искуственные алмазы

Искусственные алмазы делать гораздо проще можно. И делают, собственно.

и как ?

и какого размера они получаются ?

> и как ? и какого размера они получаются ?

Насколько я знаю, получают в основном алмазный порошок и алмазы, достаточного размера для использования в инстурментах типа стеклореза (доли миллиметра).

из общих соображений: электростатическое поле неоднородно в каком то масштабе - поэтмоу правильной макроскопической структуры скорее всего не получить. Такой работы не видел, да и процесс кристаллизации отнюдь не прост - не думаю, что это промышленно выгодно - только в единичных экземлярах. ИМХО.

да и ваще - графит диэлектрик - так что ему на это поле в целом положить :)

>да и ваще - графит диэлектрик - так что ему на это поле в целом положить :)

Не понял?

Это я туплю или графитовые щетки в движках - волшебство?

Искуственные алмазы не делают, ибо в итоге получается дороже природного, в силу дороговизны тех. процесса и оборудования. Фианит, наиболее похожий на алмаз кристалл делается на основе циркония, так что это просто сходство. Алмазная крошка на инструментах - это либо остатки от переработке натуральных, либо просто способы заточки, сходные со структурой кристаллической решетки алмаза. Так что ой. Если бы алмаз было легко изготовить, то какой смысл их добывать?

> и как ?

Нужно высокое давление т.к. при стандартных условиях стабилен графит, и высокая температура и, обычно, жидкий металл-растворитель для ускорения реакции. Кратко: электрическая дуга (или искра?), плавится металл (несколько подходящих, в том числе марганец, железо, кобальт, никель), в расплаве растворяется графит, который затем кристаллизуется в виде алмаза. Либо расплав, графит и алмаз-затравку зажимают между наковальнями. 2-ым способом получали камни до 8(?) миллиметров, но они дороже природных.

Лень искать ссылку или сканировать учебник.

Ещё читал про кристаллизацию из сверхкритической воды, но это, пока, -- эксперименты.

> Искуственные алмазы не делают

Делают

> в итоге получается дороже природного

Получается гораздо дешевле

> Если бы алмаз было легко изготовить, то какой смысл их добывать?

Природные алмазы идут на бриллианты. Искусственные бриллианты называются стразы и не ценятся. Причина --- понты. Причем, их можно отличить, т.к. искусственные алмазы имеют гораздо более правильную структуру.

> Это я туплю или графитовые щетки в движках - волшебство?

Не тупишь.

Да, по самому вопросу -- при кристаллизации жидкого углерода при нормальном или не очень высоком давлении должен получиться графит. При низком -- фуллерены и нанотрубки. Чтобы жидкий углерод застыл в алмаз нужно давление ~ 100 000-120 000 атмосфер и температура ~4000C.

> Если бы алмаз было легко изготовить, то какой смысл их добывать?

Рентабельно делать технические алмазы -- размером десятые доли миллиметра. Производство в США -- несколько тонн в год. (Данные 1980 года, но не думаю, что сильно изменилось.) В СССР природные алмазы были дешевле, но и у нас было выгодно делать искусственные технические.

> Фианит, наиболее похожий на алмаз кристалл делается на основе циркония, так что это просто сходство.

Оксид циркония с добавками, обычно -- 10-20% оксида иттрия. Похож внешне и по твёрдости близкий.

> Алмазная крошка на инструментах - это либо остатки от переработке натуральных, либо просто способы заточки, сходные со структурой кристаллической решетки алмаза.

Насколько я знаю, в "алмазных" стеклорезах -- корунд. Но на зубоврачебных борах и дисках с "гальваническим алмазным покрытием" -- именно алмазы.

> Искусственные бриллианты называются стразы и не ценятся.

Неправильно. Стразы делают из стекла. http://ru.wikipedia.org/wiki/Страз Отличит любой опытный ювелир даже без инструментов.

Ещё для имитации используют кварц ("горный хрусталь") и фианит. Последний не отличишь без измерения плотности или показателя преломления.

> искусственные алмазы имеют гораздо более правильную структуру.

Зависит от технологии. Одно время их было легко опознать по примесям металла-катализатора, но, имхо, от этого уже избавились.

ОК , понял , велосипед :)

ну ладно , буду стараться продолжать радовать общество бредовыми идеями ...

> Искусственные бриллианты называются стразы

Это разве не свинцовое стекло ака хрусталь?

Вот ещё, первое, что нашёл: http://bio.fizteh.ru/departments/kafphyshightemp/extremal_energy.pdf (1,5М)

Фазовая диаграмма углерода -- внизу 2-ой страницы. Заштрихованная область "Г-А" -- где промышленно получают алмазы с катализатором в дуге или в наковальнях. Жёлтая область -- температуры и давления при сверхбыстром лазерном нагреве. То есть можно лазером расплавить графит (поле "жидкость") и сжать расплав до состояния алмаза (поле "алмаз"). Проблема в том, что это произойдёт очень быстро и образуется не один большой кристалл, а много мелких.

