Международный журнал 'Алмазы и Золото'

Природные ювелирные алмазы более 2 тысяч лет пользуются устойчивым спросом. В 1950-х годах появился ряд методов искусственного получения алмаза и близких по свойствам веществ, которые не способен отличить рядовой потребитель ювелирных изделий с бриллиантами. В начале 21 века лабораторные исследования вышли на уровень квалифицированного маркетинга Целый ряд отечественных и зарубежных фирм объявили о планах промышленного производства и сбыта ювелирных синтетических алмазов, бриллиантов и ювелирных изделий на их основе. Из-за режима коммерческой секретности и элементов маркетингового блефа вокруг ювелирной синтетики на ювелирном рынке создалась атмосфера нервозности. Себестоимость производства синтетики, мощности заводов, каналы сбыта, размер замаскированных розничных продаж были "как в тумане", хотя их роль в будущем мирового алмазного хозяйства представляются принципиально важными.

Авторские и патентные права в области синтетики

В международном патентном праве синтез монокристаллов алмазов относится к классу B 01 J 3/06. По базе данных Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (http://www.fips.ru) числится 142 патента, поданных как российскими, так и зарубежными заявителями. Принимая во внимание перекрестное патентование изобретений в развитых странах, можно предположить, что в мире действует около 1000 патентов по рассматриваемой теме.
Однако все патенты являются слабой базой для лицензионных соглашений. Дело в том, что все рассматриваемые патенты относятся к веществу промежуточного торгового смысла – сырому алмазу, который никакого прямого потребления не имеет.
Синтетический алмаз должен быть а) огранён, б) вмонтирован в потребительское изделие. Через двойную цепь переработки никто в мире не может отстаивать свои авторские права.
Поэтому патенты имеют только инженерно-научное значение. А их смысл – накопление авторитета конкретных специалистов. Опыт показывает, что в мире ценятся не патенты, а конкретные носители знаний. Именно они («мозги») котируются на мировом рынке и подвергаются котировкам спроса-предложения, а никак не патенты и не лицензии на них. Так, например, один из изобретателей технологии БАРС Борис Фейгельсон, сделавший свои основные открытия в Новосибирске, был приглашен в начале 1990-х годов в Белоруссию директором завода в Анино. Потом - в Москву (фирма «Базис»), в середине 1990-х годов перешёл на американскую фирму Gemesis, а в начале 2000-х годов уже был приглашен в инновационный инкубатор США Science Application International Corp. В настоящее время Фейгельсон получил работу в одном из крупнейших центров Военно-промышленного комплекса США - Naval Research laboratory.

Мировые мощности по производству синтетики

Известны два главных метода синтеза алмазов:
1. Выращивание зародыша вблизи равновесной фазовой границы алмаз-графит при высоких давлениях и высоких температурах;
2. Послойное наращивание из сильно неравновесной углеводородной плазмы.
Первый метод осуществляется в области 50 тысяч атмосфер и температуры примерно 1500 градусов по Цельсию. В международной литературе он получил общее название HTHP (high temperature high pressure), то есть «высокое давление + высокая температура».
Второй метод осуществляется при пониженном давлении и высокой температуре из простейших углеводородов типа метана; метод получил название CVD (Chemical Vapor Deposition), то есть химическое осаждение из газовой фазы. Это нестрогое название, поскольку газ только подают в реактор, а в реакционной зоне газ разлагается в плазму; правильнее было бы назвать метод «синтез из плазмы».

1. Метод HTHP
Метод HTHP научно определяется как "метод кристаллизации алмаза из углеродного раствора в условиях температурного градиента в металлическом расплаве на основе железа и никеля с использованием высоких давлений".

