Применение алмазов в промышленности. Области применения технических алмазов

Алмазы в природе являются включениями в горные , серпентины и . Кроме того, они иногда содержатся в речных и морских прибрежных галечных россыпях, куда попадают в результате разрушения вулканических пород. Для получения одного карата природных алмазов нужно обработать около 250 т алмазосодержащей руды. Учитывая то, что при огранке самородок теряет в среднем половину веса, количество необходимой руды можно удвоить.

По химическому составу - один из простейших минералов, представляет собой чистый углерод с незначительными примесями окисей кальция, магния и железа.

Физико-химические свойства алмаза

• Химическая формула - C (углерод).
• Цвет - бесцветный, с оттенками желтизны, реже - красный, оранжевый, зелёный, синий.
• Кристаллическая система - кубическая.
• Твёрдость 10 по шкале Мооса.
• Плотность, удельный вес - 3.52 г на см3.
• Излом - раковистый.
• Показатели преломления - 2.417.
• Спайность - совершенная, октаэдрическая.
• Габитус, форма кристаллов - октаэдральный, додекаэдральный.
• Плеохроизм - нет.
• Прозрачность - от прозрачного до не прозрачного.

Где и как добываются

Легенда гласит, что для добычи алмазов в древности люди использовали хищных птиц. В глубокие расщелины с драгоценными россыпями бросали куски сырого мяса, к которым прилипали мелкие кристаллы. Почувствовав запах добычи, орлы спускались в эти расщелины, хватали пищу и уносили её в когтях. После оставалось проследить за птицей, незаметно подкрасться и выхватить мясо с налипшими на него драгоценностями. Второй способ предполагал поиски орлиных гнёзд, вокруг которых собиралось большое количество птичьего помёта. Люди подбирали его и доставали алмазные самородки, достигающие порой немалых размеров.

На самом деле в старину алмазы добывались только из речных и морских россыпей путём тщательного вымывания гальки и песка. Основными орудиями труда были лопата, сито и кайло. Альтернативой этому способу стало открытие в конце XIX в. - геологического тела вертикальной формы, образованного прорывом газов через кору земли. Кимберлит представляет собой вулканическую породу, в которой наряду с другими минералами встречаются кристаллы алмазов. Сегодня практически вся алмазодобывающая промышленность построена на использовании этого природного явления.

Цена алмаза

• 1. CARAT - вес камня;
• 2. CUT - качество огранки;
• 3. COLOR - цвет;
• 4. CLARITY - чистота.

Самое большое значение при определении цены камня имеет качество его огранки. Если алмаз огранён неправильно, то ни о какой игре света и красоте не может быть и речи. Ключевую роль в обработке играет отношение глубины и площади поверхности бриллианта к его диаметру. Пропорциональность камня оценивается по пятибалльной шкале GIA от доброкачественной до идеальной.

Правилами торговли предусмотрено, что бриллиантами можно называть только те алмазы, которые имеют ровно 57 граней. По мнению экспертов, именно такая огранка позволяет в полной мере оценить светопреломляющие свойства минерала. Экземпляры, обработанные с применением других технологий, следует именовать алмазами, дополняя формулировку указанием формы: маркиз, принцесса и прочие.

Следующим фактором, влияющим на стоимость бриллианта, является его цвет. Согласно положению, утверждённому Всемирным объединением алмазных бирж, специалисты различают девять цветовых групп алмазов. Из регулярно встречающихся наиболее дорогими будут бесцветные камни и те, которые имеют незначительный голубоватый оттенок. Их называют бриллиантами чистой воды. Однако самыми ценными считаются камни глубоких природных оттенков: красные, зелёные, синие, оранжевые и розовые. Такая окраска называется фантазийной.

Количество алмазов естественных насыщенных цветов не превышает нескольких десятков на миллион белых камней. Так, например, российский император Павел I отдал за небольшой алмаз красного цвета 100 тыс. рублей. Для сравнения: корова в те времена стоила 5 рублей. Невыразительные камни желтоватых и бурых тонов, присущих большинству самородков, ценятся на рынке гораздо меньше.

Под чистотой бриллианта подразумевается отсутствие различных дефектов снаружи и внутри камня. В понятие "дефекты" входят микротрещинки, царапины, щербинки, пузырьки воздуха и посторонние включения. Оценка чистоты осуществляется при десятикратном увеличении алмаза, которое даёт возможность подробно изучить его характеристики. По результатам осмотра камень причисляют к одной из одиннадцати групп чистоты. Бриллианты, не имеющие дефектов, входят в группу "внутренне безупречные". Те же, дефекты которые видны невооружённым глазом, относятся к категории "несовершенные".

