Сообщение о золоте и алмазах

Обновлено: 05.07.2024

Алмаз – это полезное природное ископаемое, которое находится глубоко в недрах земной коры, от всех камней он отличается особой прочностью. Цена данного ископаемого дорогостоящая, но на самом деле он не чем не отличается по составу от простого угля. Тайна происхождения алмаза заключается лишь в том, при каких условиях был сформирован камень.

Археологи до настоящего момента не определили причину появления драгоценного камня. Так как он появляется из углерода, то есть природного газа. Доказано лишь, то что на газ действует большое атмосферное давление и он из-за этого сжимается и начинается процесс кристаллизации. По окончанию процесса появляется твердый камень. Для того чтобы найти кристалл приходится раскапывать целые шахты.

Преимуществом алмаза, является твердость, что означает, его не так - то просто поцарапать, но он довольно хрупкий и при неправильном обращении легко расколоть. Свойства его заключаются в использовании в изготовлении ювелирных украшений.

Необработанный драгоценный камень выглядит не приглядно и не вызывает особого интереса. По ощущениям у него не ровная и шероховатая поверхность, данный внешний вид напоминает обычное стекло. Характерный окрас желтый, зеленый, матовый, голубой и редкий красный.

Добытые алмазы подлежат дальнейшей сортировке, и камни без особых изъянов и дефектов, идут на изготовление ювелирных изделий. После всех этапов обработки он приобретает блеск и называется бриллиантом. Алмазы с дефектами называются техническими и применяются в промышленности, медицине и т.д.

Для технических целей стараются применять более дешевый вариант, чем природный алмаз, выращенный в химической лаборатории. По составу, который не чем не уступаем природному кристаллу, но гораздо дешевле имеет себестоимость и в состав входит порядком меньшее количество различных примесей.

От природного драгоценного ископаемого, такого как алмаз, одни преимущества.

Вариант 2

В недрах земли содержится большое количество самоцветных камней, однако алмаз среди них особенно выделяется. Это один из самых твердых минералов, чьи характеристики обусловлены очень плотным строением кристаллической решетки.

Помимо эстетического, алмаз имеет и очень важное практическое значение. Алмазное напыление используют для изготовления самых прочных сверл, шлифовальных кругов. При помощи алмазных инструментов можно проводить обработку твердых пород камня, резать стекло, не раскалывая его при этом. На основе природных кристаллов алмаза создан особый лазер, широко использующийся в медицинском направлении, особенно в лазерной хирургии.

Для того, чтобы широко использовать алмаз в технических целях, специально выращивают искусственные кристаллы. Они практически не отличаются от природных алмазов по своим свойствам, однако имеют несравнимо более низкую стоимость.

Наибольшим количеством месторождений алмазов располагают Россия и Канада, также их очень много на африканском континенте.

Удивительно, но алмаз обладает тем же химическим строением, как обыкновенный уголь или графит, используемый в качестве пишущей части простого карандаша. Разница обусловлена лишь особыми условиями, в которых формируются алмазы.

Алмазы относятся к минералам, формирующимся глубоко в недрах земли, где возможно поддержание соответствующей температуры и давления. Основой формирования драгоценного камня является высокая концентрация природного газа – углерода. Под воздействие огромного давления под толщей земных недр газ способен сжиматься до таких размеров, при которых образуется твердый драгоценный минерал.

Из глубин земных недр на поверхность алмазы попадают с магматическими потоками при извержении вулканов. Чаще всего их добывают в очень глубоких шахтах, но нередки и случаи, когда алмаз можно найти на поверхности.

Главное свойство алмаза – его прочность. При этом сам минерал не отличается твердостью и может быть довольно хрупким. То есть, например, кристалл можно расколоть, а вот поцарапать его чрезвычайно сложно.

