От алмаза до бриллианта

В итоге разнообразных исследовательских работ было установлено, что для получения искусственных алмазов необходимы необычайно высокие температура и, главное, давление. Высокие — но какие? Нужно было получить несколько вполне конкретных цифр, для чего необходимо было решить задачу чрезвычайной сложности — расшифровать природные закономерности.

Именно это и было совершено советским ученым Овсеем Ильичом Лейпунским. В 1939 г. он опубликовал свою знаменитую теоретически рассчитанную диаграмму — диаграмму фазового состояния углерода в различных условиях. Из диаграммы следовало, что для перехода графита в алмаз необходимы температуры около 2000 °C и давления не менее 6 ГПа. Кроме того, О. И. Лейпунский обосновал необходимость применения специальных растворителей (жидких металлов) для ускорения перехода графита в алмаз. Сформулированное этим ученым рациональное сочетание трех условий, необходимых для синтеза алмазов (значения температуры, давления и наличие определенной среды), лежит в основе подавляющего большинства современных методов производства синтетических алмазов при высоких статических давлениях.

Итак, после публикации О. И. Лейпунского стало ясно, как превратить графит в алмаз. Осталось технически реализовать эту идею. И во многих странах мира закипела работа, однако с началом второй мировой войны она была почти везде практически свернута. И наверное, не случайно, что первой страной, где удалось получить синтетические алмазы, стала не участвовавшая в войне нейтральная Швеция, где в 1953 г. успеха добилась группа под руководством Б. Платена и Э. Лундблада, работавшая под эгидой Всеобщей шведской электрической компании (ASEA).

Однако компания столь тщательно засекретила свой успех, что о нем стало известно лишь спустя десять лет.

Параллельно аналогичные работы велись и в других странах. В США крупнейшая компания «Дженерал электрик» перед войной заключила договор с группой физиков, возглавляемых У. Бриджменом. Компания предоставила ученым полную свободу действий и неограниченные средства. В 1953 г. была изготовлена мощная установка «Белт», на которой достигалось давление в 20 ГПа при температуре 5000 °C. И после ряда неизбежных неудач 16 декабря 1954 г. на установке «Белт» были получены синтетические алмазы. «Дженерал электрик» запатентовала свое открытие и приступила к промышленному производству искусственных алмазов в 1955 г., опередив первооткрывателей шведов, слишком перемудривших с засекречиванием. В 1957 г. компания объявила, что изготовила 100 тыс. карат алмазных порошков и что стоят они чуть-чуть дороже порошков из природных алмазов.

После войны проблема получения искусственных алмазов чрезвычайно остро встала и в нашей стране. Поставки алмазного инструмента по ленд-лизу прекратились, отечественные природные алмазы пока еще не имели промышленного значения, а синтетические алмазы продавались американскими и шведскими фирмами по ценам, сопоставимым с ценами бриллиантов. Поэтому Академией наук СССР было поручено трем ученым — Л. Ф. Верещагину, Ю. Н. Рябинину и В. А. Галактионову — продолжить начатые еще перед войной работы по синтезу алмазов. И в 1958 г. были получены первые советские синтетические алмазы (из них были изготовлены сувенирные гравировальные карандаши, один из них преподнесен в дар академику П. Л. Капице). В 1960 г. на экспериментальной аппаратуре ученые добились стабильного получения искусственных алмазов.

Однако одно дело — получать синтетические алмазы на лабораторной установке, и совсем другое — разработать промышленную технологию и наладить производство алмазов в масштабах, обеспечивающих все потребности отечественной промышленности. Нужны были люди, готовые принять на себя большую ответственность по организации такого уникального производства. И такие люди конечно нашлись.

В том же 1960 г. в Москве встретились Л. Ф. Верещагин и В. Н. Бакуль, тогда возглавлявший Центральное конструкторско-технологическое бюро (ЦКТБ) твердосплавного и алмазного инструмента в Киеве. И уже на следующий день после этой встречи Л. Ф. Верещагин был в Киеве, а вскоре туда на двух 5-тонных грузовиках были доставлены две установки для синтеза алмазов.

Прошло 11 месяцев, и вот в октябре 1961 г. на Киевском вокзале в Москве с поезда сошел пассажир с портфелем. Его сопровождали двое молодых людей. Пассажиром был В. Н. Бакуль, а сопровождающими — его научные сотрудники. В портфеле же находились синтетические алмазы — первый промышленный выпуск синтетических алмазов в СССР.

На XXII съезде КПСС президент Академии наук СССР академик М. В. Келдыш сообщил делегатам о том, что советские ученые разработали метод получения синтетических алмазов. На стол президиума съезда лег пакет с содержимым пакета В. Н. Бакуля.