Каждый алмаз обладает неповторимой структурой и характеристиками. Двух одинаковых камней, как и двух одинаковых отпечатков пальцев, не существует. Распространённый миф о том, что алмаз невозможно разбить, когда-то сыграл злую шутку со швейцарскими наёмниками короля Людовика XI. Во время одного из многочисленных междоусобных конфликтов они захватили драгоценности герцога Карла Смелого. Будучи наслышаны о необычайной твёрдости алмазов, войны решили проверить подлинность камней. Бриллианты не выдержали мощных ударов молота и рассыпались. Огромное количество драгоценностей было выброшено, потому что швейцарцы посчитали их фальшивкой. В конце XV в. эрцгерцог Австрийский, сомневаясь в положительном ответе невесты, прислушался к совету подкрепить свои намерения драгоценностями. С тех пор обычай сопровождать предложение руки и сердца бриллиантовым кольцом популярен во всём мире.

Как отличить подделки

Кроме этого, продавцы, подделок часто упоминают популярный миф о полной прозрачности бриллиантов в воде. На самом деле это вымысел. Эффект невидимости может быть достигнут между теми материалами, которые имеют одинаковый показатель преломления. Показатель преломления воды равен 1, бриллианта - 2,4. Из всех имитаторов алмазов наиболее близким по этой характеристике к воде является обычное стекло, показатель преломления которою составляет 1,5. Таким образом, настоящий камень, опущенный в стакан, продолжит сверкать, а фальшивый - нет.

Отличить природный алмаз от созданного в лабораторных условиях практически невозможно. Развито технологий позволяет синтезировать искусственные бриллианты весом до 15 карат. В такой ситуации покупателя должна смутить явно заниженная цена, которая может быть меньше реальной в десятки раз. Объективных причин для продажи бриллиантов за бесценок не существует.

Обработка и использование

История

Один из самых известных обработанных самородков - "Кохинор". Название камня в переводе с индийского означает "гора света". Алмаз весом почти 800 карат был найден в 56 г. до нашей эры. Первыми хозяевами бриллианта были представители династии Великих Моголов. За свою долгую жизнь "Кохинор" побывал в руках нескольких персидских монархов, украшал браслет индийского царя, а после завоевания Индостана англичанами оказался на Туманном Альбионе, где был по-новому огранен. С 1911 г. "Кохинор" украшает малую Королевскую государственную корону Великобритании и считается самой известной драгоценностью страны.

Не менее царственная судьба и у другого легендарного алмаза, названного именем графа Орлова. Этот самородок также родом из Индии - его нашли в начале XVI в. После огранки в виде высокой розы вес камня составлял 300 карат. В течение последующих 30 лет он украшал трон шаха Надира, после чего был украден и переправлен в Европу. В 1773 г. на одном из рынков Амстердама потрясающей красоты бриллиант купил фаворит Екатерины II граф Григорий Орлов. Русская царица, которой предназначался "Дерианур", велела вставить камень в царский скипетр и дать ему новое имя. Сегодня золотой скипетр, увенчанный этим бриллиантом, хранится в Алмазном фонде России.

Еще один легендарный самородок, обладающий уникальным сапфирово-синим цветом, обрел славу рокового камня, приносящего несчастья своему владельцу.

Алмаз привезли из Индии во Францию в подарок королю Людовику XIV. Считается, что вместе с ним в Европу пришла эпидемия чумы. В разное время и по разным причинам все те, кто был хозяином камня, погибли. Французскую принцессу де Ламбаль убили во время революции, королеву Марию-Антуанетту казнили. Такая же участь была уготована членам семьи банкира Хоупа, последнего владельца бриллианта. Сын Хоупа был отравлен, а внук - полностью разорен. Названный именем богатого финансиста, этот камень - самый дорогой в мире. Эксперты оценивают его в 200 млн. долларов. При массе в 45,5 карата стоимость одной единицы веса обойдется потенциальному покупателю почти в 5 млн. долларов.

Камень в литературе и искусстве

Не меньшей популярностью пользуется этот камень и у кинорежиссеров. Все знают, что интерьер корабля в фильме "Титаник" практически полностью соответствует оригиналу. Но не многие зрители осведомлены, что в истории существует реальный прототип бриллианта из ожерелья главной героини.

Камень "Сердце океана" был выставлен на аукцион "Кристи" в1995 г. Цена эксклюзивного лота составила 7 млн. 791 тыс. долларов. Алмаз действительно обладает редкой синей окраской и огранен в виде сердца. Единственное отличие кинодрагоценности от её прототипа - в размере. Настоящее "Сердце Океана" весит чуть менее 14 карат, а бриллиант, украшавший шею главной героини фильма, на вид имеет массу, большую раз в 30.