Обработанный должным образом и ограненный алмаз называют бриллиантом. В этой форме его используют при изготовлении роскошных ювелирных изделий, которые очень высоко ценятся. Тем не менее, далеко не из любого алмаза может получиться полноценный бриллиант, на самом деле весь цикл обработки для становления ювелирным изделием проходят не более 20% всех добытых алмазов.

Алмаз имеет следующие характеристики: по шкале Мооса алмаз занимает 10 ступень твердости, вместе с этим камень очень хрупок. Алмаз может быть замечательным проводником тепла. Он наиболее подходит для этого из всех твердых материалов, но электрической ток он проводить не может. Температура, при которой алмаз плавится составляет 4000 градусов, а сгорает при 1000 градусов. Так же камень люминесцентен.

Такие способности алмаз имеет из-за 98% содержания углерода, остальные примеси лишь придают оттенок камню. Самые распространенные цвета алмаза это желтоватый и коричневый, но помимо этих цветов бывают редкие красные, синие, голубые и черные алмазы. В ювелирных магазинах алмазы не имеют цвета из-за предварительной обработки. Но есть особенные бриллианты, которые не теряют цвет, но они высоко ценятся на рынке, например, Дрезденский имеет зеленый цвет, бриллиант Тиффани желтого цвета и Портер-Родс - голубой.

Существует способ определения подлинности алмаза. Для этого берется жирный черный фломастер и проводится по поверхности минерала. Если линия осталась сплошной без разводов, то камень настоящий, а если размылась и распалась на капли, то поддельный.

Алмазы добывают на каждом континенте, кроме Антарктиды. Больше всего их можно найти в дырах земной коры, образованные от взрыва газов. В таких дырах содержится 90% всех алмазов планеты. Самые богатые залежи минералов находятся в России, Канаде, Австралии, ЮАР. Каждый день на земле добывается около 30 тонн алмазов. Россия добывает 29% всех запасов.

Используются алмазы в основном в ювелирном деле. 70% всех камней идут на переработку и превращаются в украшения. На данный момент на рынке существуют две крупные ювелирные компании, владеющие алмазными камнями и впуском украшений из них. Промышленность так же нуждается в минералах для ядерной, часовой промышленности. Так же для изготовления квантовых компьютеров, производство микроэлектроники, абразивов. Алмаз не только красивый, но и очень полезный камень.

Окружающий мир. 4 класс

СТРУКТУРА

Кристаллическая структура алмаза

Сингония алмаза кубическая, пространственная группа Fd3m. Элементарная ячейка кристаллической решетки алмаза представляет собой гранецентрированный куб, в котором в четырех секторах расположенных в шахматном порядке, находятся атомы углерода. Иначе алмазную структуру можно представить как две кубических гранецентрированных решетки, смещенных друг относительно друга по главной диагонали куба на четверть её длины. Структура аналогичная алмазной установлена у кремния, низкотемпературной модификации олова и некоторых других простых веществ.

Кристаллы алмаза всегда содержат различные дефекты кристаллической структуры (точечные, линейные дефекты, включения, границы субзерен и тп.). Такие дефекты в значительной степени определяют физические свойства кристаллов.

СВОЙСТВА

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, зелёным, розовым и др. цветами. Характеризуется исключительно высоким светопреломлением. Показатель преломления (от 2,417 до 2,421) и сильная дисперсия (0,0574 ) обуславливают яркий блеск и разноцветную “игру” огранённых ювелирных алмазов, называемых бриллиантами. Блеск сильный, от алмазного до жирного.Плотность 3,5 г/см 3 . По шкале Мооса относительная твердость алмаза равна 10, а абсолютная – в 1000 раз превышает твёрдость кварца и в 150 раз – корунда. Она самая высокая как среди всех природных, так и искусственных материалов. Вместе с тем довольно хрупок, легко раскалывается. Излом раковистый. С кислотами и щелочами в отсутствие окислителей не взаимодействует.
На воздухе алмаз сгорает при 850° С с образованием СО₂; в вакууме при температуре свыше 1.500° С переходит в графит.

