Применение алмаза имеет более чем двухвековую историю. Почти до середины XX века алмазы были исключительно ювелирным материалом. Но чтобы придать ему ту или иную грань (огранить алмаз), нужно использовать другой алмаз, так как никакой другой материал не может обработать этот прочный минерал. Чтобы раскрыть весь потенциал минерала, химики и физики провели ряд опытов и выяснили его свойства, а также те предельные параметры, которые способствуют применению алмаза в разных сферах деятельности.
Когда многие люди думают о бриллиантах, они думают о блестящих драгоценных камнях, используемых для обручальных колец, но правда в том, что только около 30% алмазов имеют «качество драгоценных камней» и подходят для ювелирных изделий. Оставшиеся 70% алмазов, известных как борт, продаются для промышленного применения.
Алмаз является самым твердым веществом на земле и имеет самую высокую теплопроводность любого материала при комнатной температуре, качества, необходимые для многочисленных промышленных целей. Алмаз используется в качестве абразива при шлифовании, сверлении, резке и полировке и оказался более рентабельным по сравнению с другими абразивами во многих промышленных процессах, потому что он сокращается быстрее и длится дольше.
Свойства алмаза
Любой алмаз – аллотропная модификация углерода, который, кстати, представлен и в графите простого карандаша. Потому при повышенных температурах любой алмаз запросто переходит в графит. По шкале твердости Мооса минерал имеет 10 баллов из 10 возможных. Плотность его составляет 3.4 – 3.5 г/см³. Теплопроводность его крайне высока и составляет до 2300 Вт (мК).
Являются ли синтетические промышленные алмазы такими же натуральными, как натуральные? В то время как большинство добытых алмазов является промышленным, оно составляет всего 3% алмаза, используемого в промышленности. Остальные 97% составляют синтетический алмаз, химически идентичный природному алмазу, но который может быть изготовлен в больших количествах и приспособлен для конкретных применений.
При испытании на твердость
Различия между синтетическими и природными промышленными алмазами. Синтетические алмазы формируются высокотемпературной, высокотемпературной технологией или химическим осаждением из паровой фазы. Хотя синтетика может улучшаться по качеству, когда дело доходит до ювелирных изделий, они по-прежнему не подходят для натуральных алмазов качества драгоценных камней. Природные алмазы, как драгоценные, так и промышленные, являются продуктом открытой или подземной добычи, в которой алмазы содержатся в кимберлитовых трубах или они извлекаются из аллювиальных отложений в руслах рек, прибрежных и подводных районах.
Минерал имеет очень низкий коэффициент трения по металлу (около 0.1), что обусловлено наличием на его поверхности тончайшей пленки адсорбированного газа. При ее отсутствии коэффициент трения возрастает в 5 раз. Две важнейшие характеристики – самый низкий коэффициент сжатия и самый высокий модуль упругости.
Плавится алмаз при давлении в 11 ГПа и температуре 4000° C. На воздухе он горит при температуре от 800 до 1000° C, а при участии чистого кислорода горит, словно чистый пропан, голубым пламенем и полностью сгорает, высвобождаясь в виде углекислого газа.
История алмазного бурения
Для каждого сценария требуется эффективный и оптимизированный процесс добычи, чтобы наиболее оптимально восстановить большинство алмазов. Алмазы - самое сложное вещество, известное человечеству. Они также устойчивы к химическим веществам и проводят тепло. Итак, какие преимущества дают нам эти свойства бриллиантов?
Большинство из нас думает о бриллиантах, как драгоценные камни, используемые в ювелирных изделиях; но эти сверкающие камни на самом деле составляют лишь небольшой процент добытых алмазов в мире. На самом деле около 80% мировых алмазов используется в промышленности. Несмотря на то, что легче представить себе алмаз, украшенный красивой ювелирной установкой, большинство добытых бриллиантов закончится как сверло или другое важное промышленное назначение.
Если нагревать минерал без доступа воздуха при температуре 2000° C, то он быстро превращается в графит и разрушается на части с хлопком. Примечательно, что при температуре свыше 2000° С термодинамика минерала принимает аномальный характер.
В силу своих «экстремальных» свойств алмаз используется в современной индустрии производства и обработки.