Кинематографу также обязана своим появлением крылатая фраза о лучших друзьях девушек. Ведь изначально это строчка из песни, которую исполнила Мэрилин Монро в фильме "Джентльмены предпочитают блондинок". Камень, сверкающий на теле героини Монро, был подарен актрисе владельцем крупной ювелирной компании Мейером Розенбаумом. Целью презента было желание помочь девушке с продвижением картины на экран. В 1990 г. бриллиант был продан на одном из аукционов за 297 тыс. долларов.

Основные характеристики бриллиантов

Цвет бриллиантов

Чистота бриллиантов

Зачастую происходит так, что в погоне за весом, что немало важно, алмаз гранят без соблюдения строгих геометрических пропорций. В итоге получив больший по массе камень, получаем бриллиант с недостаточно красивой игрой света. Покупатель может и не придать этому внимания, соблазняясь на вес. Но выиграет от этого только продавец. Поэтому лучше стараться купить камень с максимально правильной геометрической пропорцией. Тем более, если речь идёт о бриллиантах весом более одного карата.

Формы огранки бриллианта

Масса бриллианта

Алмазы сегодня используются не только в ювелирном деле, но и в промышленности. Камень обладает свойствами, которые с успехом применяются во многих отраслях. Материал по характеристикам не удается заменить, поэтому, узнавая, что делают из алмазов, не стоит удивляться, если в этот список попадут не только украшения.

Свойства материала

Алмаз по своей природе является аллотропной модификацией углерода. Углерод также можно найти в других веществах вроде графита или угля, но именно алмаз из всего ряда прославился своими качествами. Материал имеет самую большую твердость среди всех элементов, 10 из 10 по шкале Мооса. Правда, это не подтверждает его прочности, материал очень хрупок, если подвергать резким воздействиям, например, ударам.

Необработанный алмаз

Плотность алмаза 3,4–3,5 г/см3. А теплопроводность высокая и составляет до 2300 Вт. Камень не нагревается в руках. А еще важными характеристиками в промышленности является низкий коэффициент сжатия и высокий модуль упругости. Плавление алмаза происходит при температуре 2000 градусов Цельсия без доступа кислорода, а если камень плавить на воздухе, то процесс начнется при 800–1000 градусах.

Алмаз горит и полностью переходит в углекислый газ. Если процесс происходит без кислорода, то он превращается в графит. Обратное перевоплощение гораздо сложнее.

Использование алмазов

Применение алмазов востребовано в таких сферах:

• ювелирной отрасли;
• обрабатывающей промышленности;
• горной промышленности;
• электротехнике;
• нанотехнологиях.

В ювелирной отрасли используется только треть добытых алмазов, которые обладают привлекательным видом. В камне должно быть минимальное количество микротрещин, дефектов, включений в структуру. Минерал должен обладать прозрачностью. В качестве включений иногда наблюдаются облачка или минерал приобретает желтоватый с серым оттенок из-за примесей в почве. Именно по этим критериям внешнего вида, а также с учетом размера камня оценивается стоимость алмаза.

Обработанные алмазы называются бриллиантами. После прохождения оценки у геммолога камень выставляется на аукцион, где его приобретает либо ювелир, либо бизнесмен, предприниматель. Иногда аукционы закрыты для покупателей, а минералы приобретают компании по производству украшений. Со временем минерал можно оправить в золото, платину или серебро. Любой благородный металл будет выглядеть в композиции с бриллиантом роскошно.

Ювелирные украшения с ограненными алмазами - бриллиантами

Бриллиантами украшают серьги, кольца, подвески, броши, браслеты. Такие изделия приобретают, как правило, девушки, поскольку бриллиант подходит им по энергетике. Камень долговечен и не требует особенного ухода.

Те алмазы, которые не проходят огранки и обрамления в драгметалл, то есть технические камни, отправляются на производство промышленных инструментов. Спрос на технические алмазы высокий, поэтому разрабатываются месторождения, а также совершенствуются технологии по поводу синтеза искусственных минералов. Такими способами можно покрыть потребности промышленности.

Обрабатывающая промышленность использует в основном твердость элемента. Разные виды работ вроде сверления или резки проходят быстро и без образования микротрещин на поверхности материала. С помощью алмазов происходит обточка металла. Буры, которые сверлят скважины с нефтью, также имеют покрытие крошкой из минерала.

