алмаз

  1. Фізико-механічні властивості правити
  2. Знаходження алмазів в природі правити
  3. Історія видобутку алмазів в Росії правити
  4. синтетичні алмази правити
  5. синтез правити
  6. натуральні алмази правити
  7. синтетичні алмази правити
  8. огранювання алмазів правити
  9. діагностика алмазу правити

Алмаз (С) * мінерал * Підпис: Алмаз в материнській породі

  • Колір: зазвичай жовтий, коричневий, сірий або безбарвний. Рідше зустрічаються блакитні, зелені, чорні та ін.

Властивості алмаза Формула З Колір риси безбарвна блиск Алмазний прозорість Прозорий, напівпрозорий Спайність Зроблена за (111) сингония кубічна структура структура алмазу Параметр решітки (Сторона куба) 3,57 ангстрем твердість 10 Злам раковистий Домішка - щільність 3,5 - 3,53 коефіцієнт заломлення 2,402-2,465 Властивості алмаза Формула З Колір риси безбарвна блиск Алмазний прозорість Прозорий, напівпрозорий Спайність Зроблена за (111) сингония кубічна структура структура алмазу Параметр решітки (Сторона куба) 3,57 ангстрем твердість 10 Злам раковистий Домішка - щільність 3,5 - 3,53 коефіцієнт заломлення 2,402-2,465

елементарна комірка алмазу

Алмаз (від араб. ألماس, 'almās, тур. elmas, яке йде через араб. з грец. ἀδάμας - «незламний») - мінерал , одна з аллотропних форм вуглецю .

Фізико-механічні властивості правити

Головні відмінні риси алмазу - найвища серед мінералів твердість , Найбільш висока теплопровідність серед всіх твердих тіл, великі коефіцієнт заломлення і дисперсія . алмаз є діелектриком . У алмазу дуже низький коефіцієнт тертя по металу на повітрі - всього 0,1, що пов'язано з освітою на поверхні кристала тонких плівок ания зростає і досягає 0,5-0,55. Низький коефіцієнт тертя обумовлює виняткову зносостійкість алмазу на стирання. Для алмазу також характерні найвищий (в порівнянні з іншими відомими матеріалами) модуль пружності і найнижчий коефіцієнт стиснення. Енергія кристала складає 105 Дж / г-ат, енергія зв'язку 700 Дж / г-ат - менше 1% від енергії кристала.

Температура плавлення алмазу становить 3700-4000 ° C. на повітрі алмаз згорає при 850-1000 ° С, а в струмені чистого кисню горить слабо-блакитним полум'ям при 720-800 ° С, повністю перетворюючись в кінцевому рахунку в вуглекислий газ. При нагріванні до 2000 ° С без доступу повітря алмаз переходить в графіт за 15-30 хвилин [1] . Середній показник заломлення безбарвних кристалів алмазу в жовтому кольорі дорівнює приблизно 2,417, а для різних кольорів спектра він варіюється від 2,402 (для червоного) до 2,465 (для фіолетового). Здатність кристалів розкладати біле світло на окремі складові називається дисперсією . Для алмазу дисперсія дорівнює 0,063.

Одним з важливих властивостей алмазів є люмінесценція . Під дією сонячного світла і особливо катодних , ультрафіолетових і рентгенівських променів алмази починають люминесцировать - світитися різними кольорами. Під дією катодного і рентгенівського випромінювання світяться всі різновиди алмазів, а під дією ультрафіолетового - тільки деякі. Рентгенолюмінесценція широко застосовується на практиці для вилучення алмазів з породи.

великий коефіцієнт заломлення , Поряд з високою прозорістю і високою дисперсією світла (гра кольору) робить алмаз одним з найдорожчих дорогоцінних каменів (поряд з смарагдом і рубіном , Які змагаються з алмазом за ціною). Алмаз в природному вигляді не вважається гарним. Красу надає алмазу ограновування , Що створює умови для багаторазових внутрішніх відображень. Огранований алмаз називається діамантом .

