ما هو الماس المزروع في المختبر؟
الماس المزروع في المختبر هو الماس الذي صنعه الناس. تمامًا مثل الماس الطبيعي الذي يتشكل في أعماق الأرض ، فإن الماس المزروع في المختبر هو شكل بلوري من الكربون بهيكل بلوري مكعب (متساوي القياس).
الماس المزروع في المختبر له خصائص كيميائية وفيزيائية وجيمولوجية مماثلة للماس الطبيعي. ومع ذلك ، فإن عمليات التصنيع المستخدمة لإنتاج الماس المزروع في المختبر تمنحهم ميزات دقيقة يمكن لعلماء الأحجار الكريمة والأدوات المتخصصة استخدامها لفصل الماس المزروع في المختبر عن الماس الطبيعي.
تعتبر القدرة على التمييز بين الماس الطبيعي والماس المزروع في المختبر أمرًا مهمًا للغاية. في صناعة الأحجار الكريمة والمجوهرات ، يفضل الكثير من الناس الماس الطبيعي بشدة. إنهم يفضلونهم لأنهم من صنع الطبيعة وأيضًا بسبب ندرتهم.
نتيجة لذلك ، يتم بيع الماس الطبيعي بسعر أعلى من الماس المزروع في المختبر. ومع ذلك ، يشتري الكثير من الناس بكل سرور الماس المزروع في المختبر لأنه يمكن شراؤه بتكلفة كبيرة. يفضل بعض الناس أيضًا الماس المزروع في المختبر لأسباب أخلاقية وبيئية.
حبيبات الماس الكاشطة: يتم استخدام معظم الماس المزروع في المعمل المنتج اليوم في صنع حبيبات كاشطة لعمليات القطع والحفر والتلميع. يبلغ عرض كومة الحبيبات الكاشطة الموضحة هنا حوالي سنتيمتر واحد وتزن حوالي 0.68 قيراط. اشترينا 100 قيراط من حبيبات الماس الكاشطة 270/325 (53/45 ميكرون) مقابل 27.50 دولارًا ، أو 27.5 سنتًا للقيراط. هل هذا أقل تكلفة مما كنت تتوقعه؟ الشركات التي تشتري مواد صنفرة من الماس الصناعي بكميات بالجملة ستحصل على سعر أقل بكثير.
السندان الماسية المصنعة من الماس الصناعي تستخدم في اختبارات الضغط العالي والتجارب. تم تصنيع هذه السندان من الماس CVD. يبلغ قطر قواعدها ما بين 5 و 10 ملليمترات وقطرها بين 1.5 و 3 ملليمترات. [2] صورة وزارة الطاقة الأمريكية.
تاريخ الماس المزروع في المختبر
تم إنتاج الماس المزروع في المختبر منذ الخمسينيات من القرن الماضي. تم وضع جميع أنواع الماس التي تم إنتاجها في المعمل تقريبًا في الاستخدامات الصناعية مثل صنع حبيبات كاشطة لأدوات القطع والحفر والتلميع. في ذلك الوقت ، كان الماس المزروع في المختبر يعاني من مشاكل في اللون والوضوح مما جعله غير مناسب للاستخدام كأحجار كريمة.
كان أحد الحوافز الرئيسية لتطوير طرق إنتاج الماس من صنع الإنسان حقيقة أن صناعات الأدوات الكاشطة بدأت في استهلاك الماس أكثر مما يمكن توفيره بسهولة عن طريق التعدين.
كان لدى صناعة الماس الناشئة القدرة على إنتاج إمدادات غير محدودة وموثوق بها من مواد صنفرة الماس إذا كانت تكلفة الإنتاج منخفضة بما يكفي لمنافسة الماس الطبيعي. تم تحقيق هذا التحدي بسرعة. يتم إنتاج حبيبات الماس الكاشطة اليوم في مئات المصانع في أجزاء كثيرة من العالم بتكلفة تقل عن دولار واحد للقيراط.
في غضون بضعة عقود ، تم تصنيع الماس المزروع في المختبر نقيًا وكبيرًا بدرجة كافية بحيث يمكن استخدامه في مجموعة متنوعة من التطبيقات عالية التقنية. تم استخدام الماس المزروع في المختبر كمشتتات حرارة في أجهزة الكمبيوتر المتقدمة ؛ طلاء مقاوم للاهتراء على الأدوات والمحامل ؛ نوافذ عالية المتانة سندان صغير لتجارب الضغط العالي ؛ عدسات متخصصة قباب المتحدث وأكثر بكثير.