У него высокая износостойкость, что позволяет покрывать алмазной крошкой любые инструменты. Это продлевает их срок действия и увеличивает производительность. Например, только в России существует более 1200 инструментов с покрытием алмазной крошкой:

• сверла;
• фрезы;
• стеклорезы;
• ножницы по металлу и по камню;
• шлифовальные инструменты.

Алмазное напыление на сверле

Преимущества использования алмазов в строительстве:

• точность работы, филигранность;
• скорость;
• малый шум процесса.

Алмазная резка существует нескольких типов: с помощью буры или сухая алмазная резка. Конечно, инструменты с напылением алмазной крошки дороже, чем обычные, но их стоимость окупается качеством процесса. Например, стоимость резки бетона с помощью алмазов полностью себя оправдывает. А еще от работника при использовании специальной аппаратуры не требуется больших физических усилий.

Актуально бурение скважин с помощью алмазов, особенно если диаметр должен быть небольшим. Сейчас появилась отрасль в строительстве под названием алмазная резка. При сверлении, например, бетона, отсутствует вибрация, пыль. Алмазное сверление сделает отверстия для следующих коммуникаций:

• систем водоснабжения, кондиционирования, сточных и канализационных трубопроводов;
• интернета и других каналов передачи данных;
• взятия бетонных проб на монолитных конструкциях скальных пород.

А вот алмазная резка также актуальна, поскольку она после себя оставляет идеальный срез, без сколов или трещин на материале. Диски, на которых есть алмазное покрытие, выдерживают большие температуры и перепады давления.

Алмазы используются в космической промышленности для покрытия приборов, улучшения их прочности. А на земле камень применяется при проведении работ, например, прокладке туннелей во взрывоопасных зонах.

В медицине также приветствуется использование алмазных покрытий, в особенности в хирургических инструментах. Таких, например, как медицинские скальпели, стоматологическая аппаратура, ножницы и зажимы. Ведется разработка медицинского лазера, на кристаллах которого будет алмазное покрытие, и минерал выступает в качестве проводника.

Применение алмаза также оправдано в телекоммуникациях и электронике. Камни используются для передачи сигналов по кабелям. Конечно, такие технологии требуют материальных вложений, зато соответствующие кабели способны выдерживать перепады температуры. А еще алмазам не страшны скачки напряжения. Применяют минерал вместе с рубином и при изготовлении сверхчувствительных элементов.

Алмаз используется в оптике для астрономов. Эксперименты из области физики и химии требуют применения алмазов для изобретения новой оптики, усовершенствования лазерных технологий, исследования космоса. Камни выступают в роли защитного элемента, который не может повредить плавиковая кислота.

На производстве, помимо природной породы, применяются камни, добытые в лаборатории. Ювелирные экземпляры добываются в кимберлитовых и лампроитовых трубках, отдельно от технического алмаза. А количество синтетических камней в промышленности достигает 97 %. Существует три технологии синтеза на сегодняшний день:

1. CVD - chemical vapor deposition, или химическое осаждение из пара.
2. HPHT - high pressure high temperature, метод с участием высоких температур и давления. Технология, в которой используется алмаз-затравка, а также графит, и в специальном пространстве создаются условия для образования новых ковалентных связей.
3. Синтез с подрывом, имитирующий условия, наиболее близкие к природным (взрывчатка с углеродом в составе).

Все эти технологии слишком затратные, но альтернативы в добыче алмазов пока нет. Поэтому ученые продолжают работать в направлении искусственного синтеза. Применение минералов в промышленности не останавливается, в последнее время разрабатываются нанотехнологии, поэтому стоимость сырья не падает. Камни в составе украшений также актуальны и востребованы на рынке драгоценностей.

Алмаз — самый твердый минерал в мире, являющийся аллотропной формой углерода. Ближайший родственник алмаза — графит, тот самый, из которого делают стержни для карандашей.

Название минерал получил от древнегреческого слова adamas, которое в переводе означает "несокрушимый".

Характеристики и виды

Алмазы — это минералы, к главным характеристикам которого можно отнести следующие:

Высочайшая твердость (10 баллов по шкале твердости Мооса );

Одновременно высокая хрупкость;

Самый высокий показатель теплопроводности среди твердых тел (900-2300 у.е)

Не проводит электрический ток;

Температура плавления — 4000ºC;

Температура сгорания — 1000 ºC;

Обладает люминесценцией.

Алмаз на 96-98% состоит из углерода. Остальное — примеси разных химических элементов, которые и придают оттенок минералу. Большинство природных алмазов имеют желтоватую и коричневатую окраску. В природе встречаются также синие, голубые, зеленые, красные и черные алмазы.

