Применение природных и искусственных алмазов. Физические свойства алмаза Как свойство алмаза используется в технике

Data-lazy-type="image" data-src="https://karatto.ru/wp-content/uploads/2017/08/almaz-1.jpg" alt="камень алмаз" width="300" height="200"> Алмаз – камень, который можно смело назвать самым известным на всей Земле. Он обладает необыкновенными физическими характеристиками и поражает своей красотой. С древних времен он использовался для украшений, а иногда даже выступал в роли самой твердой валюты. С историей его происхождения связано много легенд, а его лечебные и магические свойства изумляют и по сей день.

Камень с древней историей

История алмазов насчитывает даже по самым скромным подсчетам много миллионов лет. Многие ученые склонны считать, что возраст этих драгоценных минералов вполне может равняться возрасту нашей планеты. Это объясняет количество мифов, окутавших его появление. Происхождение алмазов связывают с Индией, куда тысячелетиями отправлялись искатели самоцветов необычайной красоты. Именно там, около трех тысяч лет до новой эры, эти камни получили широкое распространение. Их не подвергали никакой обработке, оставляя их в сокровищницах в натуральном виде.

До европейского континента минерал алмаз добрался значительно позднее, когда о нем разузнал Александр Македонский. Им был организован поход в Индию, чтобы завладеть доселе невиданными драгоценностями. Легенда гласит, что смелому воину пришлось вступить в схватку со змеями, которые стояли на страже этих богатств.

И только к концу периода Средневековья в бельгийском городе Брюгге, где была настоящая Мекка для людей, торговавших самоцветами, придумали, как придать алмазу уже привычный для нас блеск и искристость. Его стали подвергать огранке, и появился камень бриллиант, что означало «блестящий». Благодаря своим сверкающим граням, он получил невероятную популярность и стал цениться еще сильнее. Камень стали добывать в очень больших объемах, и индийские месторождения истощились. Но это только подстегнуло активные поиски новых, и такие вскоре обнаружились в Бразилии.

Png" alt="" width="60" height="51"> Сейчас добычу ведут в Австралии, на африканском континенте, в России.

Старое название алмаза у жителей Индии звучало как «фарий», римляне дали ему имя «диамонд». Греки оценили его качества и стали называть «адамасом», что означало «несокрушимый», «непревзойденный», а у арабов его нарекли «алмасом», что в переводе на русский язык означает «самый твердый».

Свойства и основные характеристики

Сегодня существует несколько теорий о том, как образуются алмазы. Например, согласно одной из них, алмаз в природе появляется тогда, когда происходит понижение температуры силикатов (соединений кремния с кислородом), находящихся в мантии коры Земли. На поверхности же они оказываются после сильных глубинных взрывов. Кроме того, есть мнение, что эти кристаллы образовались при падении метеоритов в результате одновременного воздействия высокого давления и температуры.

Png" alt="" width="47" height="78"> Алмаз, формула которого обозначается одной буквой С, раньше добывали путем бережного перемывания морских или речных россыпей песка. Тогда была небольшая вероятность отыскать такой желанный кристалл, который мог оказаться включением в другие горные породы.

Но когда в конце девятнадцатого века были обнаружены кимберлитовые трубки, добыча стала вестись уже другим способом. Такое название получали участки горной породы, содержащие ценные минералы, имеющие вертикальную коническую форму. .jpg" alt="камень алмаз" width="250" height="181">
Интересно то, как выглядит алмаз в необработанном виде, – это мелкие (до 5 мм) частички, матовые и шероховатые. Мелкие кристаллики могут срастаться между собой.

Физические свойства алмаза отличают его от других минералов, а ведь состоит он только из атомов углерода. Самыми удивительными его качествами являются следующие:

Плотность алмаза по шкале Мооса равняется 10. Это самый максимальный показатель, который подтверждает исключительную твердость алмаза. Обрабатывать его крайне сложно, потому что он повреждает любой материал, а сам остается без каких-либо следов.
Удивительна и способность камня, которая заключается в возникновении электрических импульсов, если с ним взаимодействуют заряженные частицы.
Интересны и свойства алмаза противостоять действию сильных кислот. Они не могут оказать никакого воздействия, а вот при реакции с расплавами щелочи, селитры и соды возникает процесс окисления, способный «сжечь» образец.
Температура плавления алмаза составляет 3700-4000С°. Если направить на образец струю кислорода, то при температуре около 800С° он загорится голубым пламенем. При 1000С° он сгорит, а нагретый до 2000 С° в вакууме перейдет в графит.

Интересно и строение алмаза, которое объясняет его невероятную прочность. Кристаллическая решетка алмаза имеет форму куба, на вершинах которого и внутри расположены атомы углерода, прочная связь между которыми и наделяет минерал твердостью.

Области применения

Data-lazy-type="image" data-src="https://karatto.ru/wp-content/uploads/2017/08/almaz-3.jpg" alt="камень бриллиант" width="220" height="167">
Применение алмаза не ограничивается использованием в ювелирной промышленности, в которой предпочтение отдается только экземплярам самого высшего качества.

