े पैमाने पर उत्पादन नहीं है। निकोलाई खिखिनाश्विली कहते हैं, हमारा अगला लक्ष्य इंच डायमंड प्लेटों के उत्पादन की ओर बढ़ना है। यह वह न्यूनतम राशि है जिसकी बड़े पैमाने पर इलेक्ट्रॉनिक और ऑप्टिकल उद्योग में भारी मांग है। ऐसी प्लेटें प्राप्त करने के लिए, आपको एक सौ कैरेट वजन का हीरे का क्रिस्टल उगाना होगा। निकट भविष्य के लिए यह हमारी योजना है।" "एक दशक के लिए?" - मैं स्पष्ट करता हूं। निकोलाई बड़े आश्चर्य से मेरी ओर देखता है: “एक दशक? हम इसे साल के अंत से पहले करने जा रहे हैं।"

हीरे प्राचीन काल से ही लोगों को आकर्षित करते रहे हैं, विलासितापूर्ण सजावट के रूप में काम करते थे और किसी व्यक्ति के धन का प्रमाण थे। पहले, उनका मूल्य इस तथ्य से निर्धारित होता था कि वे केवल प्राकृतिक उत्पत्ति के थे, दुर्लभ थे, और उनका निष्कर्षण एक अत्यंत कठिन कार्य था। अब एक योग्य और सस्ता विकल्प सामने आया है - कृत्रिम रूप से उगाए गए हीरे।

ऐतिहासिक जानकारी

पहली बार, कृत्रिम हीरा अंतरिक्ष के कारण ज्ञात हुआ, और अधिक विशेष रूप से, एक उल्कापिंड जो आकाश से गिरा। यह फ्रांस में पिछली शताब्दी की शुरुआत में हुआ था, जिसके बाद फ्रांसीसी शोधकर्ता हेनरी मोइसन ने गिरने के बाद बने गड्ढे में हीरे के गुणों के समान एक पत्थर की खोज की। इसके बाद, मोइसन को उनकी खोज के लिए नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया, और उनके द्वारा खोजे गए पत्थर का नाम उनके सम्मान में रखा गया - मोइसैनाइट।

1950 में स्वीडन में स्थानीय वैज्ञानिकों ने पहली बार प्रयोगशाला में एक रत्न उगाया। सोवियत वैज्ञानिकों ने कृत्रिम रूप से विकसित हीरों के निर्माण में भी खुद को प्रतिष्ठित किया। 1976 में, कार्बन यौगिकों के आधार पर, वे क्यूबिक ज़िरकोनिया नामक एक एनालॉग बनाने में कामयाब रहे।

कृत्रिम हीरे के प्रकार

कृत्रिम हीरे दो मुख्य प्रकार के होते हैं: प्राकृतिक संरचना (क्यूबिक ज़िरकोनिया, मोइसानाइट) और तथाकथित। "विकल्प" - क्रिस्टल, पॉलिमर, रूटाइल। सिंथेटिक हीरा बाजार के उपरोक्त प्रत्येक प्रतिनिधि की अपनी विशेषताएं हैं:

1. क्यूबिक ज़िरकोनिया विभिन्न रंगों में आते हैं और अच्छी चमक देते हैं। रंगहीन नमूने सबसे मूल्यवान माने जाते हैं। वे वजन में प्राकृतिक हीरे से भिन्न होते हैं: एक नियम के रूप में, क्यूबिक ज़िरकोनिया थोड़ा भारी होता है। पत्थर के नुकसान में इसकी जल्दी से बादल बनने की क्षमता शामिल है, और इसमें खरोंच भी आती है।
2. मोइसैनाइट सबसे मूल्यवान सिंथेटिक हीरों में से हैं। पत्थर ने अपनी मजबूती, चिकनाई और चमकदार चमक के कारण अपनी प्रतिष्ठा अर्जित की। यह अपने अत्यधिक मजबूत प्रतिबिंबों के कारण प्राकृतिक हीरे से भिन्न होता है।
3. स्फटिक कीमती पत्थर की नकल हैं, जिनका व्यापक रूप से कपड़े, सहायक उपकरण, मैनीक्योर आदि के डिजाइन के लिए उपयोग किया जाता है। वे कांच या ऐक्रेलिक से बनाए जाते हैं। स्फटिक का सबसे लोकप्रिय निर्माता ऑस्ट्रियाई कंपनी स्वारोवस्की है। इस ब्रांड के उत्पाद अपनी विस्तृत रेंज, किफायती कीमतों और अच्छी गुणवत्ता के कारण दुनिया भर में मांग में हैं।

सीआईएस में, सबसे बड़ा हीरा खनन उद्यम ALROSA कंपनियों का समूह है। लंबे समय तक एंड्री ज़ारकोव ALROSA के प्रबंधक थे। फिलहाल, ज़ारकोव अब कंपनी के प्रमुख नहीं हैं, क्योंकि उन्होंने सिंथेटिक हीरे के उत्पादन के लिए अपना खुद का उद्यम खोला है। जैसा कि एंड्री ज़ारकोव स्वीकार करते हैं, वह सिंथेटिक हीरे को "नई सदी के हीरे" मानते हैं और उन्हें विश्वास है कि सिंथेटिक हीरे के बाजार का भविष्य बहुत अच्छा है।