После обработки и огранки цветовой налет исчезает, поэтому подавляющая часть бриллиантов — бесцветные. Цветные бриллианты получаются крайне редко. Среди самых известных: Дрезденский (зеленый), бриллиант Тиффани (желтый) и Портер-Родс (голубой).

Один из методов определения подлинности алмаза довольно прост: по поверхности проводят линию особым фломастером, содержащим жирные чернила. Если линия остается сплошной, значит — алмаз настоящий. На поддельных линия рассыпается капельками.

Месторождения и добыча

(Невероятный по размерам карьер в котором очень долгое время добывались алмазы расположен в посёлке "Мир", Саха, Якутия )

Залежи алмазов обнаружены на всех континентах, кроме Антарктиды. В природе алмазы залегают в виде россыпей, но большая часть их содержится в кимберлитовых трубках. Кимберлитовые трубки — это своеобразные "дыры" в земной коре, которые образуются при взрыве газов. По оценкам специалистов именно в таких трубках содержится до 90% всех алмазов на земле.

Самые богатые залежи алмазов находятся в Ботсване, России, Канаде, Австралии и в ЮАР. Ежегодно в мире добывают более 130 млн. карат алмазов (около 30 тонн). Россия занимает первое место в мире по добыче алмазов (29% мировой добычи), уступая Ботсване лишь в стоимости найденных минералов.

В России первый алмаз был найден в 1829 году в Пермской области. Сейчас это месторождение называется "Алмазный ключик". Позднее обнаружились месторождения в Сибири и в Архангельской области. Крупнейшее месторождение находится на границе Красноярского края и Якутии. Предположительно здесь содержится около триллиона карат.

В 2015 на Камчатке открыто месторождение алмазов нового типа. Это так называемые "толбачинские" алмазы, которые обнаружили в застывшей лаве вулкана. Всего в нескольких пробах, взятых здесь, уже нашли несколько сотен алмазов.

Самый большой по размерам алмаз был найден в 1905 году в ЮАР. Называется он "Куллинан". Масса его 3106 карат. Из алмаза было получено 96 мелких и 9 крупных бриллиантов, самый огромный из которых — "Звезда Африки" (530 карат). Этот бриллиант сейчас украшает скипетр английских монархов и хранится в Тауэре.

В 1939 году русский физик О. Лейпунский впервые получил синтетический алмаз. А с 1963 года налажен серийный выпуск синтетических алмазов, которые широко применяют в технике и в ювелирном деле.

Применение алмазов

Подавляющая часть природных алмазов (до 70%) используется в ювелирном деле — для украшений. Почти 50% мировой добычи алмазов принадлежит компании "Де Бирс", которая и держит монополию, устанавливая высокие цены за 1 карат. В последнее время в лидеры выбивается российская компания "Алроса", ведущая разработки и добычу в 9-ти странах мира.

Применение в промышленности:

Для изготовления ножей, пил, резцов, буровых колонок, стеклорезов и т.п.;

В качестве абразива при изготовлении точильных станков, кругов;

В часовой промышленности;

В ядерной промышленности;

В оптике;

При изготовлении квантовых компьютеров;

При производстве микроэлектроники.

В этой статье:

Если говорить о драгоценных камнях, то самые универсальные из них и при этом самые дорогие - алмазы. Это подтверждается тем, что делают из алмазов на сегодняшний день, поскольку камни применяются не только в ювелирной отрасли, но еще и в промышленности. Минералы даже классифицируют по применению: на промышленные и драгоценные экземпляры. При этом промышленные алмазы могут быть как натуральными, так и синтетическими.

Качество алмазов

Алмаз обладает хорошими физико-химическими свойствами. Минерал имеет уникальное строение кристаллической решетки, которое является наиболее компактным в природе. Именно этим фактором и обеспечивается максимальная твердость вещества. А еще камень хрупкий, что позволяет его превратить в алмазную пыль.

Кольца с бриллиантами

Плотность камня находится в рамках таких показателей: 3,4-3,5 г/см3. А вот теплопроводность алмаза высокая, что нехарактерно для других драгоценных камней. Важными характеристиками выступают низкий коэффициент сжатия и высокий модуль упругости.

У минерала высокая температура плавления - 4000 градусов Цельсия, а если процесс проводить без доступа кислорода, то камень расплавится при температуре 2000 градусов и превратится в графит. После этого изменения, которые происходят с алмазом, аномальны и не поддаются классификации. Поэтому не может быть сомнений в уникальности свойств этого камня.

В ювелирной сфере камень превращают в бриллиант. Процесс обработки алмаза - кропотливое дело, требующее точности, он проходит в несколько этапов:

• распил экземпляра на части;
• придание формы камню;
• огранка алмаза.