МОРФОЛОГИЯ

Морфология алмаза очень разнообразна. Он встречается как в виде монокристаллов, так и в виде поликристаллических срастаний (“борт”, “баллас”, “карбонадо”). Алмазы из кимберлитовых месторождений имеют только одну распространенную плоскогранную форму – октаэдр. При этом во всех месторождениях распространены алмазы с характерными кривогранными формами – ромбододекаэдроиды (кристаллы похожие на ромбододекаэдр, но с округлыми гранями), и кубоиды (кристаллы с криволинейной формой ). Как показали экспериментальные исследования и изучение природных образцов в большинстве случаев кристаллы в форме додекаэдроида возникают в результате растворения алмазов кимберлитовым расплавом. Кубоиды образуются в результате специфического волокнистого роста алмазов по нормальному механизму роста.

Алмаз Куллинан разбитый на 9 частей

Синтетические кристаллы, выращенные при высоких давлениях и температурах, часто имеют грани куба и это является одни их характерных отличий от природных кристаллов. При выращивании в метастабильных условиях алмаз легко кристаллизуется в виде пленок и шестоватых агрегатов.

Размеры кристаллов варьируют от микроскопических до очень крупных, масса самого крупного алмаза “Куллинан”, найденного в 1905г. в Южной Африке 3106 карат (0,621кг).
На изучение огромного алмаза было потрачено несколько месяцев и в 1908 году он был расколот на 9 крупных частей.
Алмазы массой более 15 карат – редкость, а массой от сотни карат – уникальны и считаются раритетами. Такие камни очень редки и часто получают собственные имена, мировую известность и своё особое место в истории.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Хотя при нормальных условиях алмаз метастабилен, он в силу устойчивости своей кристаллической структуры может существовать неопределенно долго, не превращаясь в устойчивую модификацию углерода – графит. Алмазы, которые вынесены на поверхность кимберилитами или лампроитами кристаллизуется в мантии на глубине 200 км. и более при давлении более 4 Гпа и температуре 1000 – 1300 ° С. В некоторых меторождениях встречаются и более глубинные алмазы, вынесенные из переходной зоны или из нижней мантии. Наряду с этим, они выносятся к поверхности Земли в результате взрывных процессов, сопровождающих формирование кимберлитовых трубок, 15-20% которых содержит алмаз.

Алмазы встречаются также в метаморфических комплексах сверхвысоких давлений. Они ассоциируют с эклогитами и глубокометаморфизованными гранатовыми гнейсами. Мелкие алмазы в значительных количествах обнаружены в метеоритах. Они имеют очень древнее, досолнечное происхождение. Также они образуются в крупных астроблемах – гигантских метеоритных кратерах, где переплавленные породы содержат значительные количества мелкокристаллического алмаза. Известным месторождением такого типа является Попигайская астроблема на севере Сибири.

Алмазы редкий, но вместе с тем довольно широко распространённый минерал. Промышленные месторождения алмазов известны всех континентах, кроме Антарктиды. Известно несколько видов месторождений алмазов. Уже несколько тысяч лет алмазы добывались из россыпных месторождений. Только к концу XIX века, когда впервые были открыты алмазоносные кимберлитовая трубка, стало ясно, что алмазы не образуются в речных отложениях. Кроме этого алмазы были найдены в коровых породах в ассоциациях метаморфизма сверхвысоких давлений, например в Кокчетавском массиве в Казахстане.

И импактные, и метаморфические алмазы иногда образуют весьма масштабные месторождения, с большими запасами и высокой концентрацией. Но в этих типах месторождений алмазы настолько мелкие, что не имеют промышленной ценности. Промышленные месторождения алмазов связаны с кимберлитовыми и лампроитовыми трубками, приуроченными к древним кратонам. Основные месторождения этого типа известны в Африке, России, Австралии и Канаде.

