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 выращивания больших кристаллов требуется
длительное время. Способы получения ювелирных алмазов не патентовались до 1967 г., когда Роберт Уэнторф, наконец, добился успеха в выращивании алмаза на затравке . Оказалось, что затравочный кристалл необлодим для предотвращения кристаллизации графита даже тогда, когда условия опыта соответствуют области кристаллизации алмаза. Наиболее труд-чая проблема при выращивании крупных кристаллов алмаза высокого качества заключается в необходимости поддержания таких условий в области его стабильности, при которых скорость кристаллизации будет невелика. В используемой Уэиторфом методике затравочный 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 серьезной 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 в час, поэтому для выращивания кристалла такого размера требуется 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 1 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 и 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 присутствует в 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 в природе.