Производители режущего инструмента вставляют алмазы в режущие лезвия для улучшения режущей способности этих машин. Компании по ремонту дорог используют алмазные пилы для резки и изготовления канавок в бетоне. Да, алмазы достаточно трудны для этого! Другая отрасль, где алмазы часто используются, - это электронная промышленность, где пилы, вложенные в тонкие алмазы, используются для резки твердых металлов и кристаллов.
Необработанные алмазы также используются для разведки нефти, полезных ископаемых и газа. Алмазные зерна являются частью металлических наконечников буровых долот. Они также используются в других частях бурового оборудования, например, в раковинах, где они помогают затвердевать устройство.
Применение алмаза
В строительстве использование алмазов оправдано спецификой сложных конструкций из бетона и стали. Алмазное сверление, резка, демонтаж, вне зависимости от материала работы, позволяют добиться результата без образования губительных микротрещин. Сверла, пилы огромных диаметров участвуют в распилке бетона, перемолке щебня и даже в резке по граниту и мрамору.
Алмазная правка шлифовальных кругов
Верьте или нет, алмазы даже используются в производстве оптических линз, так как алмазные порошки и песок используются в шлифовальных кругах. Эти колеса используются не только для шлифовки оптических линз, но также для шлифования стекла для граничных пластин и формирования кончиков карбидных машин.
Вы можете удивляться - как можно использовать алмаз для полировки? Крошечные алмазные частицы превращаются в пасту, которая используется для полировки других драгоценных камней, пластмасс, керамики, металлов, стекла и режущих инструментов. Поскольку алмазы проводят тепло так эффективно, они используются учеными в лабораториях. Чтобы получить техническую информацию, они вставляются в радиаторы, которые поглощают или проводят избыточное тепло от теплочувствительных деталей. Алмазные покрытия используются на истребителях, чтобы сделать их инфракрасные окна устойчивыми к царапинам.
Используется минерал в точном приборостроении и тяжелом машиностроении. Обточка металла – это также прерогатива алмаза.
Крайне высокая износостойкость, помноженная на неограниченный доступ к искусственным и промышленным алмазам, позволяет проектировать и строить буквально все (от точных инструментов хирурга вплоть до космических носителей).
Они также используются в рентгеновских аппаратах, лазерах и вакуумных камерах в качестве мембран для защиты любых отверстий в устройствах. Вы были удивлены любым из этих видов использования алмазов? Следите за предстоящим сообщением в блоге, в котором рассказывается, какие бриллианты лучше всего подходят для ювелирных изделий и которые лучше всего подходят для промышленности. В то же время, проверьте наши и, если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, свяжитесь с нами!
Алмазная обработка твердых сплавов
Прошло 15 лет с тех пор, как начались глобальные усилия по борьбе с алмазами из зон конфликтов. Но промышленность по-прежнему испорчена конфликтом и нищетой.
Прошло 15 лет с тех пор, как начались глобальные усилия по запрещению алмазов. Но индустрия по-прежнему испорчена конфликтом и нищетой.
Рисунок 1. Области применения алмазов.
К примеру, только в России сегодня выпускается более 1200 наименований инструментов, в которых используется алмаз (рис. 1, области применения алмазов). Сверла, фрезы, шлифовальные круги, стеклорезы, ножницы по металлу и пила по металлу и камню – везде активно используются алмазы (преимущественно промышленные, то есть синтетические).
Он заказал романтическую кровать и завтрак. Единственное, что беспокоит его, - это вопрос кольца. Для Мбуи Мванзы, 15-летнего, который проводит свои дни с лопатой и просеиванием гравия в небольших кустарных шахтах на юго-западе Демократической Республики Конго, бриллианты символизируют нечто гораздо более непосредственное: возможность поесть. Горная работа изнурительна, и его мучают боли в спине, но это ничто по сравнению с болью, когда его семья голодает. Его отец слеп; его мать бросила их несколько лет назад.
Прошло три месяца с тех пор, как Мванза в последний раз нашел алмаз, а его долги - за еду, за лекарство для отца - накапливаются. Он знает, по крайней мере, еще дюжину других мальчиков из своей общины, которые были вынуждены работать на шахтах, чтобы выжить.