Знаходження алмазів в природі правити

Природний алмаз-самородок

Алмази - рідкісний, але разом з тим досить широко поширений мінерал. Промислові родовища алмазів відомі на всіх континентах, крім Антарктиди . Відомо кілька видів родовищ алмазів. Уже кілька тисяч років тому алмази в промислових маштабах добувалися з розсипних родовищ . Тільки до кінця XIX століття , Коли вперше були відкриті алмазоносних кімберлітові трубки , Стало ясно, що алмази не утворюються в річкових відкладеннях.

Про походження і вік алмазів досі немає точних наукових даних. Вчені дотримуються різних гіпотез - магматичної, мантійної, метеоритної, флюидной, є навіть кілька екзотичних теорій. Більшість схиляються до магматичної і мантійної теоріям, до того, що атоми вуглецю під великим тиском (як правило, 50000 атмосфер) і на великий (приблизно 200 км) глибині формують кубічну кристалічну решітку - власне алмаз. Камені виносяться на поверхню вулканічної магмою під час формування так званих «трубок вибуху».

Вік алмазів, за даними деяких досліджень, може бути від 100 мільйонів до 2,5 мільярдів років.

відомі метеоритні алмази, позаземного, можливо - досолнечного, походження. Алмази також утворюються при ударному метаморфизме при падінні великих метеоритів , Наприклад, в Попигайського астроблема на півночі Сибіру .

Крім цього, алмази були знайдені в кровлевих породах в асоціаціях метаморфізму надвисоких тисків, наприклад в Кумдикульском родовищі алмазів на Кокчетавская масиві в Казахстані .

І Імпактний, і метаморфічні алмази іноді утворюють дуже масштабні родовища, з великими запасами і високою концентрацією. Але в цих типах родовищ алмази крейда настільки, що не мають промислової цінності.

Промислові родовища алмазів пов'язані з кімберлітових і лампроїтові трубками, приуроченим до стародавніх КРАТОН . Основні родовища цього типу відомі в Африці , Росії , Австралії і Канаді .

За оцінкою компанії « Де Бірс », В 2004 видобуток алмазів (у вартісному вираженні) в країнах-лідерах склала:

Історія видобутку алмазів в Росії правити

В Росії перший алмаз був знайдений 4 липня 1829 року на Уралі в Пермській губернії на Хрестовоздвиженському золотій копальні чотирнадцятирічним кріпаком Павлом Поповим, який знайшов кристал, промиваючи золото. За полукаратний кристал Павло отримав волю. Павло привів вчених, учасників експедиції німецького вченого Олександра Гумбольдта , На те місце, де він знайшов перший алмаз (зараз це місце називається Алмазний ключик (за однойменним джерела) і розташоване приблизно в 1 км від сел. Промислу недалеко від старої автомобільної дороги, що зв'язує селища Промислу і Тепла Гора гірничозаводського району Пермського краю ), І там було знайдено ще два невеликих кристала. За 28 років подальших пошуків був знайдений тільки 131 алмаз загальною вагою в 60 карат.

Перший алмаз в Сибіру був знайдений неподалік від міста Енисейска в листопаді 1897 року на річці Млинській. Розмір алмазу становив 2/3 карата . Через малого розміру виявленого алмазу, і брак фінансування розвідка алмазів не велась. Наступний алмаз був виявлений в Сибіру в 1948 році .

Пошук алмазів в Росії вівся майже півтора століття, і тільки в середині 50-х років були відкриті багатющі корінні родовища алмазів в Якутії . 21 серпня 1954 року геолог Лариса Попугаева відкрила першу кімберлітові трубку за межами Південної Африки [2] . Її назва була символічно - «Зірниця» . Наступною стала трубка «Світ» , Що теж було символічно після Великої Вітчизняної війни . Була відкрита трубка «Вдала» . Такі відкриття послужили початком промислового видобутку алмазів на території СРСР. На даний момент левова частка видобутих в Росії алмазів припадає на якутські горнообрабативающіе комбінати.Кроме того, велике родовище алмазів знаходиться на території Красновишерском району Пермського краю .