कृत्रिम पत्थर उगाने की विधियाँ

सिंथेटिक हीरे बनाने की कई ज्ञात विधियाँ हैं। हीरा पृथ्वी पर सबसे कठोर पत्थर है, इसलिए इसके एनालॉग्स के डेवलपर्स यह सुनिश्चित करने का प्रयास करते हैं कि उनके उत्पाद मानक से कमतर न हों। इस प्रयोजन के लिए, विशाल परिसरों का निर्माण किया जाता है जिसमें कुछ शर्तों को पूरा किया जाता है और नवीनतम उपकरणों का उपयोग किया जाता है। यह ध्यान देने योग्य है कि कुछ कृत्रिम हीरों की कीमत प्राकृतिक हीरों की लागत से अधिक है, क्योंकि निर्माता को उनके उत्पादन में भारी लागत आती है।

कृत्रिम हीरे उगाने की सबसे सामान्य विधियाँ नीचे दी गई हैं:

1. प्रयोगशाला उन परिस्थितियों के जितना संभव हो सके उतनी करीब स्थितियाँ बनाती है जिनमें प्रकृति में हीरे बनते हैं। इसके लिए हाई प्रेशर प्रेस का उपयोग किया जाता है। इस प्रेस की बॉडी के अंदर एक विशेष कम्पार्टमेंट होता है। ग्रेफाइट को एक विशेष कैप्सूल के डिब्बे में रखा जाता है, जो दबाव में हीरे में बदल जाता है। कैप्सूल को बिजली की आपूर्ति की जाती है। सबसे पहले, इसे ठंडा किया जाता है, फिर इसे एक प्रेस द्वारा संपीड़ित किया जाता है और एक विद्युत आवेग लगाया जाता है। फिर बर्फ को पिघलाया जाता है और तैयार हीरे को कैप्सूल से निकाल लिया जाता है। इस तरह से प्राप्त हीरे धुंधले और छिद्रपूर्ण होते हैं और इनका उपयोग औद्योगिक उद्देश्यों के लिए अधिक किया जाता है।
2. मीथेन वातावरण में बढ़ता पत्थर। प्राकृतिक हीरे में अतिरिक्त द्रव्यमान मिलाया जाता है, जिसका उपयोग "बीज" सामग्री के रूप में किया जाता है। हीरे को 1111 डिग्री के तापमान तक गर्म किया जाता है। तापमान को अधिक बढ़ाना असंभव है, क्योंकि 1200 डिग्री पर पत्थर ग्रेफाइट में बदलना शुरू कर देता है। कैप्सूल में गर्म हीरे में कार्बन परमाणु जोड़े जाते हैं। ऐसी परिस्थितियों में, बीज हीरे के कुल द्रव्यमान से लगभग 0.2% कार्बन 1 घंटे में बढ़ता है।
3. विस्फोट विधि. हीरे की धूल का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाता है। ग्रेफाइट को एक विशेष गर्म सतह पर रखा जाता है, जो विस्फोट तरंग के दौरान हीरे की धूल बन जाता है।
4. उत्प्रेरकों का अनुप्रयोग. लोहा, रोडियम, पैलेडियम और प्लैटिनम जैसी धातुओं का उपयोग उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है। उत्प्रेरक धातुएँ हीरे के उत्पादन की प्रक्रिया को आसान बनाती हैं क्योंकि इसमें कम दबाव की आवश्यकता होती है और तापमान उतना अधिक नहीं होता है। क्रिस्टल स्वयं गर्म ग्रेफाइट और धातु उत्प्रेरक की फिल्म के बीच की जगह में प्राप्त होते हैं। इस विधि से प्राप्त हीरे का उपयोग मुख्य रूप से औद्योगिक उद्देश्यों के लिए किया जाता है।

कृत्रिम हीरे की कीमत

सिंथेटिक हीरों की कीमत कई कारकों पर निर्भर करती है। इनमें उत्पादन, रंग, कट आदि की जटिलता शामिल है। कीमती पत्थरों के बाजार में मौजूदा रुझानों पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए। फैशन के रुझान के आधार पर, अलग-अलग समय पर रूटाइल्स, क्यूबिक ज़िरकोनिया और मोइसोनाइट्स की मांग थी। जिन लोगों की पत्थरों में रुचि सौंदर्य संबंधी जरूरतों से नहीं बल्कि वित्तीय जरूरतों से प्रेरित होती है, वे सिंथेटिक हीरे के उत्पादन में निवेश करते हैं।