Без данного минерала невозможны прокладка кабелей и строительство туннелей. Там, где нельзя вести взрывные работы, используется проходческий комбайн, вооруженный огромным диском, усыпанным лезвиями с тонким напылением алмазной крошки.
Алмаз применяется и в медицине, где толщина лезвия скальпеля имеет решающее значение. Уменьшая ширину разреза и оставаясь острым длительное время, алмазный скальпель является основным инструментом современного хирурга. Отдельного упоминания заслуживают перспективные разработки вроде медицинского лазера на кристаллах, где минерал будет выступать активным проводником.
Шахта Мванзы, румяная рана на берегах небольшого ручья, воды которого в конечном итоге достигнет реки Конго, находится в центре одного из самых важных источников алмазов драгоценного камня в мире. Тем не менее, провинциальная столица, Тшикапа, ничего не знала о богатстве, которое лежит под землей. Ни одна из дорог не вымощена, даже взлетно-посадочная полоса аэропорта. Сотни шахтеров ежегодно гибнут в результате обрушения туннелей, о которых редко сообщают, потому что они происходят так часто. Учителя в государственных школах требуют оплаты от студентов в дополнение к их скудным зарплатам.
В телекоммуникациях и электронике алмаз используют для прохождения сигналов разных частот по одному кабелю. Конечно, размеры его при этом крайне малы, однако свойства его успешно преодолевают большие перепады температур и самые большие скачки напряжения. Особенно критически важно его применение наряду с рубином в сверхчувствительных фотоэлементах, оптике, которая стоит на службе астрономов.
В школе нет денег. 
Это индустрия, которая должна была быть очищена после того, как в конце тысячелетней известности, связанной с так называемыми кровавыми или конфликтными алмазами, драгоценными камнями, добытыми в зонах военных действий в Африке, часто принудительным трудом, и использовался для финансирования вооруженных повстанцев движения. Но более 10 лет спустя, несмотря на то, что этот процесс действительно сократил количество алмазов из зон конфликтов на рынке, он по-прежнему пронизан лазейками, неспособными остановить многие алмазы, добытые в зонах военных действий или в других вопиющих обстоятельствах, от продажи на международных рынках.
В химии и физике алмаз используется, прежде всего, в качестве защитного элемента. Агрессивная химическая среда, которая может повредить стекло (плавиковая кислота), а также научные эксперименты в областях квантовой физики, оптики, лазерных технологий, исследования космоса, в которых недопустимы погрешности, требует активного применения алмазов.
Вместо благословений наши бриллианты приносят нам только несчастье. Учитывая уродливые реалии алмазного бизнеса, было бы заманчиво отказаться от покупки алмаза вообще или выбрать, как это сделал Родригес, чтобы купить синтетическую альтернативу. Однако представители конголезской горной промышленности говорят, что алмазы являются жизненно важным источником дохода - если не единственным источником - для примерно 1 миллиона мелких или кустарных шахтеров в Конго, которые копают вручную кристаллы, которые в один прекрасный день украсят обручальное кольцо будущий жених или жених. «Если люди перестанут покупать наши бриллианты, мы не сможем есть», - говорит Мванза. Мы все еще не сможем ходить в школу.
Использование данного минерала очень активно в деле добычи полезных ископаемых. Угольный забой, добыча нефти и газа – везде, где есть необходимость сверлить, прокладывать трубы и сталкиваться с очень твердыми образованиями в почве (каменный пласт, известняк), одной закаленной сталью не обойтись.
Кимберлийский процесс прошел путь, но действительно справедливая торговая система не только запретила бы алмазы, добытые в зонах конфликтов, но и позволяла добросовестным потребителям покупать алмазы, которые могли бы улучшить рабочие и бытовые условия ремесленников, таких как Мванза. Но твердая правда заключается в том, что спустя годы после того, как термин «бриллиант крови» нарушил общественное сознание, почти невозможно точно знать, что вы покупаете алмаз без крови на нем.