Применение алмазов распространено в самых различных областях, среди которых:

Медицинские приборы и инструменты. В сфере медицины использование прозрачных кристаллов очень широко. Благодаря таким приборам, позволяющим совершать тонкие разрезы, ускоряется время заживления в послеоперационный период. Скальпели, изготовленные из такого материала, долго остаются острыми. Структура алмаза делает возможным его применение в сфере производства имплантов.
Высокая теплопроводность алмаза делает его незаменимым для использования в электронике, чтобы не допускать перегрева приборов.
Свойства и состав алмаза объясняют его использование в области телекоммуникаций. Его ценят за способность выдерживать скачки напряжения и температур.
Применяют его и в горнодобывающей промышленности для добавления эффективности буровому долоту.

Интересно, что только 15% кристаллов, которые добываются в мире, можно использовать для того, чтобы огранить их и получить бриллианты. Около 44-46% являются «условно пригодными» для того, чтобы подвергать их огранке. Оставшийся процент добываемого сырья идет как раз на промышленные и производственные нужды.

Как из алмаза получается бриллиант?

Многие задаются вопросом, что такое бриллиант. На самом деле это все тот же алмаз, только подвергнутый огранке. Обработка происходит в несколько этапов, в ходе которых на кристалле убираются различные изъяны. Камни подвергаются шлифовке и полировке.

Jpg" alt="алмаз круглой огранки 57 граней" width="200" height="192"> Процесс огранки очень долгий и трудоемкий. Чтобы придать кристаллу нужную форму и создать ровные грани на поверхности самого твердого минерала, используют диски из чугуна, на которые нанесено алмазное напыление. Важно правильно расположить грани, учитывая то, как на них будет падать свет. Мастерство огранки заключается в том, чтобы заставить камень сиять всеми цветами радуги. Свойства бриллианта позволяют ему преломлять лучи света по-разному, что и вызывает такой яркий блеск. Наиболее сильно эти свойства раскрываются при круглой огранке в 57 граней.

В результате огранки размеры бриллиантов значительно уменьшаются, но на стоимость это не влияет. На работу с крупным образцом могут уйти месяцы. Для этого типа камней используют три основных вида огранки кристаллов:

Для обработки камушков круглой формы применяют бриллиантовый вид. В этом случае важно, чтобы выдерживался шахматный порядок для треугольных или ромбовидных граней на каждом ярусе.
Прямоугольные образцы подвергаются ступенчатой огранке, при которой треугольные или трапециевидные грани идут друг над другом.
Для огранки мелких образцов применяется метод «розы» или «розетки».

Характеристики бриллиантов различаются и по степени прозрачности. Природные минералы не могут похвастаться абсолютной чистотой и имеют различные включения. Чем таких дефектов меньше, тем выше стоимость.

Разнообразие цветов

Большинство ошибочно считает, что разновидность алмаза ограничивается только прозрачными бесцветными кристаллами. На самом же деле существует достаточно много различных цветовых вариаций, которые иногда оцениваются намного дороже классических.

Jpg" alt="" width="80" height="83"> Желтый бриллиант встречается довольно часто. Такой цвет минерал получил благодаря атомам азота, которые проникли в его кристаллическую решетку. Чем насыщеннее такой цвет, тем дороже будет стоить образец. Есть и более темные вариации, которые встречаются в Австралии. Там можно встретить и коньячный бриллиант, и рыжий алмаз.

Jpg" alt="" width="80" height="83"> Синий алмаз – настоящая редкость. Это может быть природная разновидность, получившая свой оттенок из-за наличия атомов такого химического вещества, как бор. Синий бриллиант может получиться и путем облагораживания минерала.

Jpg" alt="" width="80" height="83"> А вот голубой алмаз (его крупные экземпляры) настолько редкий, что позволить его себе могут только держатели роскошных коллекций. Более распространенным является алмаз, цвет которого стал голубым в результате нагревания и повышения давления.

Каждый ювелир не прочь заполучить в свою коллекцию зеленый алмаз, получивший свой цвет из-за природной радиации. Еще реже можно встретить красные алмазы. Их, как розовый алмаз, добывают на месторождениях Австралии.

На этом виды алмазов не заканчиваются. Существуют даже черные и белые бриллианты.

Необыкновенные свойства

Data-lazy-type="image" data-src="https://karatto.ru/wp-content/uploads/2017/08/almaz-5.jpg" alt="кольцо из золота с бриллиантом" width="200" height="136">
Бриллиантам в старину приписывались самые разные удивительные свойства. Даже современные специалисты отмечают невероятную энергетику этого минерала. Его воздействие на организм человека часто использовалось для избавления от различных недугов, как физических, так и психических. Их и сейчас используют в следующих областях медицины:

С помощью этих самоцветов можно решить проблемы с сердцем. Камень поможет нормализовать работу сосудов и сердечной мышцы, снизит артериальное давление.
Положительное воздействие переливающиеся кристаллы оказывают на тех людей, у кого есть проблемы с психикой. Воздействие камня снимет стрессовое состояние, успокоит нервы, поможет нормализовать сон.
Энергия камней хорошо влияет и на женское здоровье, помогая излечиться от ряда гинекологических проблем.
Славится минерал и своими противовоспалительными свойствами. С его помощью можно справиться с проблемами дерматологического характера. Оказать общеукрепляющее воздействие на все внутренние органы.