ПРИМЕНЕНИЕ

Хорошие кристаллы подвергаются огранке и используются в ювелирном деле. Ювелирными считаются около 15% добываемых алмазов, еще 45% считаются околоювелирными, то есть уступают ювелирным по размеру, цвету или чистоте. В настоящее время общемировой объем добычи алмазов составляет порядка 130 миллионов карат в год.
Бриллиант (от франц. brillant – блестящий), – алмаз, которому посредством механической обработки (огранки) придана специальная форма, бриллиантовая огранка, максимально раскрывающая такие оптические свойства камня, как блеск и цветовая дисперсия.
Совсем мелкие алмазы и осколки, непригодные для огранки, идут в качестве абразива для изготовления алмазного инструмента, необходимого для обработки твёрдых материалов и огранки самих алмазов. Скрытокристаллическая разновидность алмаза чёрного или тёмно-серого цвета, образующая плотные или пористые агрегаты, носит название Карбонадо, обладает более высоким сопротивлением истиранию, чем у кристаллов алмаза и благодаря этому особенно ценится в промышленности.

Мелкие кристаллы также в больших количествах выращиваются искусственным путём. Синтетические алмазы получают из различных углеродсодержащих веществ, главным образом из графита, в спец. аппаратах при 1200-1600°С и давлениях 4,5-8,0 ГПа в присутствии Fe, Co, Сr, Мn или их сплавов. Они пригодны для использования только в технических целях.

Тарква – знаменитый золотоносный район Ганы, расположенный на Западно – Африканском щите. Он включает 4 золотоносных рудных поля. Тарква хорошо изучена и признается уменьшенным аналогом южноафриканского Витватерсранда – крупнейшего в мире и уникальнейшего золоторудного бассейна. Заметим, что Витватерсранд, расположенный в провинции ЮАР Трансвааль в бассейне р.Оранжевая, разрабатывается с 1868 года. К 2006 году добыто около 50 000 тонн золота. Запасы золота оцениваются в 20 000 тонн при средних содержаниях 9 грамм на тонну. Разрабатываются 10 горизонтов золотоносных конгломератов, глубина разработок достигает 4 км. В среднем, в год на этом месторождении добывается 700 тонн золота (для сравнения ‑ в России годовая добыча около 150 – 175 тонн).

Возвращаясь к Таркве, отметим, что ее золотоносные горизонты представлены также конгломератами, находящимися в составе молласового комплекса, заполняющего наложенную грабен – синклинальную впадину на раннепротерозойское зеленокаменное основание. Тарквайская впадина вытянута в ЮЗ – СВ направлении на 250 км при ширине 10 – 25 км. Особенностью самородных проявлений золота тарквайских конгломератов является мелкий размер выделений золота (менее 0,1 мм) / 1 /.

Россыпи золота в Гане имеет длительную историю эксплуатации, начиная, вероятно, с финикийцев. И запас их не исчерпан и сегодня. По нашим наблюдениям доля неотработанных россыпей составляет 40 – 50 %.

Широко развиты в Таркве мелкие старательские коренные рудники. Старатели извлекают из кварц – сульфидных золотосодержащих жил куски породы. Эти небольшие шахты по крутопадающим жилам уходят на глубину иногда до нескольких десятков метров ‑ предела возможностей старателей из – за отсутствия соответствующей горной техники. Вынутые куски породы дробятся сначала кувалдой, а затем толкутся в ступах. Измельченную до фракций тонкого песка породу промывают на маленьких резиновых лотках вырезанных из колесных камер больших автомобилей. Получают тонкий пылевидный золотой шлих, который скатываются ртутью в амальгамированные шарики. Более состоятельные старатели имеют щековые камнедробилки, но извлечение золота осуществляется на тех же резиновых ковриках.

Добытое старательское золото в Гане свободно принимается в банках, где определяется его пробность. Оплата производится сразу на месте по весу при пересчете на химически чистое золото и по цене курса золота на Лондонской бирже на день сдачи его в банк.