синтетичні алмази правити

Передумови і перші спроби правити

В 1694 році італійські вчені Дж. Аверані і К.-А. Тарджоні при спробі сплавити кілька дрібних алмазів в один великий виявили, що при сильному нагріванні алмаз згорає, як вугілля. В 1772 році Антуан Лавуазьє встановив, що при згорянні алмазу утворюється диоксид вуглецю [3] . У 1814 році Гемфрі Деві і Майкл Фарадей остаточно довели, що алмаз є хімічним родичем вугілля і графіту.

Відкриття наштовхнуло вчених на думку про можливість штучного створення алмазу. Перша спроба синтезу алмаза була зроблена в 1823 році засновником Харківського універститету Василем Каразіним , Який при сухій перегонці деревини при сильному нагріванні отримав тверді кристали невідомої речовини. У 1893 році професор К. Д. Хрущов при швидкому охолодженні розплавленого срібла, насиченого вуглецем, також отримав кристали, дряпати скло і корунд. Його досвід був успішно повторений Анрі Муассаном , Який замінив срібло на залізо. Пізніше було встановлено, що в цих дослідах синтезовані алмаз, а карбід кремнію (муассаніт), який має дуже близькі до алмазу властивості [4] .

У 1879 році шотландський хімік Джеймс Хенней виявив, що при взаємодії лужних металів з органічними сполуками відбувається виділення вуглецю у вигляді лусочок графіту і припустив, що при проведенні подібних реакцій в умовах високого тиску вуглець може кристалізуватися в формі алмазу. Після ряду експериментів, в яких суміш парафіну , Кістяного масла і літію тривалий час дотримувалися в запаяній нагрітої до червоного розжарювання сталевій трубі, йому вдалося отримати декілька кристалів, які після незалежного дослідження були визнані алмазами. У науковому світі його відкриття не було визнано, так як вважалося, що алмаз не може утворюватися при таких низьких тисках і температурах [5] . Повторне дослідження зразків Хеннея, проведене в 1943 році із застосуванням рентгенівського аналізу, підтвердило, що отримані кристали є алмазами, однак професор К. Лонсдейл, яка проводила аналіз, знову заявила, що експерименти Хеннея є містифікацією [6] .

синтез правити

Зображення синтетичних алмазів, отримане на растровому електронному мікроскопі

В 1961 році з'явилися перші публікації фірми « DuPont »Про реалізацію ідей отримання алмазу шляхом прямого фазового переходу з графіту. Синтез проводився з використанням енергії вибуху [7] , Або безпосередньо з продуктів вибуху деяких ВВ , З негативним кисневим балансом (роботи Шабаліна), особливо зручний для отримання алмазів тротил . Це найбільш дешевий спосіб отримання алмазів, проте, «вибухові алмази» дуже маленькі і придатні лише для абразивів і напилення.

В даний час існує велике промислове виробництво синтетичних алмазів, яке забезпечує потреби в абразивних матеріалах. Для синтезу використовується кілька способів. Один з них полягає в підготовці високовуглецевого сплаву нікель - марганець і його охолодженні під тиском в формах з твердого сплаву (типу ВК). Викристалізувалися дрібні алмази відокремлюють після розчинення металевої матриці в суміші кислот .

Сучасні способи отримання алмазів використовують [8] газове середовище, що складається з 95% водню і 5% вуглевмі- щуючого газу ( пропану , ацетилену ), А також високочастотну плазму , Сконцентровану на підкладці, де утворюється сам алмаз. Температура газу від 700-850 ° C при тиску в тридцять разів менше атмосферного. Залежно від технології синтезу, швидкість росту алмазів від 7 мкм / год до 3 мкм / хв на підкладці.

