Ювелирные алмазы

Не следует думать, что производство синтетических алмазов в столь огромных объемах упрощает задачу получения алмазов таких размеров и такого качества, которые позволяют отнести их к Драгоценным камням. Главное препятствие попыткам получить крупные кристаллы — маленький объем, в котором можно поддерживать экстремальные условия давления и температуры. К тому же для вЬ1ращивания больших кристаллов требуется длительное время. Способы получения ювелирных алмазов не патентовались до 1967 г., когда Роберт Уэнторф, наконец, добился успеха в выращивании алмаза на 3&травке [26]. Оказалось, что затравочный кристалл необходим для предотвращения кристаллизации графита даже тогда, когда условия °Пыта соответствуют области кристаллизации алмаза. Наиболее труд-Ная проблема при выращивании крупных кристаллов алмаза высокого качества заключается в необходимости поддержания таких условий в °оласти   его   стабильности,   при   которых   скорость   кристаллизации будет невелика. В используемой Уэнторфом методике затраво кристалл помещался в холодную часть раствора при температуре около 1420° С, а мелкие кристаллы располагали в нижней части при температуре 1450 °С. Интервал давлений составлял от 55 000 до 60 000 атм. Однако лучше, если затравочный кристалл помещают в нижней части, потому что некоторые образующиеся вне затравки мелкие кристаллы всплывают в горячую зону и там растворяются, а не растут вокруг затравки.

В некоторых опытах Уэнторфа питающий алмазный материал перекристаллизовывался в графит, и такие эксперименты рассматривались как дорогостоящая авария! Однако исследователи столкнулись и с более серье з ной проблемой: максимальная скорость, с которой кристаллы могут стабильно расти, должна уменьшаться по мере того, как кристалл становится крупнее. Установлено, что для кристалла диаметром 1 мм наиболее высокая скорость стабильного роста составляет 0,2 мм в час. Когда же размер кристалла достигает 5 мм,| стабильный рост может происходить только со скоростью 0,04 мм час, поэтому для выращивания кристалла такого размера требуется1 несколько дней. Эта проблема станет еще более серьезной, если пытаться выращивать алмазы большего размера. В настоящее время самый крупный синтетический алмаз имеет 6 мм в диаметре и весит I карат (0,2 г). Поскольку для выращивания крупных кристаллов более благоприятны низкие скорости роста, а поддержание высоких температур и давлений в течение длительного времени требует значительных затрат, крупные синтетические алмазы существенно дороже природных кристаллов сопоставимых размеров. Эта разница в цене может быть ликвидирована только с развитием нового оборудования, позволяющего получать высокие давления н температуры более экономичным способом, чем при современной технологии. Тем не менее крупные кристаллы Уэнторфа представляют большое достижение как вдохновляющий пример выращивания кристаллов в трудных условиях. Эти синтетические кристаллы — наиболее чистые алмазы в мире! Несколько из них огранены, отшлифованы и подарены Смитсо-новскому институту в Вашингтоне и бывшему научному директору «Дженерал электрик» Вильяму Д. Кулиджу (изобретателю рентгеновской трубки) к его 100-летнему юбилею.

Окрашивание алмазов осуществляется введением в кристаллы различных элементов-примесей. Азот придает зеленую окраску и, вероятно, обусловливает желтый цвет камней, если он присутствуете' малых концентрациях. Введение бора придает алмазу синие цвета. Редко встречающиеся синие природные камни, в частности знаменитый алмаз «Хоуп», также обязаны своей окраской присутствию этого элемента. Изучение свойств окрашенных алмазов весьма полезно для понимания некоторых загадок алмазов и способов образования их природе.