في عام 1971 ، أنتجت شركة جنرال إلكتريك أول ماسات تمت زراعتها في المعامل بجودة الأحجار الكريمة بواسطة عملية HPHT (ضغط مرتفع / درجة حرارة عالية). كان الخام على شكل بلورات صفراء صغيرة ، غالبًا مع شوائب معدنية. يتكون الغلاف الجوي للأرض بنسبة 78٪ من النيتروجين ، وهو سبب اللون الأصفر في الماس. ينتج عن الكميات الضئيلة من النيتروجين في الماس لون أصفر. كان إبعاده عن عملية زراعة الماس مستحيلًا في ذلك الوقت.
في عام 1989 تم زراعة الماس الأول بواسطة عملية ترسيب البخار الكيميائي (CVD). هذه العملية مناسبة بشكل أفضل لزراعة الماس بجودة الأحجار الكريمة لأنه يتم إدخال عدد أقل من الشوائب في الماس.
خلال التسعينيات ، تم إنتاج عدد صغير من الماس بجودة الأحجار الكريمة في المختبرات ، لكن القليل جدًا دخل السوق. كان إنتاج هذا الماس مكلفًا ، وكان المصنعون بحاجة إلى خفض التكاليف وتحسين الجودة ليكونوا قادرين على المنافسة في سوق المجوهرات الماسية.
بحلول عام 2010 ، تحسنت جودة الماس المزروع في المختبر بشكل ملحوظ. بدأ عدد صغير ولكن متزايد من الماس المزروع في المختبر في دخول سوق الأحجار الكريمة والمجوهرات. اليوم ، تقوم العديد من الشركات بإنشاء كميات تجارية من الماس الجميل المزروع في المختبر بوضوح ولون مذهلين. الآن ، يتم زراعة عدة في المائة من الماس الذي يدخل سوق الأحجار الكريمة والمجوهرات في المختبر.
في السنوات الأخيرة ، تم القيام بالكثير من العمل لتطوير أدوات يمكن استخدامها لفصل الماس الطبيعي عن الماس المزروع في المختبر. تتسابق العديد من الشركات لتطوير آلة منخفضة التكلفة مع معدل خطأ منخفض. قدرات تحديد الماس ضرورية للفرز التلقائي لكميات كبيرة من الماس. هناك حاجة أيضًا إلى أدوات منخفضة التكلفة للاستخدام في متاجر المجوهرات ومحلات البيدق.
العدسات الماسية: صورة فوتوغرافية لعدسات الأشعة السينية الماسية المقعرة. العدسات الماسية لتركيز حزم الأشعة السينية مستخدمة منذ أواخر التسعينيات. يبلغ عرض العدسات الموجودة في هذه الصورة حوالي 1 ملم.
فصل الماس المزروع في المختبر عن الماس المقلد
تعد القدرة على التعرف الإيجابي على الماس الطبيعي والماس المزروع في المختبر والعديد من المواد المقلدة أمرًا ضروريًا اليوم لعدة أسباب. أولاً ، توجد فروق كبيرة في الأسعار بين هذه المواد. ثانيًا ، يتوخى عملاء الماس الحذر ويريدون أن يعرفوا بالضبط ما يشترونه. وثالثاً ، فإن سمعة كل شركة تبيع الماس معرضة للخطر.
تجار الماس الذين لا يراقبون ويتأكدون من هوية المخزون القادم إلى أعمالهم يعرضون أنفسهم لخطر الخسارة المالية والمسؤولية المدنية وفقدان السمعة. يمكن للبضائع الخاطئة والاحتيال دخول سلسلة التوريد على أي مستوى. عائق التجار هو التكلفة العالية لمعدات الاختبار. أجهزة الفحص تكلف آلاف الدولارات.
لحسن الحظ ، يختلف كل من الماس المزروع في المختبر والماس الطبيعي بشكل واضح عن العديد من تقليد الماس مثل الزركونيا المكعبة والمويسانيت الصناعي. تختلف هذه المقلدات عن الماس المزروع في المختبر والماس الطبيعي من نواح كثيرة. لديهم تركيبة كيميائية مختلفة تمامًا ومجموعة متنوعة من الخصائص الفيزيائية المختلفة. يمكن لعلماء الأحجار الكريمة المختصين التعرف بسهولة على التقليد. يمكن لمعظم محترفي المجوهرات ، بالتدريب والممارسة ، فصل المقلد عن الماس الطبيعي والاصطناعي باستخدام جهاز اختبار بسيط يمكن شراؤه بأقل من 200 دولار.