натуральні алмази правити

Алмаз вже багато століть є найпопулярнішим і дорогим дорогоцінним каменем. У той час як ціна інших дорогоцінних каменів визначається модою і постійно змінюється, алмаз залишається острівцем стабільності на бурхливому ринку коштовностей. Значною мірою таке стійке положення алмазу обумовлено високою монополізацією цього ринку. Фірма « Де Бірс », На частку якої припадає близько 50% світового видобутку, розробляє родовища Ботсвани , ПАР , Намібії і Танзанії .

До 2000 року на ринку домінувала належить «Де Бірс» Центральна збутова організація (ЦСО), яка скуповувала за довгостроковими угодами алмази як самої «Де Бірс», так і інших їх найбільших виробників - Росії , Австралії , Заїру , Анголи і контролювала тим самим до 80% світового видобутку. У періоди перевищення пропозиції над попитом ЦСО складували «надлишкові» алмази в запасах, перешкоджаючи тим самим зниження цін.

У 90-і роки XX століття уповільнення споживання ювелірних прикрас з діамантами , Що збіглося зі зростанням видобутку алмазів, призвело до значного зростання запасів ЦСО. Не маючи можливості фінансувати постійне зростання запасів, ЦСО пішла на неодноразові зниження цін, що викликало відмову від торгівлі з нею цілої низки алмазодобивающих фірм. У 1996 р від довгострокових угод з Де Бірс відмовилася Австралія. В даний час торгівлю з Де Бірс за довгостроковими угодами продовжує тільки Росія.

У 2000 р Де Бірс оголосила про перехід до нової ринкової стратегії, так званого «пріоритетного постачальника». Компанія відмовилася від регулювання ринкових цін на алмази. Це ознаменувало кінець фактично діяв картелю на світовому ринку алмазів. В даний час ціни на природні необроблені алмази формуються під впливом ринкових сил, що призвело до їх коливань. Значне падіння цін на алмази, на величину порядку 30-40%, відбулося в 2005-2006 р через локального перевищення пропозиції над попитом. Разом з тим, потужності діючих родовищ, ступінь їх вироблення, і очікуваний введення в експлуатацію нових рудників дозволяють припустити, що в середньо- і довгостроковій перспективі на світовому ринку буде спостерігатися стійке перевищення попиту над пропозицією, що створює передумови для зростання цін на алмази.

Виняткова твердість алмазу знаходить своє застосування в промисловості: його використовують для виготовлення ножів, свердел, різців і тому подібних виробів. Потреба в алмазі для промислового застосування змушує розширювати виробництво штучних алмазів. Останнім часом проблема вирішується за рахунок кластерного і іонно-плазмового напилення алмазних плівок на ріжучі поверхні. Алмазний порошок (як відхід при обробці природного алмазу, так і отриманий штучно ) Використовується як абразив для виготовлення ріжучих і точильних дисків, кіл і т. д.

Вкрай перспективним є розвиток мікроелектроніки на алмазних підкладках. Вже є готові вироби, що володіють високою термо- і радіаційною стійкістю.

Однак переважна частина (за вартістю) природних алмазів використовується для виробництва діамантів.

синтетичні алмази правити

Алмазноабразівний інструмент

Алмазноабразівний інструмент

Алмазноабразівний інструмент (паста)

В даний час синтетичні алмази знаходять широке застосування в машинобудуванні. Володіючи високою твердістю і низькою температурою різання (дряпання) при фінішній обробці високотвёрдих поверхонь деталей машин і інструменту він застосовується при виготовленні шліфувальних кругів, алмазоабразівних брусків для суперфінішне обробки, хонинговальних алмазоабразівних брусків для хонингования отворів з поверхнями високої твердості і точності. Широке применени знаходять алмазні мікропорошки при виготовленні різних паст на основі в'язких активованих зв'язок в інструментальному виробництві, у виробництві оптікомеханіческіх приладів, прецизійного обладнання, в авіаційній промисловості, збройовому виробництві і т.д. [9]

огранювання алмазів правити

Види ограновування алмазів

Основними типами ограновування є: кругла (зі стандартним числом 57 граней) і фантазійні, до яких відносяться такі види ограновування як «овальна», «груша» (одна сторона овалу - гострий кут), «маркіза» ( «овал з двома гострими кутами» , в плані схожий на стилізоване зображення ока), «принцеса», «радіант» та ін.