Каждая деталь в производстве имеет значение, поскольку результат зависит именно от профессионализма мастера. Можно испортить алмаз, а можно, наоборот, придать ему идеальную форму, скрыть недостатки и дефекты с помощью огранки специалистом. Обработка выполняется на специальных заводах и крупных фирмах, которые скупают сырье. Ювелирное дело по-прежнему удерживает лидирующие позиции по потреблению алмазов.

Перед тем как приступить к третьему этапу огранки, нужно продумать и нарисовать схему готового камня со всеми размерами. От точности огранки и размеров рундиста, короны и павильона зависит стоимость камня. Готовый бриллиант проходит стадию оценки по четырем параметрам:

• чистота камня, наличие или отсутствие дефектов;
• огранка - разновидности формы, а также экономность процесса (минимизация отходов);
• вес - параметр, который измеряется в каратах;
• цвет - от голубоватого до желтоватого оттенка.

В дальнейшем камень продают или же оправляют в изделие. Стоимость камня растет с каждым последующим этапом обработки и в итоге алмаз вырастает в цене не менее, чем в три раза. Бриллиант станет украшением любого драгметалла и любого вида изделия: сережек, кулонов, браслетов, колец. Размер и характеристики следует подбирать исходя из стоимости изделия. А также не забывайте проверять все сертификаты и другие документы, подтверждающие подлинность камня.

Использование в промышленности

Промышленное применение алмазов также распространено благодаря их свойствам. В таких случаях используются натуральные камни, добытые в природе и имеющие недостатки, которые не позволяют провести огранку. А также применяют минералы, полученные в лабораториях, - так называемые синтетически бриллианты. При этом стоимость алмазов значительно дешевле за счет низкой стоимости сырья.

Искусственные алмазы в промышленности

Использовать минерал выгодно, поскольку инструменты, которые имеют алмазное напыление, выполняют работу качественнее - на материалах не остается микротрещин. Минерал справляется с такими заданиями, как распилка бетона, измельчение щебня, резка гранита и мрамора. То есть ему поддаются даже твердые субстанции, поскольку минерал является самым твердым веществом на Земле.

А еще алмазы в том или ином виде используются:

• В обточке металла, поскольку твердость алмаза позволит провести процесс аккуратно и без изъянов.
• При покрытии инструментов: стеклорезов, пилок, сверл, фрез. Это нужно для того, чтоб увеличить долговечность приборов и обеспечить точность их работы.
• В медицине, в частности, изготовление хирургических инструментов (скальпелей, зажимов, ножниц), поскольку такой инструментарий аккуратно выполняет все надрезы и разрезы и при этом останется острым надолго.
• В телекоммуникациях минерал используют для изготовления кабелей, поскольку он сохраняет и позволяет передавать сигнал на большие расстояния, несмотря на перепады температур и напряжения. Фильеры из алмазов помогают добиться идеального сечения.
• Использование в космическом кораблестроении, оптике и технологиях с применением лазера.
• В процессе строительства туннелей, а также там, где есть взрывоопасная среда.
• В качестве детекторов ядерного излучения.
• В работе нефтедобывающих компаний, а также при добыче других полезных ископаемых, где используются сверла, буры и другая техника.

Применение алмаза происходит в разных формах, но чаще всего используется именно алмазная крошка. Это дешевое вещество, но оно доступно только производителям. В промышленности популярны такие формы, как.

Алмаз - это название известно каждому. С ним ассоциируется представление о несравненном блеске и непревзойденной твердости. Со вторым свойством связано и название минерала, которое происходит или от арабского слова алмас (твердейший), или от греческого адамас (непреодолимый, несокрушимый).

Алмазы издавна использовались в качестве самых изысканных украшений. Ювелиры разделяют алмазы почти на тысячи сортов в зависимости от прозрачности, тона, густоты и равномерности окраски, наличие трещин, минеральных включений и некоторых других признаков. В конце двадцатого века алмазы начинают применяться на производстве. В настоящее время экономический потенциал наиболее развитых государств в значительной мере связывается с использованием ими алмазов.

Какие же свойства алмаза определяют его широкое использование в самых различных областях народного хозяйства? В первую очередь, конечно, исключительная твердость, которая, если судить по скорости стирания, в 150 раз выше, чем у корунда, и в десятки раз лучше, чем у лучших сплавов, применяемых для изготовления резцов. Алмаз применяется при бурении горных пород и механической обработке самых разнообразных материалов, для протягивания (волочения) тонкой проволоки, в качестве абразива и т. п.

