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Métodos utlizados para
sintetizar diamantes
Para la fabricación en serie de los diamantes sintéticos o "cultured diamonds" se siguen utilizando las primigenias prensas hidráulicas necesarias para comprimir con pistones el carbono, utilizadas en décadas anteriores.
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Los métodos
Según ha avanzado la tecnología, es cada vez más complicado diferenciar la calidad de un diamante natural con otro sintético. Para detectar las diferencias es necesario analizar la estructura química de la gema, único método existente para diferenciar uno del otro.
Desde los años cincuenta, los científicos producen réplicas cada vez más precisas depositando cuidadosamente átomos de carbono en diminutas semillas de diamante, naturales o sintéticas, a una presión y temperatura extrema.
Semilla de diamante utilizada para la sintetización
En diciembre de 1954 los investigadores liderados por el doctor H. Tracy Hall lograron fabricar la primeras piedras sintéticas de pobre calidad, pero muy próxima en aspecto y composición a los diamantes naturales. Para ello necesitaron varios años de experimentación y construir una prensa gigante denominada "Birdsboro Double-Acting Press", construida en Pasadena, California, para la que fueron necesarios dos años de construcción y 125.000 dólares de inversión.
El método utilizado consistía en provocar 1.000 toneladas de presión con dos ramificaciones preparadas en la prensa. Sin embargo, hubo otra prensa mucho más pequeña denominada "Watson-Stillman" utilizada por los mismos investigadores que proporcionó resultados similares, e incluso anteriores a la fecha establecida por General Electric como la oficial. Se trataba de una antigua prensa de agua con tres bombas de presión usada anterioromente para la experimentación de filamentos de bombillas de tungsteno.
En la actualidad, las máquinas utilizadas para recrear y simular las condiciones existentes bajo la corteza terrestre, mantienen el mismo concepto tecnológico aplicado en las primerizas, pero están optimizadas para dar resultados extremadamente perfectos: pequeñas piezas de carbono o grafito sometidas a temperaturas y presiones extremas, transformadas en diamantes de una calidad excepcional.
Se trata de gemas que requieren días u horas para producirlas artificialmente, mientras que la naturaleza necesitó varios miles de millones de años, con una composición y apariencia exacta a los naturales, es decir una réplica con un elevado grado de precisión en calidad y tamaño.
Pero si los resultados que se consiguen con las prensas ideadas en décadas anteriores ofrecen una calidad perfecta en los diamantes, en los últimos años, científicos y físicos rusos han perfeccionado unas prensas esféricas que permiten producir gemas de mayor transparencia y con mayor rapidez, gracias a un mejor control de la deposición de la semilla y de la temperatura en torno a ella, lo que permite eliminar imperfecciones que los joyeros solían detectar fácilmente con una lente de aumento.
Uso joyero, uso industrial
En la imagen superior, se aprecia la textura del primer diamante mezclado con grafito sintetizado en el laboratorio de General Electric Company de en Schenectady, Nueva York.
Diamond Synthesis Process
También denominado síntesis a alta presión o método de alta temperatura alta presión
En la producción de diamantes sintéticos se cuida que la semilla de carbono o grafito crezca lentamente y así que queden imperfecciones visibles, éstos serán utilizados en la industria joyera. Se asemeja al proceso utilizado en el cultivo de las perlas artificiales por ser determinante el tiempo de crecimiento, al igual que lo es la presión y la temperatura que se aplica.
Sin embargo, para los diamantes industriales utilizados en herramientas y productos abrasivos, las imperfecciones no afectan al producto final, porque lo único que se requiere es la dureza del diamante, por ello se aplica un método de crecimiento rápido recubriendo el diamante policristalino, que hace de semilla, por sedimentación química por vapor (CVD).
Diamante sintético produdico por CVD.
Chemical Vapour Deposition
La sedimentación química por vapor o "chemical vapour deposition" (CVD) es la tecnología que se ha implantado a nivel masivo, principalmente por los mayoristas de diamantes artificiales para la industria, como General Electric Company o Element Six, por nombrar algunos, para producir diamantes industriales y materiales "superduros".
Element Six, fabricante especialista de diamantes artificiales para herramientas abrasivas y de corte, incorporó recientemente a su gama de productos diamantes de fábrica producidos por sedimentación química de vapores, lo que les ha permitido acceder a un nuevo mercado de tecnología donde se requieren diamantes sofisticados.
El método CVD o sedimentación química por vapor, provoca el crecimiento de cristales mediante la descomposición termal de los átomos con reacciones químicas provocadas por gases como el metano. Se aplica una variante denominada "physical vapour deposition (PVD) y hace que el cristal crezca físicamente.
Sintetizar o imitar
Además de sintetizar diamantes, también se han investigado modos de imitarlos, con cristales de carbón o sedimentos de diversos elementos químicos.
Las primeras imitaciones de diamantes que se obtuvieron fueron gemas hechas con circonio cúbico. Al estar producidas en polvo de óxido de circonio sedimentado con óxido de calcio o de magnesio y fundido a presión alta y tempreatura alta, sin utilizar átomos y cristales de carbono, no pueden identificarse como diamantes sintéticos. Son imitaciones muy sensibles a los detectores térmicos.
En la categoría de Creatividad, se hace un recorrido por las imitaciones de diamantes aplicadas al diseño de productos.
SUGERENCIA
La iniciativa Diamond at Work™ es una marca independiente que hace de paraguas para todos los productos que contienen diamante industrial.
Puede encontrar más información sobre esta iniciativa en el sitio web oficial.
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