Говоря об алмазах Ганы, отметим, что она входит в десятку стран мира по их добыче (около 1,0 – 1,2 миллионов карат в год). Впервые алмазы были обнаружены на Золотом Берегу в 1919 году в Центральной Гане в районе Акватии, а затем в Таркве. В этих двух районах Ганы и сегодня ведется добыча алмазов. Однажды я наблюдал странную картину. По обочине гравийного шоссе медленно идет по европейски одетый чернокожий ганец и, почти уткнувшись головой в дорогу, что – то внимательно разглядывает у себя под ногами. Оказалось, что гравий, которым посыпают полотно шоссе, привозят из отработанных алмазных карьеров. Вот этот человек испытывал удачу. Надо сказать, что ганцы часто находят здесь алмазы. Вот такой можно иметь бизнес – один карат (2 – 3 алмаза) у перекупщиков идет за 150 – 200 долларов США.

Процесс извлечения алмазов из кор выветривания таков. Породу вынимают, выкладывают на мешковины, палками измельчают. Далее в мешках уносят к воде. В полубочках отмучивают (глинистость очень высокая). Наконец, полученный концентрат промывают на решетах. Класс промывальщиков чрезвычайно высок. Я, например, так и не смог разглядеть в гравии решета алмаз, тогда как промывальщик усекал это мгновенно.

Алмазы образовывались глубоко под землей, и в течение миллионов лет выталкивались на поверхность вулканами. Внутри земной коры их содержится немало и сегодня, но промышленная добыча этих камней ведется на ограниченном количестве месторождений. В докладе об алмазах как полезном ископаемом основное внимание нужно уделить свойствам этого материала и способам его добычи.

Физические свойства алмаза

Эти камни, пожалуй, одни из самых дорогих ценностей нашей планеты. Например, алмаз ювелирного качества Куллинан весом 621,35 грамм является самым большим в мире и стоит 200 миллиардов рублей. За него можно купить 4 тысячи автомобилей Bugatti или 5 тысяч самых лучших квартир в центре Москвы.

Алмаз на самом деле является одним из самых твёрдых природных минералов. Его показание по шкале твердости равно 10. А вот рубин с твердостью равной 9 при шлифовании в 140 раз мягче алмаза, а по шкале Мооса мягче почти в четыре раза. Под твердостью понимается свойство материала сопротивляться внедрению более твердого тела. Обычно это царапанье или шлифование.

Удивительно, но этот минерал тверд только к истиранию и царапанью. Оказывается, что он довольно хрупок и его можно расколоть даже легким ударом. Об этом не следует забывать всем, кто обращается с изделиями из бриллиантов. В то же время любые кислоты и изменения температуры в обычных условиях этому камню нипочем.

Прозрачные, без каких-либо включений алмазы гранятся и являются драгоценными камнями первого порядка. Оценка качества полученных бриллиантов требует колоссального опыта. Необходимо знать цвет, чистоту, совершенство огранки и массу камня в каратах. В ювелирных целях используется не более двадцати процентов, всех добываемых минералов. Очень большой редкостью являются минералы в сотни и тысячи каратов.

Основные месторождения минерала

Выдающиеся бриллианты, обретшие всемирную известность благодаря своей красоте и различным историям, носят собственные имена. Список самых известных бриллиантов:

Россия лидирует в деле алмазодобычи. Она стала мировым лидером с 2010 года. И это неслучайно, ведь в мире совсем немного стран, которые могли бы похвастаться такими богатыми месторождениями.

Главными производителями алмазов помимо России являются:

Австралия;
Ботсвана;
Канада;
ЮАР;
Ангола.

Главный вклад в эту победу внесла Якутия, где в городе Мирном добывается основная доля российских алмазов. И хотя добыча драгоценных кристаллов в Якутии ведется не только в Мирном, но именно этот город считается алмазной столицей российского государства.

Началась добыча российских алмазов не в Якутии, а на Урале в Пермской губернии в 1829 году. Первые 22 якутских минерала были найдены 7 августа 1949 года на косе Соколиная в 135 километрах от города Мирного. Их нашли геологи под руководством Григория Хаимовича Файнштейна — геолога, чье имя также вошло в историю мировой алмазодобычи.