Чтобы почувствовать на себе целебную силу камня, можно на 24 часа положить кристалл в воду, а потом пить этот алмазный настой, который сможет укрепить иммунитет и придать тонус.

Jpg" alt="кольцо с бриллиантом" width="200" height="244"> Магические свойства бриллиант проявляет также активно. Он становится мощным защитником своего владельца, оберегая его от любого негативного воздействия извне. В древности правители всегда брали алмаз с собой на пиры, зная, что он сможет предотвратить отравление. Человеку с чистыми помыслами он сможет подарить уверенность в себе, благополучие в личной жизни, успех в карьере. Его издревле использовали для совершения магических ритуалов. Особенно эффективен в этом случае камень желтого оттенка. Красный же кристалл настолько мощный, что обуздать его получится не у всех. А вот белый сможет стать оберегом для любого человека.

Он раскроет свои качества, если сочетать его с золотом и носить его на левой руке. Кольцо дарует мужчинам удачу в игре и успех у женщин. Красивые серьги или колье придадут дамам очарования и помогут найти любовь. Наиболее активно камень раскроет свою силу перед Овнами, а вот Рыбам лучше выбрать себе другой талисман.

Тайна алмаза будоражит многих и сейчас. Этот необыкновенный камень таит в себе множество еще неизученных качеств. С некоторыми из них связаны мистические истории. Например, кристалл «Надежда» приносил своим владельцам только несчастья.

Удивительными бывают и размеры найденных самоцветов. Когда на одном из рудников нашли алмаз «Куллинан», весил он более трех тысяч карат. Большая популярность, что неудивительно, привела к тому, что ученым захотелось изготовить его искусственную вариацию. Так в ХХ веке, воздействуя на графит давлением и температурой, были получены синтетические аналоги. Отличить их от настоящих очень сложно. Часто с такой задачей могут справиться только профессионалы.

Png" alt="" width="80" height="80"> Чтобы отличить оригинал от подделки, нужно обращать внимание на количество граней (классическая огранка предполагает 57) и их четкое очертание без двоения при рассматривании через лупу, увеличивающую в 12 раз.
Настоящий образец невозможно поцарапать, даже проведя по нему наждачной бумагой.
Если держать его в руке, то он будет оставаться прохладным, тогда как подделка быстро нагреется до температуры тела.
А если капнуть на поверхность каплю жира, то она останется без изменений, в то время как на подделке она сначала распадется на меньшие капельки.

Несмотря на удивительную твердость, изделия из бриллиантов нужно хранить с особой аккуратностью. При загрязнениях промывать их мыльным раствором и держать отдельно от других украшений. Не пренебрегайте помощью ювелиров. Они смогут проверить крепления и очистить камень ультразвуком.

Применение алмаза началось более двух веков назад. До середины XX века их использовались как материал для изготовления ювелирных изделий. Интересно то, что для гранения одного алмаза берут другой алмаз. Особая прочность материала не позволяет работать над ним с помощью кристаллических образований других минералов. Учёные минералоги, физики и химики долгое время изучали свойства породы. Они выявили все предельные характеристики, нашли возможность применения камней в различных производственных сферах.

Образец ценного минерала – аллотропное изменение углерода. У каждого человека есть возможность стать обладателем его частички. Это графит обычного простого карандаша. В графит преобразуется при определённом повышении температуры. Если ставит камень в таблицу твёрдости Мооса, он займёт самую верхнюю строчку, 10. Выше твёрдости наукой не выявлено и пород крепче алмаза ещё не нашли. Другие особенности минерала:

плотность – до 3,4–3,5 г/куб.см;
проводимость тепла – до 2,3 тыс. Вт;
показатель трения по металлической поверхности – 0,1;
верхний слой — плёнка газа в адсорбированном состоянии;
при снятии верхнего слоя (плёнки) повышается коэффициент трения до 0,5;
низкий коэффициент показателя возможности выдерживать сжатие;
высокий модуль структурной упругости.

Кристалл возможно расплавить, если достичь уровня давления в 11 ГПа, показатель плавления – 4 тыс. градусов. Камень начинает гореть при t — от 800-тысячи градусов, процесс проходит на воздухе. Алмаз сгорает, не оставляя остатка, но образуя углекислый газ.

Пламя при горении голубое. Другой результат получается при нагревании без доступа воздушных масс. Температура – 2 тыс. Самоцвет преобразуется в графит, распадается, издавая звуки, похожие на хлопок. Термодинамика отличается в этом случае аномальным характером.

Учёные нашли применение алмазов в современных сферах индустрии и развивающихся технологиях.

Сферы применения

Областей использования свойств материала достаточно много. Можно перечислить основное и наиболее популярное.

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.