Страны, которые не могли доказать, что их алмазы были бесконфликтными, могут быть отстранены от международной торговли алмазами. Процесс Кимберли был воспринят как важный шаг к прекращению конфликта с алмазами. Но Смилли и другие критики утверждают, что Кимберлийский процесс не проходит достаточно далеко. Недобросовестная практика труда и нарушения прав человека не дисквалифицируют алмазы в соответствии с протоколом, тогда как определение конфликта настолько узко, что исключает многие примеры того, что потребители, используя здравый смысл, считают конфликтным алмазом.
Какие алмазы применяются в производстве?
Для использования в производстве не всякий алмаз годится. Ювелирные камни стоят баснословных денег и добываются в нескольких местах по всей планете, что совершенно невыгодно и неоправданно в массовой промышленности. Здесь выручают синтетические элементы. Начиная с 1953 года более 97% всех алмазов, используемых в промышленности, выращены искусственно. В настоящее время известны 3 метода получения данного минерала:
Конфликтные алмазы в рамках Кимберлийского процесса определяются как драгоценные камни, проданные для финансирования мятежного движения, пытающегося свергнуть государство - и только это. 
Многие страны, отраслевые лидеры и международные организации, в том числе Всемирный совет по алмазам, основанный в США, крупная отраслевая торговая группа, лоббировали расширение Кимберлийского процесса для определения конфликтных алмазов, чтобы включить вопросы воздействия на окружающую среду, нарушения прав человека и справедливую трудовую практику.
- CVD – chemical vapor deposition, или же химическое осаждение из пара.
- HPHT – high pressure high temperature, или же при участии высоких температур и давления.
- Синтез с подрывом, имитирующий условия, наиболее близкие к природным (происходит подрыв взрывчатки, содержащей углерод).
Таким образом, мировая промышленность полностью покрывает свои потребности в алмазах и неустанно радует человечество новыми технологическими достижениями.
Алмаз - это, пожалуй, самый популярный, самый драгоценный камень в мире. Бриллиант - это алмаз в обработанном виде. Обычно он бесцветный или имеет слабые желтые, бурые, серые, зеленые, иногда розовые оттенки, редко - черные. Существует около 1000 сортов ювелирных алмазов.
Алмаз - символ твердости, храбрости, невинности. Этот камень придает владельцу твердость и мужество, защищает члены его тела. Считалось, что алмаз дает и сохраняет остроту слуха, предохраняет от печали и колдовства, злых духов. Если какой-нибудь колдун захочет околдовать владельца алмаза, то все горе и неудачи перенесутся на него самого. Дикий зверь не нападет на человека, который носит на себе алмаз. Камень может вылечить от лунатизма.
Алмаз должен быть приобретен свободно, без принуждения и насилия, тогда он будет иметь большую силу. Камень потеряет силу из-за греховности, невоздержанности человека, который его носит. Большую силу имеют бриллианты, которые достаются по наследству от матери - дочери, от отца - сыну. Если же вы их купили, «работать» на вас они начнут не сразу. Их нужно «приручать».
Алмазы с зеленоватым отливом усиливают способность женщины к деторождению, помогают нормальному течению беременности и облегчают роды. Они врачуют склероз, апоплексию, предотвращают образование камней, успокаивают мигрень, спасают от ударов молнии и сглаза.
Алмаз с внутренними пятнами считается самым несчастливым и роковым камнем.
Алмаз связан с энергией Солнца и употребляется как сердечное тонизирующее средство. По убеждениям древних, этот камень эффективно омолаживает и обеспечивает духовное развитие. Если вы будете носить кольцо с алмазом в золоте на безымянном пальце правой руки, то он позволит вам ощутить тонкое воздействие энергии на ваш организм. Нельзя носить чужие кольца с бриллиантом.
Считается, что название «алмаз» произошло от греческого слова adamas - неодолимый, несокрушимый. Ограненные алмазы называются бриллиантами. Это название произошло от французского слова brilliant, что в переводе на русский означает «сверкающий».
Алмаз состоит примерно на 96-99,8% из углерода, 0,2-0,3% составляют примеси химических элементов, таких как азот, кислород, алюминий, бор, кремний, марганец, медь, железо, никель, титан, цинк и др. Бесцветные алмазы встречаются редко. Чаще всего они имеют какой-либо оттенок. В природе существуют алмазы, ярко окрашенные в желтый, оранжевый, зеленый, синий, голубой, розовый, коричневый, серый и черный цвета.