Более половины добычи технических алмазов идет на изготовление специального инструмента для обрабатывающей промышленности. Применение алмазных резцов и сверл на обработке цветных и черных металлов, твердых и сверхтвердых сплавов, стекла, каучука, пластмасс и других синтетических веществ дает огромный экономический эффект по сравнению с использованием твердосплавного инструмента. Чрезвычайно важно, что при этом не только в десятки раз повышает производительность труда (при токарной обработке пластмасс даже в сотни раз!), но одновременно значительно улучшается качество продукции. Обработанные алмазным резцом поверхности не требуют шлифовки, на них практически отсутствуют микро трещины, в результате чего многократно увеличивается срок службы получаемых деталей.

Практически все современные отрасли промышленности, в первую очередь электротехническая, радиоэлектронная и приборостроительная, в огромных количествах используют тонкую проволоку, изготавливаемую из различных материалов. При этом предъявляются строгие требования к круговой форме и неизменности диаметра поперечного сечения проволоки при высокой чистоте поверхности. Такая проволока из твердых металлов и сплавов (вольфрама, хромоникелевой стали и др.) может быть изготовлена лишь с помощью алмазных фильер. Фильеры представляют собой пластинчатые алмазы с просверленными в них тончайшими отверстиями.

Широкое применение в промышленности находят и алмазные порошки. Их получают путем дробления низкосортных природных алмазов, а также изготавливают на специальных предприятиях по производству синтетических алмазов. Алмазные порошки используются в дисковых алмазных пилах, мелкоалмазных буровых коронках, специальных напильниках и в качестве абразива. Только с применением алмазных порошков удалось создать уникальные сверла, которые обеспечивают получение глубоких тонких отверстий в твердых и хрупких материалах.

Алмазные порошки находят применение на гранильных фабриках, где все самоцветы, и в том числе алмазы, подвергаются огранке и шлифовке, благодаря чему невзрачные до этого камни становятся таинственно светящимися или ослепительно сверкающими драгоценностями, к неповторимой красоте которых никто не останется равнодушным. В алмазе под действием заряженной частицы происходит световая вспышка и возникает импульс тока. Эти свойства позволяют использовать алмазы в качестве детекторов ядерного излучения. Свечение алмазов и возникновение импульсов электрического тока при облучении позволяет применять их в счетчиках быстрых частиц. Алмаз в качестве такого счетчика обладает неоспоримыми преимуществами по сравнению с газовыми и другими кристаллическими приборами.

В России после открытия якутских месторождений была создана алмазодобывающая промышленность. В значительных масштабах у нас производятся и синтетические алмазы.

Свойства алмаза

Алмазом, как и другим кристаллическим телам, свойственна анизотропия некоторых характеристик в том числе и анизотропия твердости, что обусловлено особенностями внутреннего строения кристаллов. Твердость меняется не только от грани к грани, но и не редко в пределах одной грани кристалла, что необходимо учитывать при обработке алмаза и при работе с алмазным инструментом.

Прочие физико-механические свойства. Важное значение имеет очень низкий коэффициент трения алмаза по металлу на воздухе - всего 0. 1, что связано с образованием на поверхности кристалла тонких пленок адсорбированного газа, играющих роль своеобразной смазки. Когда такие пленки не образуются, коэффициент трения возрастает и достигает 0. 5-0. 55. Низкий коэффициент трения обуславливает исключительную износостойкость алмаза на стирание, которая превышает износостойкость корунда в 90 раз, а других абразивных материалов - в сотни и тысячи раз. В результате, например, при шлифовании изделий из твердых сплавов алмазного порошка расходуется в 600-3000 раз меньше, чем любого другого абразива.

Для алмаза также характерны самый высокий (по сравнению с другими известными материалами) модуль упругости и самый низкий коэффициент сжатия.

Термические свойства. Температура плавления алмаза составляет 3700-4000`C. На воздухе алмаз сгорает при 850-1000`С, а в струе чистого кислорода горит слабо-голубым пламенем при 720-800`С, полностью превращаясь в конечном счете в углекислый газ. При нагреве до 2000-3000`С без доступа воздуха алмаз переходит в графит.

Рассматриваемый минерал обладает исключительно высокой теплопроводностью, что обусловливает быстрый отход тепла, возникающего в процессе обработки деталей инструментом, изготовленным из него. Кроме того, для алмаза характерен низкий температурный коэффициент линейного расширения (ниже, чем у твердых сплавов и стали). Это свойство алмаза учитывается при вставке его в оправу из разных металлов и других материалов.