उदाहरण के लिए, कुछ मोइसोनाइट नमूने असली हीरे की तुलना में अधिक महंगे हैं। यह सब उत्पादन तकनीक और पत्थर को काटने के बारे में है। संयुक्त राज्य अमेरिका में, मोइसोनाइट की कीमत $70 से $150 प्रति कैरेट तक है। क्यूबिक ज़िरकोनिया बहुत सस्ता है: इसकी कीमत 1 से 5 डॉलर तक है। कृत्रिम हीरों की कीमत रंग पर भी निर्भर करती है। किसी पत्थर की क्रिस्टल पारदर्शिता हासिल करना बेहद मुश्किल है; इस कारण से, शुद्ध पानी के एक एनालॉग पत्थर की कीमत उसी पीले या लाल रंग के नमूने से अधिक होगी।

आज, आभूषण की दुकानों में प्रस्तुत अधिकांश आभूषण बड़े पैमाने पर बाजार को ध्यान में रखते हुए सिंथेटिक हीरे का उपयोग करके बनाए जाते हैं। घर में बने हीरों और प्राकृतिक पत्थरों का अनुपात लगभग 3:1 है। एक नियम के रूप में, ये सफेद और पीले सोने, चांदी और प्लैटिनम में स्थापित क्यूबिक ज़िरकोनिया हैं। प्राकृतिक हीरे के विपरीत, कृत्रिम हीरे दिन के किसी भी समय पहने जा सकते हैं, जबकि उनका "प्राकृतिक" समकक्ष मुख्य रूप से शाम को पहनने के लिए होता है।

रोजमर्रा के पहनने के लिए, छोटे क्रिस्टल के साथ सोने या चांदी से बने झुमके उपयुक्त हैं। यह एक ही समय में सरल और स्वादिष्ट लगता है।

इंद्रधनुषी पत्थरों वाले कंगन और अंगूठियां मुख्य रूप से बाहर जाते समय पहनी जाती हैं, लेकिन सफेद सोने के फ्रेम में मामूली क्यूबिक ज़िरकोनिया वाली अंगूठी रोजमर्रा के काम के लिए काफी उपयुक्त है।

घर में बने पत्थरों से बने गहनों की उम्र बढ़ाने के लिए आपको उनकी उचित देखभाल करनी चाहिए। सफाई करने या आक्रामक डिटर्जेंट के संपर्क में आने से पहले, आपको अपने हाथों से सभी अंगूठियां और कंगन हटा देना चाहिए। आपको नियमित रूप से कृत्रिम रूप से उगाए गए हीरे वाली वस्तुओं को एक मुलायम कपड़े के रूमाल से पोंछना चाहिए, और उन्हें एक व्यक्तिगत बक्से या कपड़े की थैली में एक बॉक्स में संग्रहित किया जाना चाहिए। पत्थर (मैलाकाइट, संगमरमर) से बना बॉक्स चुनने की भी सलाह दी जाती है, क्योंकि लकड़ी अपने धुएं से पत्थरों को नुकसान पहुंचा सकती है, जिससे वे सुस्त हो सकते हैं।

फायदे और नुकसान

निस्संदेह, मानव निर्मित हीरों का आगमन रत्न बाजार और आम लोगों दोनों के लिए प्रगति है। पहले, बहुत कम लोग हीरों से बने आभूषणों को उनकी शानदार कीमत के कारण खरीद पाते थे। आज, सिंथेटिक हीरों का बाजार स्फटिक और क्यूबिक ज़िरकोनिया से भरा हुआ है, और ऐसा "नकली" पहनना बिल्कुल भी शर्मनाक नहीं है। इसके विपरीत, कई मशहूर हस्तियां खुले तौर पर स्वीकार करती हैं कि उन्हें आभूषण पसंद हैं।

फिर भी, इतने बड़े फायदे के बावजूद सिंथेटिक हीरे के अपने नुकसान भी हैं। सबसे बुनियादी एक पीली धुंध है, जो ऐसे हीरे की किसी भी प्रति पर माइक्रोस्कोप के नीचे दिखाई देती है। इसके दिखने का कारण यह है कि पत्थरों के उत्पादन के दौरान एक निश्चित मात्रा में नाइट्रोजन निकलती है, जो पीले रंग का रंग प्राप्त कर लेती है और कृत्रिम हीरे में समाई रहती है। इस धुंध से, एक अनुभवी जौहरी आसानी से पत्थर की उत्पत्ति का निर्धारण कर सकता है।

सिंथेटिक पत्थरों का एक और नुकसान यह है कि उनमें से कुछ में उनके वास्तविक समकक्ष के समान कठोरता नहीं होती है, यही कारण है कि वे आसानी से खरोंच हो जाते हैं और सुस्त हो जाते हैं। उदाहरण के लिए, मोइसानाइट कठोरता में लगभग असली पत्थर के समान ही है, लेकिन यह प्रकाश में बहुत तेज चमकता है, जो विवेकशील सुंदरता के कुछ प्रेमियों को भी हतोत्साहित करता है।