Для обозначения цвета бриллианта существует следующая градация, включающая 12 цветов:
ятер - голубовато-белый;
ривер - совершенно прозрачный голубовато-белый;
тон висседьтон - чисто-белый, менее прозрачный;
виссельтон -белый;
топ кристл - с легким оттенком желтого цвета;
кристл - с чуть более заметным оттенком желтого;
верп лайт - с очень небольшим оттенком коричневого цвета;
топ кейп - слегка желтоватый;
кейп - желтоватый;
лайт йеллоу - светло-желтый;
лайт браун - светло-коричневый;
йеллоу - желтый.
Блеск алмаза настолько характерен, что так и называется - алмазный.
Состав . Минерал, кристаллическая полиморфная модификация самородного углерода, по блеску, красоте и твердости превосходящий все минералы.
Алмаз состоит из чистого углерода (до 99,8%), но обычно содержит небольшие примеси различных химических элементов,входящих в кристаллическую структуру или в состав включений других минералов.
Физические свойства
:
а) По шкале Мооса относительная твердость алмаза равна 10, абсолютная в1000 раз превышает твердость кварца и в 150 раз - корунда, самая высокая как среди природных, так и среди так среди искусственных материалов,
б) Излом раковистый,
в) Плотность чистого алмаза 3,511 г/см3,
г) Блеск сильный, от алмазного до жирног,
д) Высокий показатель преломления (от 2,417 до 2,421) и сильная дисперсия (0,0574) обуславливают яркий блеск и разноцветную "игру" ограненных ювелирных алмазов, называемых бриллиантами.
е) Полупроводник.
Алмаз может быть бесцветными водянопрозрачным или окрашенным в различные оттенки желтого, коричневого, красного, голубого, зеленого, черного, серого цветов.
Распределение окраски часто неравномерное, пятнистое или зональное. Под действием рентгеновских, катодных и ультрафиолетовых лучей большинство алмазов начинает светиться (люминесцировать) голубым, зеленым, розовым и др. цветами.
Алмаз прилипает к некоторым жировым смесям, на этом основан получивший наибольшее распространение жировой способ извлечения алмазов на обогатительных фабриках. На воздухе алмаз сгорает при 85 oС с образованием СО2; в вакууме при температуре свыше 150 oС переходит в графит.
Особенности образования . Предполагается, что алмаз кристаллизуется одним из первых минералов при остывании мантийного силикатного расплава на глубине 150-200 км при давлении 5000 МПа, а затем выносится к поверхности Земли в результате взрывных процессов, сопровождающих формирование кимберлитовых трубок, 15-20% которых содержит алмаз.
Алмазы встречаются также в глубинных породах-эклогитах и некоторых глубокометаморфизованных гранатовых гнейсах. Мелкие алмазы в значительных количествах обнаружены в метеоритах, а также в гигантских метеоритных кратерах, где переплавленные породы содержат значительные количества мелкокристаллического алмаза.
Размеры кристаллов варьируют от микроскопических до очень крупных, масса самого крупного алмаза "Куллинан", найденного в 1905 в Южной Африке 3106 кар (0,621кг).
Месторождения . Промышленные месторождения связаны с кимберлитами, россыпями. Главный зарубежные добывающее страны: ЮАР, Конго (Заир), Ботсвана, Намибия. В Российской Федерации месторождения в Якутии, на Урале.
Применения . Алмаз применяется в промышленности как абразивный материал, а также, конечно, в ювелтрном деле.
Но, без огранки алмаз выглядит не очень привлекательно. Поверхность добытых из земли кристаллов в большинстве случаев бывает шероховата и покрыта полупрозрачной трещиноватойсерой коркой.
Только отполировав и огранив алмаз в бриллиант, человек увидел, что "это свет солнца,сгустившийся в земле и охлажденный временем, он играет всеми цветами радуги, но сам остается прозрачным,словно капля". Так говорил о бриллианте русский писатель А.И. Куприн. Благородные металлы служили либо украшением, либо для магических целей,например в качестве амулетов (оберегов).
