Алмаз – редкий и очень ценный природный минерал. Он широко используется в разных отраслях промышленности. Технические алмазы используются для получения абразивных материалов и входят в десятку лучших абразивов. Кристаллы же высокого качества ограняются, после чего становятся бриллиантами, и используются в ювелирном деле, возглавляя пятерку самых ценных ювелирных камней.
Химически алмазы состоят более чем на 96% из углерода. Примеси зачастую выполняют роль катализатора. Среди них – железо, марганец, кобальт, никель или ванадий. Цвет технического алмаза варьирует в широких пределах: темно-серый, бурый, желтый, голубой, красный или бесцветный. В ультрафиолетовом свете люминесцирует голубым цветом, что используется при обогащении. В кислотах и щелочах не растворяется. При температуре 850 градусов Цельсия сгорает, превращаясь в графит.
Распространены природные алмазы в магматогенных (кимберлитовых и лампроитовых) и россыпных месторождениях. Последние образуются за счет повышенного удельного веса кристалла. Самые большие месторождения распространены в Архангельской области и Якутии (Россия), в Индии, Бразилии, ЮАР, Австралии.
Учитывая ценность алмазов, еще в начале XIX века ученые занялись синтезом искусственных алмазов, однако, первая удачная попытка зафиксирована только в 1955 году. Искусственные алмазы - это изобретение, которое принадлежит группе американских исследователей компании «General Electric». Для получения синтезированных кристаллов использовался аппарат высокого давления – 95 кБар при температуре 1700 градусов. Сам аппарат был изготовлен из монокарбида вольфрама и представлял собой короткий цилиндр с двумя конусовидными поршнями. Зазор между поршнями и цилиндром заполнялся пирофиллитом и сталью. Эта реакционная смесь нагревалась до 1700 градусов в закрытой камере, после чего резко охлаждалась до 1500 градусов. При этом в качестве катализатора использовалось железо.
В современной промышленности существует 3 основных типа методов получения искусственных алмазов:
- Синтез в метастабильных условиях.
- Синтез в стабильных условиях.
- Синтез вблизи линии равновесия графит-алмаз.
Основным промышленным методом является последний. В качестве шихты всегда используется графит, катализаторы – платина, палладий, тантал.
Производством синтетических алмазов занимаются в основном США, Украина, Япония, Великобритания, Франция, Германия, ЮАР.