История искусственного алмаза

Вчера, 16 декабря был день рождения искусственного алмаза. 16 декабря 1954 года американский химик Трейси Холл, работавший на "Дженерал электрик" получил первые искусственные алмазы. Этот эксперимент был выполнен при давлении 70 000 атмосфер и температуре 1600 °С с использованием графита и троилита (FeS).

Синтез алмаза был подтвержден 31 декабря 1954 г., и 15 февраля 1955 г. об этом было сообщено в прессе. После этого стоимость акций "Дженерал электрик" за один день выросла более чем на 300 млн долларов, а акции горнорудной корпорации "Де Бирс" упали на несколько пунктов, хотя и восстановились на следующий день.

Искусственные алмазы были очень мелкие, и говорили, что если бы кто-нибудь чихнул в неподходящий момент, это привело бы к потере всего мирового запаса. При этом стоимость алмазов "Дженерал электрик" была выше, чем природных, хотя уже в 1957 г. искусственные алмазы в виде мелких зерен, используемых для изготовления шлифовальных кругов, стали конкурировать по цене с природными.

В СССР искусственные алмазы были изготовлены в 1960 г. в Институте физики высоких давлений АН СССР, руководимом Л. Ф. Верещагиным, а уже в 1961 г. в Киеве было налажено их промышленное производство. Искусственные алмазы обыкновенной, повышенной и высокой прочности используются в качестве абразивного материала, а также при изготовлении однокристального инструмента.

В 1970 г. коллегам Холла Герберту Стронгу и Роберту Уэнторфу удалось получить искусственные алмазы ювелирного качества, т.е. прозрачные бесцветные (или слегка желтоватые) и красиво окрашенные кристаллы. Такие алмазы изготавливаются путем растворения порошка синтетического алмаза в ванне из расплавленного металла. Атомы углерода из растворенного порошка мигрируют к одному краю ванны, где помещаются крошечные затравочные кристаллы алмаза. Атомы углерода оседают и кристаллизуются на этих кристаллах, которые вырастают до алмазов массой в один карат и более. Для этого процесса требуются чрезвычайно высокие давления и температуры. Искусственные ювелирные алмазы стоят дороже природных, и их производство нерентабельно.

В октябре 2008 г. журнал Live Science сообщил, что исследователям из вашингтонского Института Карнеги удалось решить проблемы, связанные с отжигом искусственных алмазов. Они использовали метод химического осаждения из газовой фазы (Chemical Vapor Deposition, CVD), который позволяет получать монокристаллические алмазы при давлении ниже атмосферного и температуре 2 000 градусов Цельсия. При этом желто-коричневый исходный материал превращается в прозрачные кристаллы с легким розовым налетом.

По словам авторов метода, детальное описание которого было представлено в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, искусственные алмазы могут достигать килокарата при исключительных оптических качествах.