Лечебные свойства
Еще в глубокой древности.люди поняли, что алмаз излечивает своего владельца от психических расстройств: разных фобий, депрессии, нервных срывов. Литотерапевты говорят, что камень корректирует нервную систему человека и настраивает ее на здоровый образ жизни. Поэтому они рекомендуют воспользоваться этой способностью камня для избавления от алкоголизма, неконтролируемого пьянства, табакокурения и далее для лечения наркомании. Кроме того, алмаз считается прекрасным жаропонижающим средством, средством для лечения воспаления легких, бронхитов, предстательной железы, гепатита, различных инфекций и заболеваний суставов.
Магические свойства
Алмаз - самый ценный, но и самый опасный для человека камень. Однако это не значит, что он вредит человеку, просто, если с ним обращаться грубо и невежливо, он может обидеться и навредить владельцу.
С давних пор считается, что алмаз придает своему владельцу смелость, решительность, твердость духа, приносит успех, предохраняет от алкоголизма, наркомании, распущенности, укрощает чрезмерные фантазии, избавляет от печалей, отводит колдовские чары, оберегает от дурного глаза. Однако следует помнить, что алмаз - это камень царей, первосвященников и знаменитостей. Высокопоставленным личностям он служит верой и правдой, к обычным людям этот гордый камень равнодушен. Но если вы получили его в наследство или в подарок, он будет помогать и вам, только это произойдет довольно нескоро - лет через 7-10. Все это время алмаз будет настраиваться на нового владельца и, поняв его сущность, начнет активно на него работать.
Алмаз является первым камнем зодиака, поскольку обладает огромной энергетической силой. Он отражает в себе весь зодиак и является «руководителем» всех остальных минералов.
Этот камень должен иметь каждый Овен, поскольку алмаз укрощает гнев, вспыльчивость, раздражительность. Впрочем, и остальным знакам зодиака он не противопоказан.
Талисманы и амулеты
В качестве талисмана алмаз можно носить на безымянном пальце левой руки, а также в виде серег или кулона, чтобы камень касался кожи. Он поможет и в сердечных делах, и в работе, но с одним условием - намерения человека должны быть честными и нравственными. Ворам, убийцам, мошенникам и аферистам он принесет одни только несчастья.
Известно,что у аборигенов Австралии роль амулетов выполняли золотые самородки. А один из первых крупных алмазов - знаменитая "Звезда Южной Африки" весом 83,5 карата - был выкуплен у знахаря - колдуна, который использовал его во время заклинаний.
Ювелирные алмазы
На долю ювелирных алмазов обычно приходится 20-25% добываемых алмазов; в россыпных месторождениях их доля заметно выше, чем в коренных. Ювелирные алмазы прозрачны, без трещин включений.
При их огранке выявляются наибольший блеск и игра камня, устраняются природные дефекты, при этом теряется около 50% первоначальной массы. Разработана специальная бриллиантовая форма огранки, но используется также огранка клиньями, кабошоном,ступенчатая и их комбинации.
Добыча, цены
Ежегодная мировая добыча алмазов оценивается в 100 млн. кар (20 тонн), из них 40 млн. приходится на страны Африки и по 30 млн. на Россию и Австралию.
Крупнейший в мире монополист по добыче и продаже алмазов - компания "Де Бирс" с годовым оборотом свыше 15 млрд. долларов. В России добычу алмазов ведет компания "Алмазы России - Саха" (объем добычи в стоимостном выражении составляет 1,3 млрд. долларов в год).
Масса добываемых алмазов обычно 0,1-1,0 кар, крупные ювелирные камни (св. 100 кар) встречаются редко. Цена необработанных алмазов ювелирного качества около 100 долларов за кар, стоимость бриллиантов сильно колеблется в зависимости чистоты "воды", оттенков цвета "нацветов", наличия включений и дефектов, величины камней, качества огранки и т. д. Обычная цена карата бриллиантов - от 400 до 1000 долларов.
Технические алмазы используются в алмазных буровых коронках, пилах, резцах, фильерах для вытягивания проволоки, для изготовления полировальных порошков и паст, а также в оптической и электронной промышленности как полупроводники.