1.1. Российская технология БАРС
Технология БАРС (беспрессовый аппарат «Разрезная сфера») изобретена в 1989-1991 годах учеными Института геологии и геофизики Сибирского отделения АН СССР. В центре аппарата находится реакционная ячейка в форме цилиндра размером порядка 2 куб. см, изготовленная из керамики на основе диоксида циркония. Ячейка устанавливается в кубическое рабочее тело, которое сжимают элементы из твердого сплава типа ВК 10. Октаэдрическую полость сжимают 8 стальных секторов. Всё это после монтажа закрывается в шайбообразную бочку диаметром чуть больше 1 метра. Бочка
заполняется маслом, которое создаёт давление посредством насоса. К центральной ячейке подведён нагрев через коаксиальных графитовый электронагреватель. Температурный режим измеряется с помощью термопары с внешним автоматическим управлением.
Мировой парк БАРСов в 2007 г. составил примерно 300 штук. Основные владельцы это: 1) «Адамас БГУ» (Минск) - 118 (плюс монтируется 36); 2) фирма в США Gemesis (USA) – 100 шт.; 3) фирма «Высокие Оптические Технологии (Москва) – 30 шт.
Типичный процесс для синтеза одного каратника длится 100 часов, уникальные процессы длятся до 300 часов (иногда выходят 5-6 каратники) Средняя производительность аппарата (с учётом неудачных и «холостых» пусков) 3 карат –в месяц. При загрузке оборудования 70% в мире может производиться 7 тыс. карат синтетики в год с размером порядка 1 карата каждый кристалл. То есть бриллиантовое производство может достичь 4 тыс. карат весовой группы 0.30-0.50 карат ярко желтого или коричневого цвета. Разумеется, для мирового ювелирного рынка изделий с бриллиантами это ничтожная величина, не превышающая 0,1%.

1.2 Китайская технология FG
В 1992 году в Китае была создана Цзилиньская зона высоких технологий, которая должна была решить амбициозную задачу: разработать дешевую технологию и наладить промышленное производство синтетических алмазов в масштабе, способном обеспечить потребность не только своей страны, но и всего мира. Китайцы обратились за помощью в киевский Институт сверхтвердых материалов. В результате китайцы разработали собственный полный спектр необходимого оборудования, где настоящим «бриллиантом» оказался многопуансонный пресс для синтеза алмаза. Для синтеза монокристаллов в Китае была освоена технология FG (film growth). Китайцы смогли развить технологию на основе этого метода и научились получать монокристаллы до 1 карата хорошего механического качества, но интенсивной желто-коричневой гаммы.
Мощности и объемы производства неизвестны.

2. Метод CVD
Самыми известными компаниями, использующими данную технологию, являются: Element Six (дочерняя фирма Де Бирс), Apollo Diamond (США), Геофизическая лаборатория Института Карнеги (США). Число установок синтеза в мире можно оценить в 100, причем большинство из них ориентировано на технические цели.
Только Apollo Diamond ставит ювелирные цели; по данным журнала USA Today у фирмы 5 установок синтеза, способных производить 5 карат в неделю. Оборудование позволяет получать в основном коричневые алмазы – от светлого до темного оттенков.

Механизмы подключения к Алмазному трубопроводу

Синтетические алмазы имеют возможность поступить на потребительский рынок через 3 главных «подключения».
1. Оптовики
Крупнейшим оптовиком является фирма Chatham Created Gems из Сан-Франциско, управляемая семейством Чатемов – Томом и Серенной. Они работают и с «русским» товаром (из РФ и Белоруссии), и с китайским.
Таиландская фирма Таирус, созданная Вальтером Баршаи, с 1989 г. работает с российскими производителями синтетических полудрагоценных и драгоценных камней. В области синтетических алмазов его партнёром является известных специалист из Новосибирска Ю.Н.Пальянов.
Имеет репутацию оптовика выходец из СССР Алекс Гриценко, ведущий дела через в США (Russian Collored Stones – необх. Проверить правильность написания Collored (если имеются вижу цветные камни, то д.б. Colored) , Lucent Diamonds, Ultimate Created Diamond). Объёмы их бизнеса неизвестны.

