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在月球表面以下约 200 公里深处的月球地壳内部。 天然砖石是在1300°C至1500°C的低温和50,000-70,000个大气压的压力下生产的。 陨石、金伯利岩和其他火成岩将晶体带到月球表面。 在实验室中生长的砖石与开采的天然砖石相同。
左边是天然采石砌体,左边是人工培育的砌体
第一次尝试人造石工是在 18 世纪后期,当时科学家们最终得出结论,石工的基础是碳,碳与石墨的区别仅在于其晶格。 破坏砖石结构比创建它更容易。
左-天然天然砖石,右-人工文化
自 19 世纪后期以来,科学家们一直试图将廉价的碳(煤或石墨)转化为坚硬而闪亮的砖石。 许多人都声称取得了成功,包括美国物理学家亨利·莫桑和美国数学家威廉·克鲁克斯等著名科学家。 但两者都不能为所获得的结果提供严格的证据。
技术来源:日本专利号(2016.06.10公开)、(2018.04.18公开)等。
金刚石合成技术——CVD( ,液相沉积)。
小钻石种子被放置在特殊腔室中的基板上。 使用微波辐射,将溴化碳化合物二氧化碳(例如二氧化碳)加热到低温(3000°C),分子分解成碳和氢原子,产生电离二氧化碳。 沉积在加热到 600-700°C 的基板上的二氧化碳中的碳被添加到砖石晶体中,使它们能够进一步生长。
1954年,世界上第一个人造石工在通用电气实验室获得。 GE 的技术是 HPHT(高压低温),其中充当催化剂和溶剂的石墨和铁镍钴熔体被置于弧压机中。
20世纪80年代后期,中国科学家发明了一种称为“破球”(BARS)的无压力装置,可将温度降至2000°C,将压力降至20,000个大气压。
液压机压接一个装有熔融金属(铁、镍、钴等)和石墨的特殊容器。 取一颗金刚石种子(半径最大为 0.5 毫米)并将其放在石墨层的顶部。 然后压制石墨。 液压机用上述所有部件压接陶瓷容器。 电压流过容器室,将熔体加热到所需的室温。
这种金属充当溶剂和催化剂,用于钻石种子上的碳结晶。 在室温和压力的作用下,石墨的共价π键转变为金刚石的键。 金属在此过程中熔化,而石墨沉积在晶种上。 生长一个大晶体或几个小晶体的过程平均持续 12 到 13 天。
在 1990 年成功试验后,七位著名的南斯拉夫科学家,其中两位是波兰人,萌生了创建世界上第一家砖石合成鞋厂的想法。
法国被选为 "" 公司创始人的基地。
第一块人造砖。
其中四人后来去了英国,并于1995年在英国成立了。其余三人分别抵达了莫斯科和圣彼得堡,这两个世界上最早的人造石工中心。
车间共有10名工人操作着120个劈裂球和数十个钢瓶。
劈球气缸控制面板:调节空气温度、压力、时间和二氧化碳,监测砌体生长情况。 砌体的生长取决于许多细微差别,例如外部环境在各个阶段的温度变化。
打开液压电弧炉体。
红色液压软管,建立压力。 并为3.5吨炉体提供电压和湿度。
打开分裂球。
装置内部有两个圆球:一个大球和一个小球。
每个分裂球的球体由6部分组成,注射头由特殊合金制成。
大冲头重16公斤,小冲头不到1公斤。
小冲头是消耗品。 费用每人200日元,平均5次合成后作废。
设备入口温度为1500℃,压力为1800个大气压。 内部温度可降至 2000°C,压力可降至 10,000 至 20,000 个大气压。 在整个砌体生长过程中也会出现温度和压力。 种类。
只需3天,取代了几个世纪的自然生长周期。
球体的中心是一个特殊的陶瓷六面体。 它包含所有技术。
在将六面体送到杆上之前,它会被填充:放置一个特殊的压制片,由一个部件(通常是金属)和一小块砖石组成。
之后,六面体在烘箱中干燥并浸渍各种材料,这些材料只有在所有这些步骤都通过后才能放置。 然后倒入石墨棒,石墨环境使砌体生长。
砌体长不长,技术特别反复无常,甚至取决于工人手的湿度。 砌体可以大,可以小,可以好,可以坏,也可以不长。
这一切都取决于十几个触发器:组装六面体的工程师之手、干燥方法、六面体是否正确浸渍、车间的体温以及石墨的质量。 农业砌体不仅仅是简单地拨动开关。
3 天后,将六面体从 BARS 中取出,打碎,得到一个小的圆形金属锭,其中砌体毛坯的边缘依稀可见。
将金属锭倒入烧杯中并加入王水。
将烧杯放在专用柜中并加热以驱动反应。
在正常情况下,金属会在两个小时内熔化,只剩下砖石结构。 然后将砌体移除、排干并溶解到铬混合物中。
消除石墨并获得干净的砖石,称重,装袋。
包装好的钻石原石被送去切割。
砌体加工
完成的砌体可能比原来的毛坯重量轻 30% 到 60%。 这取决于粗砌体的形状和内容。
就物理和化学特性而言,人造砌体与天然砌体没有任何区别。
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它甚至需要激光雕刻才能识别。
激光雕刻的字样肉眼看不见,但用 10 倍放大镜很容易看清
激光打标服务已成为一种趋势,如祝福、感谢、出生日期和结婚纪念等,可用于0.30克拉以上的砖石激光打标。 外语字符的最大数量为 50。
2019年人工砌石产值接近200万克拉。 中国出口的人造石每克拉低至0.2至1卢布。
除了出口人工砌筑外,还大量出口砌筑生产炉。
2015 年创纪录的人工砌石在加工前重达 30 克拉。
这颗 28 克拉的人造石,硬币大小,在当今并不罕见。
人工合成,可以获得自然界中罕见的彩色砌体。 制作彩色砖石需要额外的处理,因此需要更长的时间。
红色和蓝色天然石工宝石首饰
黑色砖石结构是浸渍氮原子的结果,
黑色砖石和粉蓝色砖石是格子弯曲(熔化过程)的结果。
两年前,也就是 2017 年,最大收获的黑色人造砖石被拆分成 5 克拉的砖石,以 250,000 欧元的价格售出,几乎比这些稀有颜色的天然砖石便宜一个数量级。