الماس مصنوعی و پیدایش آن

در مورد الماس مصنوعی و پیدایش آن چه می دانید؟ جنرال الکتریک در سال ۱۹۵۴ برای اولین بار با استفاده از گرافیت در فشار ۵۰ تا ۶۰ کیلو بار و دمای ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد توانست الماس مصنوعی بسازد.

الماس از کربن خالص تشکیل شده و سیستم تبلور آن کوبیک است. وزن مخصوص الماس ۵/۳ ،ضریب شکست آن ۴۲/۲ و سختی آن در مقیاس موس، مساوی ۱۰ می باشد.

الماس با سنگ کیمبرلیتی که از اعماق زیاد منشاء گرفته اند همراه است. در رسوبات رود خانه ای به صورت پلاسر یافت میشود. به علت مصارف زیاد الماس که بیش از ۸۰% آن به مصارف صنعتی (از جمله برش مواد بسیار سخت نظیر فولاد آلیاژی ،کاربید تنگستن، سایدن و پولیش،اره کردن سنگ و بتون حفاریها ) می رسد دانشمندان به فکر ساختن الماس مصنوعی (Synthetic diamond) ، افتادند.

شکل گیری الماس مصنوعی

برای این کار دانشمندان از طبیعت الهام گرفته و طبیعت حاکم برای تشکیل الماس را بررسی کردند. محل تشکیل الماس دارای فشار و حرارت زیاد می باشد. این فشار و حرارت لازم را دانشمندان با طراحی دستگاه هایی که میتوانستند چندین هزار بار فشار و چندین درجه سانتیگراد حرارت را تولید کند،بسازند.
ولی تنها مسأله ای که نادیده گرفته شده بود مسئله زمان بود چون در طبیعت بی شک زمان زیادی برای تشکیل الماس در اعماق سپری می شود . دانشمندان با فرض اینکه به این مشکل فائق بیایند با حرارت و فشارهای مختلف کار را بروی گرانیت شروع کردند. کاری که بیشتر از ۵ سال طول کشید و تأثیر متقابل فشار و حرارت زیاد را بر هم بررسی کردند ولی این مسأله را نتوانستند حل کنند تا اینکه برای نخستین بار الماس توسط گروهی از دانشمندان سوئدی در سال ۱۹۵۳ ساخته شد.
جنرال الکتریک در سال ۱۹۵۴ برای اولین بار با استفاده از گرافیت در فشار ۵۰ تا ۶۰ کیلو بار و دمای ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد توانست الماس مصنوعی بسازد. چون کربن در ساختار گرانیت جایگاه خود را ترک نمی کند ،برای اینکه به این مشکل غلبه کنند به دنبال حمال مناسبی برای کربن گشتند .این حمال به دلیل ظرفیت خود و وزن اتمیش باید خاص می بود . به همین دلیل حمال ترولیت را مناسب دیدند و در نتیجه آن را به آزمایش اضافه کردند. این دفعه به موفقیت بی نظیری در جهان دست یافتند و الماس های زیاد و کوچکی دیده شد . در این مرحله کار Fe ظرفیت مناسبی برای حمل کربن داشت و میتوانست هر کربن جای گوگرد بنشیند و جابه جا شود .

در اول کار چون الماس ها به قدری کوچک بودند که توجیه اقتصادی چندانی نداشتند، به دنبال راهی برای الماسهای بزرگتر گشتند. البته در این مرحله چون الماسها چندان شفاف و زینتی نبودند و دارای اندازه کوچکی بودند به عنوان سرمته و سمباده در صنعت به کار گرفته شده و انقلابی در صنعت ایجاد شد. در مرحله بعد دانشمندان برای تسریع در عمل حمل و همچنین برای بزرگتر شدن، نطفه ای از الماس را در درون گرانیت قرار دادند تا این عمل به سرعت پیش رود . در ادامه این کار و با پیدا کردن فشار و حرارت لازم الماس های بزرگ و بهتری بدست آوردند و به سرعت روانه بازار سنگهای زینتی شدند و رقیب سرسخت و زنگ خطری برای الماس طبیعی شدند. به همین دلیل الماس فروشان طبیعی به دنبال نقطه ضعفی برای الماس مصنوعی (Synthetic diamond) گشتند.
از لحاظ شکل و سختی هیچ فرقی بین طبیعی و مصنوعی نمیتوانستند بگذارند ولی تنها مسأله ای که به راحتی در الماس مصنوعی (Synthetic diamond) قابل مشاهده بود، تراشه هایی از آهن درون الماس بود که این تراشه ها موجود باعث شناخت الماس مصنوعی می شد. برای این کار دوباره الماس سازان به دنبال راه حلی گشتند و توانستند با طراحی دستگاه های دقیق تر و همچنین صرف زمان بیشتر برای ساخت الماس در دستگاه، دیگر اثری از آهن یافت نمی شد ولی بعد از این مسأله ای که وجود داشت رنگ الماس مصنوعی (Synthetic diamond) بود.
الماس های مصنوعی اغلب به رنگ زرد یا نارنجی بودند و این مسأله باعث کاهش شفافیت الماس میشد. الماس سازان برای رفع این مشکل دوباره به ساختار الماس مصنوعی مراجعه کردند و مشاهده کردند در خلل و فرج الماس مصنوعی یک چیز اضافی به نام N2 به صورت اسیر شده وجود دارد که در الماس طبیعی وجود ندارد و این عامل به خاطر تشکیل آن در جو زمین بود. چون نیتروژن در اعماق زمین وجود ندارد پس در نتیجه الماس طبیعی فاقد نیتروژن و دارای شفافیت بیشتری بود .برای حل این مشکل الماس سازان به دنبال یک جذب کننده مناسب برای نیتروژن گشتند تا الماس بدون مزاحمت نیتروژن ساخته شود. بهترین عنصری که با ظرفیت مناسب یافتندAl³ بود. با قرار دادن Al دور گرافیت، Al از مراجعت نیتروژن به درون الماس ممانعت میکرد و آنرا جذب می نمود. اکنون کار برای الماس فروشان طبیعی سخت شده بود چون الماس مصنوعی (Synthetic diamond) به بازار می آمد که دارای شفافیت،سختی و جلای یکسان با طبیعی بود .دوباره الماس فروشان به دنبال راه حلی گشتند و این بار دیدند که الماس های مصنوعی خاصیت فلورسانس دارند یعنی اگر الماس مصنوعی را در تاریکی بگذاریم و به آن اشعه گاما تابش دهیم بعد از قطع اشعه الماس تا چند ثانیه شروع به درخشیدن میکند یعنی نور از خود تابش میکند و الماس طبیعی این خاصیت را نداشت.

الماس سازان دوباره به دنبال راه کار مناسب گشتند و با بررسی دقیق و طراحی مناسب تری از دستگاههای الماس ساز و بهبود روش کارشان تا حدود زیادی این مشکل را مرتفع کنند و این بار الماس فروشان طبیعی باید چه کار کنند؟؟؟
آنها با بررسی ساختار الماس طبیعی و مصنوعی که اندکی شکل نوکلوئید مصنوعی با طبیعی فرق دارد ولی این کار را هر کارشناس الماس نمی توانست تشخیص دهد و خیلی محدود بود و در نتیجه مناسب بازار نبود پس الماس فروشان طبیعی به ناچار فقط توانستند اسم شرکت خودشان را در الماس به صورت خیلی ریز بنویسند تا مشتریان از طبیعی بودن زیور آلات خود مطمئن شوند.

 

منبع مقاله: منبع الماس

برای مشاهده جدیدترین جواهرات اینجا کلیک کنید.