Оптические свойства. Средний показатель преломления бесцветных кристаллов алмаза в желтом цвете равен примерно 2. 417, а для различных цветов спектра он варьирует от 2. 402 (для красного) до 2. 465 (для фиолетового). Способность кристаллов разлагать белый цвет на отдельные составляющие называется дисперсией. Для алмаза дисперсия равна 0. 063. Как показатели преломления, так и дисперсия алмаза намного превышают аналогичные свойства всех других природных прозрачных веществ, что и обусловливает в сочетании с твердостью непревзойденные качества алмазов как драгоценных камней. Высокое преломление в совокупности с чрезвычайно сильной дисперсией вызывает характерный блеск отполированного алмаза, названным алмазным.

Одним из важных свойств алмазов является люминесценция . Под действием солнечного света и особенно катодных, ультрафиолетовых и рентгеновских лучей алмазы начинают люминесцировать - светиться различными цветами. Под действием катодного и рентгеновского излучения светятся все разновидности алмазов, а под действием ультрафиолетового - только некоторые. Рентгенолюминесценция широко применяется на практике для извлечения алмазов из породы.

Форма кристаллов

Большая часть алмазов встречается в природе в виде отдельных хорошо оформленных кристаллов или их обломков . Преобладают октаэдры, ромбододекаэдры и кубы, а также их комбинации. Это кристаллы с ровными плоскими гранями. Так их и называют - плоскогранными. Реже встречаются кривогранные, округлые кристаллы, однако в некоторых месторождениях они преобладают. Зачастую кристаллы алмаза срастаются друг с другом или же как бы прорастают друг друга, образуя соответственно так называемые двойники срастания и прорастания.

Практически во всех алмазных месторождениях присутствуют микро и скрытокристаллические агрегаты, сложенные сотнями тесно сросшихся мельчайших зерен алмаза. Они подразделяются на борт, баллас и карбонадо. Бортом обычно называют неправильные мелкозернистые сростки. Балласы представляют собой шарообразные агрегаты, радиально-лучистого строения, карбонадо - тонкозернистые агрегаты, имеющие массивное, пористое, коксовидное и шлаковидное строение. Наиболее ценятся массивные карбонадо, покрытие эмалевидной корочкой, которая тверже самого алмазного ядра. Карбонадо незаменимы для изготовления алмазных буровых коронок.

Классификация алмазов

Попытки классифицировать алмазы предпринимались с незапамятных времен. Так, древние индусы разделяли алмазы, как и людей, на четыре касты: брахманы, кшатрии, вайшии и шудры. К брахманам относились прозраные высококачественные кристаллы, к кшатриям и вайшиям - камни камни более низкосортные с красноватым оттенком, к шудрам - наиболее низкокачественные алмазы серого цвета. Соответственно шудры оценивались в четверть, вайшии - в половину, а кшатрии - в три четверти стоимости брахманов.

В настоящее время существует множество классификаций алмазов, основанных на различных принципах. В одних классификационных схемах сделаны попытки учесть все свойства алмазов, в других - в основу положен генетический принцип, т. е. представления об условиях образования тех или иных групп алмазов. В России наибольшее распространение получили классификационные схемы Ю. Л. Орлова и З. В. Бартошинского. В то же время ювелиры, подходя к данному вопросу со своих позиций, разделяют алмазы почти на тысячу сортов в зависимости от прозрачности, тона, густоты и равномерности окраски, наличия трещин, минеральных включений и некоторых других признаков.

В России принята классификация, где учитывается качество алмазов, их размерность, масса и сфера применения. По качеству определяется 9 категорий природного алмазного сырья. К категориям 1и 2 отнесены ювелирные алмазы, к остальным - различные сорта технических. В свою очередь, категории подразделяются на группы с учетом массы и размеров кристаллов, а группы - на подгруппы с указанием области использования алмазов.

В древности и в средние века алмазу приписывали многочисленные мистические свойства, он считался могущественным талисманом, обеспечивающим владельцу силу, храбрость, непобедимость в бою, он будто бы нейтрализовал действие магнита на железо, не поддавался ударам молота, но размягчался в теплой козлиной крови и т.д.; алмазный порошок считался смертельным ядом.

АЛМАЗЫ бывают:

Аласонский, Колорадский, Альпийский, Аляскинский, Аляскинский черный, Арабский, Арабский магический, Арканзанский, Баканный, Баффа, Богемский, Борхольмский, Бразильский, Брайтонский, Бриансонский, Бристольский, Восточный, Дофинейский, Западный, Звездчатый, Капский, Кайенский, Кейпмейский, Килликранский, Колорадский. Корнуэльский, Лейк-джоржский, Липпский, Мармарошский, Матарский, Медокский, Мексиканский, Невадский, Немецкий, Рейнский, Сибирский, Уральский, Херкимерский, Цейлонский, Шаумбергский, Черный.