Форма ограновування діаманта залежить від форми вихідного кристала алмаза. Щоб отримати діамант максимальною вартістю, огранщики намагаються звести до мінімуму втрати алмаза при обробці. Залежно від форми кристала алмаза, при його обробці втрачається від 55% до 70% ваги. Пропорційно цьому збільшується ціна (але не вартість!) Діаманта. Так з алмазу вагою 1 карат, вартістю 100 дол. І ціною 100 дол. За карат при 50% «виходу придатного» буде отримано діамант вагою 0,5 карата, вартістю 100 дол. (Враховуючи тільки витрати на сировину, без інших витрат) ціною 200 дол. за карат.

Стосовно до технології обробки, алмази можна умовно розділити на три великі групи: - «соублз» (як правило кристали правильної октаедричної форми, які спочатку повинні бути розпиляні на дві частини, при цьому виходять заготовки для виробництва двох діамантів); - «мейкблз» (кристали неправильної або округлої форми, піддаються огранювання «одним шматком»); - «кліваж» (містять тріщину і не розпилюються, а розколюються перед подальшою обробкою).

Основними центрами ограновування діамантів є: Індія, спеціалізурющаяся переважно на дрібних діамантах, масою до 0,30 карата, виробляє щорічно цього товару на 7 млрд дол .; Ізраїль, гранящій діаманти масою більше 0,30 карата, вартістю близько 2,5 млрд дол. В рік, Китай, Росія, Україна, Таїланд, Бельгія, США. Виробництво в п'яти останніх з перерахованих країн знаходиться на рівні 0,5-1 млрд дол. При цьому в США виробляють тільки великі високоякісні діаманти, в Китаї і Таїланді - дрібні, в Росії і Бельгії - середні і великі. Подібна спеціалізація сформувалася в результаті відмінностей в оплаті праці огранщиков.

Кожен кольоровий діамант - абсолютно унікальний витвір природи, майстерно відкрите світу майстерністю ювеліра-огранщика. Забарвлення таких діамантів називають фантазійної - адже тільки в найсміливіших фантазіях можна уявити собі все різноманіття [10] кольору, яке дарує природа королям дорогоцінних каменів: білий, сірий, жовтий, синій і навіть чорний ( Карбонад ).

Приклади кольорових діамантів

  1. Зелений Дрезденський - 41 метричний карат
  2. Жовтий алмаз Тіффані - 128,5 карата
  3. Портер Родс (блакитний) - 56,6 карата.

(Вага зазначений вже для огранованих каменів)

діагностика алмазу правити

Для того, щоб відрізнити справжній алмаз від його імітації, використовується спеціальний «алмазний щуп», що вимірює теплопровідність досліджуваного каменю. Алмаз має набагато більш високе значення теплопровідності, ніж його замінники. Крім того, використовується хороша змочуваність алмазу жиром: фломастер, заправлений спеціальним чорнилом, залишає на поверхні алмазу суцільну межу, тоді як на поверхні імітації вона розсипається на окремі крапельки [11] .

Крім того, використовується хороша змочуваність алмазу жиром: фломастер, заправлений спеціальним чорнилом, залишає на поверхні алмазу суцільну межу, тоді як на поверхні імітації вона розсипається на окремі крапельки [11]

Види аллотропии вуглецю

  • Підпишись

    Бажаєш отримувати новини? Підпишись. Це дуже просто!

    Ваша електронна адреса: