الامارات 7 - الألماس الصناعي، المعروف أيضًا بالألماس المزروع أو الألماس المستنبت أو الألماس المصنّع مخبريًا، يتم تصنيعه من خلال تعريض الغرافيت (الكربون) وبذور الألماس لدرجات حرارة وضغوط شديدة تشابه تلك التي يتعرض لها الألماس الطبيعي في باطن الأرض. هذا التحول إلى ألماس صناعي يحدث خلال فترة زمنية قصيرة تمتد لأسابيع، مقارنةً بالألماس الطبيعي الذي يتطلب ملايين السنين لتشكله. يتميز الألماس الصناعي بخصائص فيزيائية وكيميائية وبصرية مشابهة للألماس الطبيعي، مثل القساوة، الموصلية للحرارة، والعزل الكهربائي، ولكنه يأتي بسعر أقل. نظراً للتكاليف العالية للتحضير، يتم إنتاج كميات محدودة منه.
طرق تحضير الألماس الصناعي
الضغط والحرارة المرتفعة (HPHT): في هذه الطريقة، تُزرع بذور الألماس في قطعة من الكربون تحت ضغط عالٍ يتراوح بين 5000 و6000 باسكال وحرارة تتراوح بين 1300 و1600 درجة مئوية. تتسبب هذه الظروف في ذوبان الكربون وتكوين الألماس حول بذور الألماس الأولية. تُستخدم هذه الطريقة لتحسين جودة الألماس المنخفضة وإنتاج الألماس بألوان متنوعة مثل الوردي والأزرق والأصفر.
ترسيب البخار الكيميائي (CVD): يتم تحضير الألماس باستخدام درجات حرارة أقل تتراوح بين 700 و1300 درجة مئوية وضغط أقل. تُوضع بذور الألماس في غرفة مفرغة ويُضخ فيها غاز مشبع بالكربون مثل الميثان والهيدروجين. يتم تأيين الغاز وتكسير روابطه الجزيئية، مما يسمح للكربون النقي بالتراكم على البذور وتبلورها لتكوين الألماس.
تاريخ تحضير الألماس الصناعي
بدأت عملية تحضير الألماس الصناعي في خمسينيات القرن الماضي، حيث تم إنتاج ألماسات صغيرة باستخدام طرق محددة. منذ منتصف التسعينات، تم استخدام طرق متقدمة مثل (CVD) لإنتاج بلورات أكبر وبجودة أفضل.
استخدامات الألماس الصناعي
يستخدم الألماس الصناعي بشكل أساسي في التطبيقات الصناعية، ولكن له استخدامات متنوعة تشمل:
صناعة المجوهرات مثل العقد والخواتم.
تصنيع آلات الحفر والقطع المناشير ذات الرؤوس الماسية.
تكنولوجيا الإلكترونيات وشبه الموصلات، حيث تساعد ألماسات الصناعية في منع السخونة الزائدة.
مجال البصريات، حيث تُستخدم في نقل الأشعة تحت الحمراء والميكروويف.
أجهزة الكشف عن الإشعاع.
التمييز بين الألماس الصناعي والطبيعي
التمييز بين الألماس الصناعي والطبيعي ليس سهلاً، حيث يتشابهان بدرجة كبيرة. ومع ذلك، يمكن للخبراء استخدام أدوات وتقنيات متخصصة للتمييز بينهما، مثل:
تقارير الدرجات (GCAL/IGI): تُعد من أفضل الطرق لتوثيق وتحديد نوع الألماس.
التكبير: تُستخدم أدوات التكبير لفحص طبيعة الشوائب، التي قد تكون مختلفة بين الألماس الطبيعي والصناعي.
اختبار انعكاس الضوء: يظهر بعض الاختلاف بين الألماس الصناعي والطبيعي من خلال كيفية انعكاس الضوء.
طرق تحضير الألماس الصناعي
الضغط والحرارة المرتفعة (HPHT): في هذه الطريقة، تُزرع بذور الألماس في قطعة من الكربون تحت ضغط عالٍ يتراوح بين 5000 و6000 باسكال وحرارة تتراوح بين 1300 و1600 درجة مئوية. تتسبب هذه الظروف في ذوبان الكربون وتكوين الألماس حول بذور الألماس الأولية. تُستخدم هذه الطريقة لتحسين جودة الألماس المنخفضة وإنتاج الألماس بألوان متنوعة مثل الوردي والأزرق والأصفر.
ترسيب البخار الكيميائي (CVD): يتم تحضير الألماس باستخدام درجات حرارة أقل تتراوح بين 700 و1300 درجة مئوية وضغط أقل. تُوضع بذور الألماس في غرفة مفرغة ويُضخ فيها غاز مشبع بالكربون مثل الميثان والهيدروجين. يتم تأيين الغاز وتكسير روابطه الجزيئية، مما يسمح للكربون النقي بالتراكم على البذور وتبلورها لتكوين الألماس.
تاريخ تحضير الألماس الصناعي
بدأت عملية تحضير الألماس الصناعي في خمسينيات القرن الماضي، حيث تم إنتاج ألماسات صغيرة باستخدام طرق محددة. منذ منتصف التسعينات، تم استخدام طرق متقدمة مثل (CVD) لإنتاج بلورات أكبر وبجودة أفضل.
استخدامات الألماس الصناعي
يستخدم الألماس الصناعي بشكل أساسي في التطبيقات الصناعية، ولكن له استخدامات متنوعة تشمل:
صناعة المجوهرات مثل العقد والخواتم.
تصنيع آلات الحفر والقطع المناشير ذات الرؤوس الماسية.
تكنولوجيا الإلكترونيات وشبه الموصلات، حيث تساعد ألماسات الصناعية في منع السخونة الزائدة.
مجال البصريات، حيث تُستخدم في نقل الأشعة تحت الحمراء والميكروويف.
أجهزة الكشف عن الإشعاع.
التمييز بين الألماس الصناعي والطبيعي
التمييز بين الألماس الصناعي والطبيعي ليس سهلاً، حيث يتشابهان بدرجة كبيرة. ومع ذلك، يمكن للخبراء استخدام أدوات وتقنيات متخصصة للتمييز بينهما، مثل:
تقارير الدرجات (GCAL/IGI): تُعد من أفضل الطرق لتوثيق وتحديد نوع الألماس.
التكبير: تُستخدم أدوات التكبير لفحص طبيعة الشوائب، التي قد تكون مختلفة بين الألماس الطبيعي والصناعي.
اختبار انعكاس الضوء: يظهر بعض الاختلاف بين الألماس الصناعي والطبيعي من خلال كيفية انعكاس الضوء.