2. Ювелиры
Питерская фирма «Грингор» открыто заявляла в 2000 г. о производстве опытной партии ювелирных изделий с синтетическими алмазами. Объёмы продаж неизвестны.
Летом 2007 г. американская фирма Pintura Cultured Diamond Corporation объявила о выпуске серег, колец и кулонов с синтетическими алмазами марки Gemesis™ Diamonds. Кроме того, американский дизайнер кожгалантереи Тарин Роуз (Taryn Rose) объявил о намерении создать к лету 2008 г. ювелирную коллекцию с синтетическими алмазами, которую он планирует продавать через сеть магазинов Neiman Marcus and Saks в Нью-Йорке.
Есть и косвенные данные. Так, 1-2 июня 2006 г. в Минске прошёл Международный научно-практический семинар "Применение синтетических алмазов в ювелирном производстве и способы их идентификации" (в Белорусском государственном университете). В работе семинара приняли участие специалисты компаний, торгующих алмазами или применяющих их в производстве, а также ювелирных заводов и фирм из России, Украины, Польши, Латвии и Чехии.

3. «Биологические» конторы
В 2006 г. российская компания New Age Diamonds, специализирующаяся на изготовлении синтетических алмазов ювелирного качества, вышла на японский рынок с новым продуктом, названным “Heart-In Baby Diamond”, - искусственным бриллиантом, сделанном из волос новорожденных детей.
Heart-In Baby Diamond является последним дополнением к линейке памятных алмазов, которые изготовляются по заказу из волос человека или шерсти животного (живого или умершего). Цены на новинку колеблются от 00 за светло-желтый бриллиант весом в 0,2 карат и до 000 за алмаз весом 0,8 карат цвета красный хамелеон.
ООО «Бриллиант Души» из Санкт-Петербурга (создан в 2005 г.) предлагает аналогичную услугу.
Британская компания LifeGem вырастила из локона композитора Людвига Ван Бетховена алмаз в 0,56 карат и выставила его на аукционe Bay.

Алмаз защищает себя сам

Почему все драгоценные камни уже пали под нашествием синтетических аналогов, а алмаз нет?
Наш вывод таков: алмаз сам себя защищает, своими предельными физико-химическими свойствами, в частности, диаграммой состояния углерода.
Технология высокотемпературных процессов дошла до своих естественных пределов из-за опробования всех высокотемпературных материалов. Действительно, при температурах синтеза по методу HTHP устойчива и инертна только керамика; но это на пределе технологии - сжимать хрупкую «колбу» до 50 тыс. атмосфер и при этом контролировать температурный градиент в ячейке синтеза, а также следить за реальным давлением в атомарной зоне синтеза алмаза.
Что касается послойного осаждения углеродных радикалов из среднетемпературной плазмы, то тут не менее сложные технические проблемы. В частности, необходимо по мере роста алмаза юстировать приповерхностную плазму, что не ясно даже на теоретическом уровне.

Выводы

1. Современное производство синтетических алмазов не представляет никакой угрозы массовому и элитному секторам ювелирного рынка, поскольку ни одна технология не «выдаёт на гора» светлые (белые) алмазы по конкурентной цене.
2. Максимально, на что способна синтетика желто-коричневой гаммы, - это занять незначительные ниши "на окраине" мирового ювелирного рынка, например у коллекционеров «всего искусственного», поклонников «кислотного стиля», любителей оригинальных ритуальных услуг и других «меньшинств»
3. Уровень развития технологий исключает возможность заметных прорывов в синтезе алмазов в обозримом будущем.
4. Разведанные запасы натуральных алмазов и совершенствование горно-рудных и обогатительных технологий сохранят за природными ювелирными алмазами конкурентные преимущества на длительную перспективу, оцениваемую в 50-100 лет.

Владимир Тесленко, кандидат химических наук