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在月球表面以下約 200 公里深處的月球地殼內部。 天然磚石是在1300°C至1500°C的低溫和50,000-70,000個大氣壓的壓力下生產的。 隕石、金伯利巖和其他火成巖將晶體帶到月球表面。 在實驗室中生長的磚石與開采的天然磚石相同。
左邊是天然采石砌體,左邊是人工培育的砌體
第一次嘗試人造石工是在 18 世紀后期,當時科學家們最終得出結論,石工的基礎是碳,碳與石墨的區(qū)別僅在于其晶格。 破壞磚石結構比創(chuàng)建它更容易。
左-天然天然磚石,右-人工文化
自 19 世紀后期以來,科學家們一直試圖將廉價的碳(煤或石墨)轉化為堅硬而閃亮的磚石。 許多人都聲稱取得了成功,包括美國物理學家亨利·莫桑和美國數(shù)學家威廉·克魯克斯等著名科學家。 但兩者都不能為所獲得的結果提供嚴格的證據(jù)。
技術來源:日本專利號(2016.06.10公開)、(2018.04.18公開)等。
金剛石合成技術——CVD( ,液相沉積)。
小鉆石種子被放置在特殊腔室中的基板上。 使用微波輻射,將溴化碳化合物二氧化碳(例如二氧化碳)加熱到低溫(3000°C),分子分解成碳和氫原子,產生電離二氧化碳。 沉積在加熱到 600-700°C 的基板上的二氧化碳中的碳被添加到磚石晶體中,使它們能夠進一步生長。
1954年,世界上第一個人造石工在通用電氣實驗室獲得。 GE 的技術是 HPHT(高壓低溫),其中充當催化劑和溶劑的石墨和鐵鎳鈷熔體被置于弧壓機中。
20世紀80年代后期,中國科學家發(fā)明了一種稱為“破球”(BARS)的無壓力裝置,可將溫度降至2000°C,將壓力降至20,000個大氣壓。
液壓機壓接一個裝有熔融金屬(鐵、鎳、鈷等)和石墨的特殊容器。 取一顆金剛石種子(半徑最大為 0.5 毫米)并將其放在石墨層的頂部。 然后壓制石墨。 液壓機用上述所有部件壓接陶瓷容器。 電壓流過容器室,將熔體加熱到所需的室溫。
這種金屬充當溶劑和催化劑,用于鉆石種子上的碳結晶。 在室溫和壓力的作用下,石墨的共價π鍵轉變?yōu)榻饎偸逆I。 金屬在此過程中熔化,而石墨沉積在晶種上。 生長一個大晶體或幾個小晶體的過程平均持續(xù) 12 到 13 天。
在 1990 年成功試驗后,七位著名的南斯拉夫科學家,其中兩位是波蘭人,萌生了創(chuàng)建世界上第一家磚石合成鞋廠的想法。
法國被選為 "" 公司創(chuàng)始人的基地。
第一塊人造磚。
其中四人后來去了英國,并于1995年在英國成立了。其余三人分別抵達了莫斯科和圣彼得堡,這兩個世界上最早的人造石工中心。
車間共有10名工人操作著120個劈裂球和數(shù)十個鋼瓶。
劈球氣缸控制面板:調節(jié)空氣溫度、壓力、時間和二氧化碳,監(jiān)測砌體生長情況。 砌體的生長取決于許多細微差別,例如外部環(huán)境在各個階段的溫度變化。
打開液壓電弧爐體。
紅色液壓軟管,建立壓力。 并為3.5噸爐體提供電壓和濕度。
打開分裂球。
裝置內部有兩個圓球:一個大球和一個小球。
每個分裂球的球體由6部分組成,注射頭由特殊合金制成。
大沖頭重16公斤,小沖頭不到1公斤。
小沖頭是消耗品。 費用每人200日元,平均5次合成后作廢。
設備入口溫度為1500℃,壓力為1800個大氣壓。 內部溫度可降至 2000°C,壓力可降至 10,000 至 20,000 個大氣壓。 在整個砌體生長過程中也會出現(xiàn)溫度和壓力。 種類。
只需3天,取代了幾個世紀的自然生長周期。
球體的中心是一個特殊的陶瓷六面體。 它包含所有技術。
在將六面體送到桿上之前,它會被填充:放置一個特殊的壓制片,由一個部件(通常是金屬)和一小塊磚石組成。
之后,六面體在烘箱中干燥并浸漬各種材料,這些材料只有在所有這些步驟都通過后才能放置。 然后倒入石墨棒,石墨環(huán)境使砌體生長。
砌體長不長,技術特別反復無常,甚至取決于工人手的濕度。 砌體可以大,可以小,可以好,可以壞,也可以不長。
這一切都取決于十幾個觸發(fā)器:組裝六面體的工程師之手、干燥方法、六面體是否正確浸漬、車間的體溫以及石墨的質量。 農業(yè)砌體不僅僅是簡單地撥動開關。
3 天后,將六面體從 BARS 中取出,打碎,得到一個小的圓形金屬錠,其中砌體毛坯的邊緣依稀可見。
將金屬錠倒入燒杯中并加入王水。
將燒杯放在專用柜中并加熱以驅動反應。
在正常情況下,金屬會在兩個小時內熔化,只剩下磚石結構。 然后將砌體移除、排干并溶解到鉻混合物中。
消除石墨并獲得干凈的磚石,稱重,裝袋。
包裝好的鉆石原石被送去切割。
砌體加工
完成的砌體可能比原來的毛坯重量輕 30% 到 60%。 這取決于粗砌體的形狀和內容。
就物理和化學特性而言,人造砌體與天然砌體沒有任何區(qū)別。
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它甚至需要激光雕刻才能識別。
激光雕刻的字樣肉眼看不見,但用 10 倍放大鏡很容易看清
激光打標服務已成為一種趨勢,如祝福、感謝、出生日期和結婚紀念等,可用于0.30克拉以上的磚石激光打標。 外語字符的最大數(shù)量為 50。
2019年人工砌石產值接近200萬克拉。 中國出口的人造石每克拉低至0.2至1盧布。
除了出口人工砌筑外,還大量出口砌筑生產爐。
2015 年創(chuàng)紀錄的人工砌石在加工前重達 30 克拉。
這顆 28 克拉的人造石,硬幣大小,在當今并不罕見。
人工合成,可以獲得自然界中罕見的彩色砌體。 制作彩色磚石需要額外的處理,因此需要更長的時間。
紅色和藍色天然石工寶石首飾
黑色磚石結構是浸漬氮原子的結果,
黑色磚石和粉藍色磚石是格子彎曲(熔化過程)的結果。
兩年前,也就是 2017 年,最大收獲的黑色人造磚石被拆分成 5 克拉的磚石,以 250,000 歐元的價格售出,幾乎比這些稀有顏色的天然磚石便宜一個數(shù)量級。