Domanda:
Perché non esistono equivalenti di diamanti economici?
Deep
2014-12-29 00:32:11 UTC
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Abbiamo recentemente appreso a scuola che i diamanti brillano perché sono molto densi otticamente, il che significa che impiega più tempo a passare attraverso di loro, il che significa che la luce si riflette totalmente internamente quando guardi un diamante, mentre nel vetro sarebbe passare attraverso quell'angolo.

Perché non siamo stati in grado di creare un materiale solido che sia così denso otticamente? È perché tali materiali sono rari, costosi o difficili da produrre o perché nessuno li ha esaminati?

Sì. Per quanto mi riguarda, puoi trasformare l'oro in piombo; ma non ne vale la pena.
Per quanto riguarda la ricerca di "alternative" o miglioramenti per altre cose (ad esempio bronzo, acciaio e compositi), il miglioramento di una proprietà è quasi sempre un compromesso per qualcos'altro. Se stai realizzando una struttura di qualche tipo, di solito ti interessano solo un paio di proprietà (modulo di Young, resistenza alla trazione) e le altre sono irrilevanti. A volte, però, ti interessano molte proprietà (colore, colabilità, patina, forza ...) è sempre più difficile.
E per i materiali cristallini, stai parlando di proprietà atomiche abbastanza fondamentali che sono quasi impossibili da controllare o manipolare razionalmente.
Due risposte:
Gimelist
2014-12-29 02:02:26 UTC
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Ci sono quattro proprietà che fanno sembrare un diamante un diamante. Li confronterò con i due migliori simulanti di diamanti al momento:

  1. cubic zirconia $ \ ce {ZrO2} $ - una forma speciale ("cubica") di ossido di zirconio. Non confonderlo con lo zircone, un minerale diverso con la forumula $ \ ce {ZrSiO4} $.
  2. moissanite $ \ ce {SiC} $ - il nome per la forma naturale del carburo di silicio, anche utilizzato per le varietà di pietre sintetiche di esso.

Quindi quali sono le differenze e perché nessuna di esse è un sostituto a tutto tondo per un diamante?

  1. Indice di rifrazione : determina la brillantezza . Questo è ciò di cui stavi parlando quando hai detto "densità ottica". Questo fondamentalmente significa la quantità di luce che il diamante riflette all'osservatore. Se cambi l'indice di rifrazione, devi anche cambiare leggermente il taglio del diamante per ottenere una brillantezza ottimale, e quindi il tuo "diamante" non sarà esattamente come un diamante. L'indice di rifrazione del diamante è 2,42. La moissanite è superiore: 2,65 e la zirconia cubica è inferiore: 2,17.
  2. Dispersione : determina il fuoco . Questo è quello che volevi dire quando hai detto che i diamanti brillano. Il fuoco è la proprietà dei diamanti per rompere la luce in diverse lunghezze d'onda creando così il caratteristico gioco di colori che si ottiene nei diamanti. Ecco la cosa interessante: la dispersione del diamante è 0,044 e, cosa interessante, la dispersione sia di zirconia cubica che di moissanite è maggiore: 0,060 e 0,104, rispettivamente. Quindi, in teoria, se consideri solo il fuoco (il gioco dei colori), entrambi hanno un aspetto migliore dei diamanti.
  3. Birifrangenza : (la mancanza di) determina la chiarezza. Quando guardi attraverso un diamante da tutte le angolazioni, puoi vedere chiaramente cosa c'è dietro. Questo vale anche per i cubic zirconia. Entrambi i minerali sono isotropi . D'altra parte, la moissanite è biriforme : raddoppierà l'immagine che vedi attraverso il minerale, facendolo apparire sfocato e perdere la chiarezza visiva.
  4. Durezza : sebbene non sia direttamente correlato alle proprietà ottiche, un minerale con una durezza maggiore manterrà il suo taglio netto. Se il taglio è danneggiato, la gemma non avrà un bell'aspetto e perderà il suo valore. Il diamante ha una durezza di 10, moissanite 9,25 e zirconia cubica 8,25. Nota che questa scala non è lineare: 10 è molto più difficile di 9 rispetto a 9 e 8, per esempio.

Come puoi vedere, nessuna delle alternative soddisfa pienamente l'intero insieme di proprietà che fanno un diamante. La moissanite può essere leggermente migliore, ma è anche più costosa. E ricorda: una delle cose più interessanti dei diamanti è la loro rarità e la loro presenza naturale. Nessun simulante sintetico può sostituirlo.

http://www.huffingtonpost.com/rohin-dhar/diamonds-are-bullshit_b_3708562.html i diamanti sono una cazzata (per alcuni)
@Jonny e non è per gli altri. La domanda riguardava i simulanti di diamanti, non se i diamanti sono rari e se dovrebbero essere preziosi. Detto questo, non ho mai amato i diamanti come gemme: 1. Sono (per lo più) incolori e questo è noioso. 2. Sono chimicamente troppo semplici per il mio cervello che ama la varietà degli elementi. Preferisco un po 'di tormalina: molto più bella e anche chimicamente interessante.
Michael DM Dryden
2014-12-29 01:08:35 UTC
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Esistono molti materiali sintetici che rientrano nella categoria "equivalente diamante economico". Se parliamo solo delle proprietà ottiche, la zirconia cubica ($ \ ce {ZrO2} $) è probabilmente la più familiare in quanto viene spesso utilizzata in gioielleria. Il suo indice di rifrazione non è così alto e non è così difficile, ma è abbastanza vicino che una buona parte di esso viene utilizzata per realizzare gioielli. Uno sviluppo più recente è la moissanite ($ \ ce {SiC} $ sintetica o naturale), che è dura quasi quanto il diamante e in realtà ha un indice di rifrazione più elevato. Esistono altri materiali sintetici con indici ancora più alti come il titanato di bario e il fosfuro di gallio, anche se generalmente le loro proprietà ottiche sono usate per cose come i laser.

Ovviamente siamo diventati abbastanza bravi a creare diamanti sintetici stesso. Tuttavia, vengono utilizzati solo per una piccola frazione di gioielli con diamanti. Non mi sorprenderebbe trovare uno sforzo concertato per commercializzare i diamanti naturali come superiori, dato quanto è redditizio il mercato dei diamanti delle gemme, il che potrebbe impedire un uso più ampio delle gemme. I diamanti sintetici sono diffusi nelle applicazioni industriali, tuttavia, dove i diamanti più piccoli vengono utilizzati per realizzare strumenti e le proprietà ottiche sono in gran parte irrilevanti.

L'uso di zirconi e diamanti sintetici nei gioielli è (credo) una questione di economia / psicologia piuttosto che di chimica. La maggior parte degli osservatori casuali non noterà la differenza a occhio, ma uno degli scopi dei gioielli è * essere costosi *. Quindi le persone che desiderano gioielli costosi non acquisteranno una versione più economica, non importa quanto possa sembrare simile, poiché non avrà lo stesso valore. Il diamante naturale è superiore * perché è difficile / costoso da ottenere *, non per le sue proprietà ottiche!
Probabilmente hai ragione. Immagino che se i diamanti fossero abbastanza economici da incollarli su qualsiasi cosa come gli strass, probabilmente perderebbero molto del loro fascino. Tuttavia, da quello che posso dire, i diamanti sintetici di qualità gemma sono in realtà più costosi dei diamanti estratti e sono utilizzati principalmente per gemme colorate poiché i diamanti naturali colorati sono molto rari.


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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