По трещинам в земной коре магма продвигалась на поверхность, и когда вышележащие слои уже не в состоянии были препятствовать давлению горных пород, происходил взрыв и образовывались вертикальные геологические тела, называемые кимберлитовыми трубками взрыва.

Первая такая трубка была обнаружена в провинции Кимберли на юге Африки, откуда и пошло это название. Сейчас в Якутии найдено полторы тысячи кимберлитовых трубок.

Процесс добычи руды в Якутии

Работа на шахте ведется в три смены без выходных и праздников. За сутки добываются полторы тысячи тонн породосодержащей руды. Пустой руды тут быть не может потому, что возможности месторождения специалисты просчитывают заранее, чтобы не было убытков.

Добытую породу отправляют на обогатительную фабрику, где извлекают сами алмазы. Этот процесс довольно длительный и многоэтапный. Щёковая дробилка работает круглосуточно. За 24 часа через нее проходит шесть тысяч тонн сырья, добытого в карьерах и шахтах.

С дробилки по ленточному конвейеру сырье перемещается внутрь огромной мельницы диаметром в 7 метров. Тут измельчение происходит при помощи воды, с которой смешивается алмазосодержащий материал, далее он попадает на так называемые грохоты.

Камни просеивают как муку, пропуская через сито. В процессе они делятся на группы в зависимости от размера. В сепараторе происходит выделение крупных кристаллов. Алмаз имеет свойство светиться в рентгеновских лучах и затем некоторое время после облучения он еще продолжать светиться. Фотоэлемент видит это свечение и отсекает крупные камни.

Всех этих процедур может оказаться недостаточно, и в итоге среди алмазов иногда могут попадаться обычные камни. Отделить драгоценный материал окончательно и бесповоротно могут только люди. Они вручную заканчивают то, что начали машины.

Оценка формы, качества и цвета

В специальном центре сортировки алмазов решается судьба каждого отдельно взятого камня — куда он пойдет на технические нужды или на ювелирные. Задача вибрационного щитового грохота — разделить мелкие кристаллы в зависимости от их размера на классы. Для этого применяется от 4 до 8 сит. За один раз в агрегат помещается полторы тысячи камней.

Вибрационный грохот делит на группы самые мелкие кристаллы, камни, что побольше, — это удел развесочных аппаратов, ну а сортировкой самых крупных минералов занимаются люди. Общая задача — классифицировать камни по размеру и весу.

Разработано 16 размерно-весовых групп алмазов, позже к ним добавляются 10 видов форм камней, 5 вариантов качества и 10 цветовых классов. В итоге получается 8 тысяч позиций.

Определением формы, качества и цвета кристаллов занимаются оценщики. Для этого они используют микроскопы и лупы. Через руки этих специалистов за час проходят десятки алмазов, а когда речь заходит о мелких экземплярах, тогда они исчисляются сотнями. Причем каждый камень эксперты оценивают по три раза, ошибки тут недопустимы.

Плохих и ненужных алмазов не бывает — в дело идут все. Еще в древности китайцы активно использовали эти камни для полировки своих ритуальных топоров, которые были сделаны из корунда — менее твердого природного материала. Сегодня 60% добываемых алмазов идет для промышленных целей, а 40% — на ювелирные.

Для производства ювелирных изделий камни после долгого и сложного отбора оказываются на гранильном заводе. Здесь они меняют свой внешний вид и название — они становятся бриллиантами.

Огранка на гранильном заводе

Прежде чем приступить к работе, камни взвешивают на особенных каратных весах. Карат — это стручок рожкового дерева, семена которого в древности служили мерой массы драгоценных камней или жемчуга на базарах Ближнего Востока. Один карат соответствует 200 миллиграмм.