а если по аналогии со сверхохлажденной водой - охлаждать расплавленный углерод так что бы у него не было множества точек кристализации - из за этого , наверное и получается много мелких алмазов - а переохладить расплавленный углерод в невесомости и вакуме - и ввести в него крупинку алмаза , с которого и начнется кристализация ....

как вариант - на орбитальной станции развернуть параболическое зеркало из алюминеевой фольги , в фокусе этого зеркала подвесить пару килограммов графита и когда расплавиться и начнет застывать - забросить туда крупинку алмаза ...

в итоге - двухкилаграмовый алмаз ...

звучит заманчиво ...

>графитовые щетки

Графит имеет бОльшее сопротивление и токи Фуко мЕньшую величину. Нагрев таким способом менее эффективен. А потом графит гораздо легче загорается - работать в вакууме или среде инертного газа...

Либо процесс идёт очень долго (при ~1500С 6-миллиметровый рос несколько дней), либо получается много кристаллов. Кроме того, углерод к переохлаждению не склонен -- слишком простые структуры. А на затравке запросто может расти не та модификация :(

Впрочем не знаю, с алмазами не пробовал :)

А в фокусе зеркала получить нужную температуру 4000-6000, думаю, можно.

Вы про это:

http://www.membrana.ru/print.html?1080244680

или нет? Здесь именно идет речь о "неправильной" структуре --- аморфном состоянии... Вешь хорошая, только не сказали, что металл все равно через определенное время стремится к кристалической решетке...

Про нанотехнологии слышал?
(они придуманы не только, чтобы бюджет пилить)
атомный микроскоп те в руки ж)) (шутка конечно) (хотя им можно манипулировать атомами, говорят в Зеленограде делают)
из углерода можно получить нанотрубки, они полезнее алмазов ж))

> Искусственные бриллианты называются стразы и не ценятся.

Перебор. Стразы - это имитация драгоценностей из стекла. По определению.

Исскуственные алмазы по затратам примерно эквивалентны добыче натуральных, причём себестоимость постепенно снижатеся. На рынок их стараются не допускать именно по комерческим соображениям.

С другой стороны технические алмазы (чёрные) более дёшевы в производстве, пригодны для изготовления инструментов. Крошка от обработки естественных, разумеется, тоже идёт в дело.

> хотя им можно манипулировать атомами, говорят в Зеленограде делают

Можно и не только в Зеленограде. Но это исключительно лабораторный инструмент. Без армии наноассемблеров нечего думать даже о сборке приличного алмаза... ;-)

Можно в ультразвуке подвесить

> Исскуственные алмазы по затратам примерно эквивалентны добыче натуральных, причём себестоимость постепенно снижатеся. На рынок их стараются не допускать именно по комерческим соображениям.

Байка из вторых рук (рассказывал отец, которому рассказывал человек на анализ которому приносили эти самые искусственные алмазы): лет пятнадцать назад появился человек, который научился выращивать дёшево (относительно) крупные алмазы. Дебирс (так кажется) его (человека) купила на корню.

> расплавить графит

Долго смеялся.

>> расплавить графит

> Долго смеялся.

А в чём проблема? Помимо контейнера и атмосферы.

> Дебирс (так кажется) его (человека) купила на корню.

Съели?

Испарится, werj. Большое давление нужно однако. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D0%B3%D0%BB%D0%B5%D1%80%D0%BE%D0%B4 диаграмка справа.

>> Дебирс (так кажется) его (человека) купила на корню.

> Съели?

Да не - дали лабораторию в Англии и денег, только чтобы алмазы не выращивал :)

> Большое давление нужно однако.

Это я и имел в виду под "контейнером и атмосферой". По этой диаграмме хватит всего 100 атмосфер (ниже чем в баллоне со сжатым кислородом). Я думал -- ещё ниже, но здесь данные новее.

Кстати, в литературе к этой диаграмме как раз описывается как плавили графит лазером, и что делали, чтобы получить алмазы при кристаллизации.

Аха, фишка в том, что его плавить для этого даже не нужно. При более низкой температуре он и так благополучно преобразится.

> При более низкой температуре он и так благополучно преобразится.

Из раствора (в металле), либо за неприемлемо долгое время. Так или иначе жидкость нужна :)

Жыдкость этот процесс никак не ускорит. Её будеш если быстрее охлаждать, так же выпадет осадок в виде бесполезных хлопьев, всево делов.

Без раствора превращение ТВЁРДОГО графита в ТВЁРДЫЙ алмаз (и наоборот) кинетически затруднено.

Это почему?

Специально не выяснял. Из общих соображений: обе структуры -- с прочными ковалентными связями, какие-либо промежуточные состояния между графитом и алмазом должны требовать больших энергозатрат. Чтобы превратить графит в алмаз необходимо разорвать значительную часть связей углерод-углерод (очень прочных ковалентных связей), а затем соединить по-другому. Большой энергетический барьер -- большая энергия активации -- низкая скорость. v ~ exp( -E / (RT) ) где E -- энергия, необходимая для перевода в промежуточное состояние, R -- газовая постоянная (число Авогадро на константу Больцмана), T -- абсолютная температура.

По той же причине метастабильные модификации: алмаз, лонсдейлит, фуллерен, карбин не превращаются самопроизвольно в стабильный графит.