ماسات HPHT الاصطناعية المزروعة في مختبر المواد عالية الحرارة التابع لمعهد موسكو للصلب والسبائك. يمكن التعرف عليها على أنها ماس HPHT لأنها تعرض وجوهًا بلورية مكعبة وثمانية السطوح. صورة من Wikipedian Lidvig14 ، معروضة هنا بموجب رخصة المشاع الإبداعي .
فصل الماس المزروع في المختبر عن الماس الطبيعي
على عكس بعض الرسائل التسويقية ، فإن الماس المزروع في المختبر والماس الطبيعي ليسوا متطابقين من جميع النواحي. يتم إنتاج الماس المزروع في المختبر على سطح الأرض من خلال عمليتين مختلفتين: HPHT (ارتفاع ضغط درجة حرارة عالية) و CVD (ترسيب البخار الكيميائي).
ترث بلورات الماس التي تزرع في عمليات التصنيع هذه خصائص عملية التصنيع التي يمكن استخدامها لتمييزها عن بعضها. يمكن أيضًا استخدام هذه الخصائص لفصلها عن الماس الطبيعي.
الفرق الأكثر وضوحًا هو شكل بلورات الماس مباشرة بعد النمو. تظهر بلورات الماس التي نمت بواسطة عملية HPHT عادةً وجوهًا مكعبة وثمانية السطوح. من ناحية أخرى ، فإن بلورات الماس التي نمت من خلال عملية CVD عادة ما تكون مائلة إلى كتلة الشكل ولها طلاء من الجرافيت من أربعة جوانب.
الماس المغناطيسي؟ أنت تنظر إلى ثلاث بلورات صغيرة (2 مليمتر) من الماس HPHT تتشبث بمغناطيس مشترك. كان العديد من الماس HPHT المبكر أصفر اللون ويحتوي على شوائب معدنية. نتج اللون الأصفر عن آثار نيتروجين الغلاف الجوي التي دخلت عملية النمو. كانت الشوائب المعدنية عبارة عن قطرات من الذوبان الغني بالحديد الذي نما فيه الماس. احتوت العديد من أحجار الماس HPHT المبكرة على ما يكفي من الحديد بحيث يمكن التقاطها بمغناطيس مشترك. بمرور الوقت ، طور المصنعون طرقًا لاستبعاد معظم النيتروجين والمحتويات المعدنية.
يمكن فصل بعض الماس المزروع في المختبر والذي تم تحديد أوجهه عن الماس الطبيعي بواسطة عالم أحجار كريمة مدرب باستخدام أدوات قياسية. باستخدام مجهر الأحجار الكريمة ، يمكن لعالم الأحجار الكريمة في بعض الأحيان تحديد شوائب أو ميزات أخرى فريدة من نوعها للماس المزروع HPHT أو الماس CVD أو الماس الطبيعي. غالبًا ما يحتوي الماس المزروع بـ HPHT على شوائب من تدفق المعدن المنصهر الذي ينمو فيه الماس. غالبًا ما يحتوي الماس المزروع بأمراض القلب والأوعية الدموية على شوائب صغيرة داكنة دقيقة. كانت التضمينات في الماس HPHT و CVD شائعة خلال الأيام الأولى للماس المزروع في المختبر ، ومع ذلك ، فقد قام العديد من مصنعي الماس بتحسين أساليبهم لتقليل هذه الشوائب.
يمكن للميكروسكوب الذي يتيح المراقبة تحت الإضاءة فوق البنفسجية أن يكشف عن ألوان الفلورسنت وأنماط النمو البلورية الفريدة من نوعها لإنتاج HPHT و CVD. لكن معظم علماء الأحجار الكريمة ليس لديهم هذه المعدات. حتى لو كان لدى عالم الأحجار الكريمة تلك المعدات ، والتدريب اللازم ، فلن يتم تحديد العديد من الماس على وجه اليقين. وبالتالي ، هناك حاجة إلى أدوات أكثر تطوراً.