Сначала камень визуально изучают на наличие дефектов, и определяют цвет. Затем при помощи специальной программы получают 3D модель камня, позволяющей определить какой будет максимальный выход бриллианта. Лазером наносится метка будущей площадки бриллианта.

В цехе распиловки каждый камень закрепляется и распиливается в том месте, где была нанесена лазерная метка. На это уходит от трех часов до недели. Для распилки камней используются тонкие медные пластины, которые смазываются алмазной пастой, состоящей из технического масла и алмазного порошка.

Распиленные алмазы в итоге оказываются у огранщиков. В одном цехе работают автоматы, а в соседнем помещении — люди. И те и другие для работы используют ограночный круг, покрытый тонким слоем алмазной пыли. Конечно, качество ручной работы отличается в разы и ценится гораздо выше. Главная задача в этом деле — получить камень максимальной стоимости, то есть огранщики должны свести к минимуму потери при обработке.

В среднем теряется от 30 до 70 процентов веса. Качество работы огранщиков проверяется технологами. Экспертная оценка заключается в сравнении камня с другими бриллиантами. Она проводится по четырём параметрам (4"С"):

определение массы камня в каратах;
определение цвета бриллианта и его интенсивности при стандартном освещении;
чистота камня, выявление всех его внутренних несовершенств (дефектов);
качество огранки и финишной обработки.

Классическая форма огранки круглая — 57 граней или фасет. Формула классической огранки была выведена в начале ХХ века при помощи специальных расчетов и была признана идеальной, потому как позволяла показать всю красоту камня.

На последнем этапе — ювелирном заводе ограненные алмазы или бриллианты обретают свое место жительства в кольцах, сережках кулонах или часах.

Таким образом, значение алмазов в жизни человека трудно переоценить. С древних времен его считали камнем сильных людей. По многим поверьям он придает силу, отвагу, мужество и доблесть. Без него невозможно представить ювелирное дело, а также работу промышленности в сфере оптики, электроники и других отраслях.

Где используется алмаз

Оказывается, сфера применения минерала огромна. Алмазы обрабатывают, получая не только камни разной формы и размера, но и крошку и алмазную пыль. Практически нет области промышленного производства, науки, в которых исключалось бы применение алмаза. Подробно рассмотреть все аспекты использования минерала невозможно, но составить общую картину и понять, для каких целей применяется алмаз, — вполне реально.

Медицина

Основное целевое направление — производство высокоточного хирургического оборудования с алмазным напылением. Тонкие и острые полостные надрезы позволяют хирургам максимально эффективно проводить сложнейшие операции в области сердца и других жизненно важных органов. Хирургический инструмент имеет хорошую износостойкость и практически не тупится.

Алмаз является хорошим проводником, и это свойство позволяет применить минерал в составе медицинского лазера. Тончайшее алмазное напыление дает возможность использовать указанное оборудование в разных направлениях медицины.

Применение алмазной дермабразии в косметологии позволяет провести шлифовку лица. Алмазная корректировка деликатно удаляет ороговевший слой кожи, устраняет пигментные пятна, акне. Затем полировка доводит эпидермис практически до идеального состояния. Процедура настолько нежна и деликатна, что позволяет работать с кожей вокруг глаз и губ.

Каким образом человеком используется алмаз в инновационных технологиях современной медицины? Разработки ученых из Санкт-Петербурга открыли новую страницу медицинской алмазной диагностики. Синтетические ультрадисперсные алмазы (УДА) находят применение в новейших тест-системах для диагностики инфекционных заболеваний. Маркеры-антигены закрепляются на специальных наноносителях, к числу которых и относится УДА. Например, на стекле смешивается УДА, сыворотка крови больного и антиген-возбудитель сифилиса, через 15 минут четко видны последствия реакции агглютинации. Чувствительность методики достигает 95%, а специфичность — 100%.

Американские специалисты используют синтетические наноалмазы в стоматологии для защиты корневых каналов после удаления нерва и пульпы. Скорость выздоровления пациентов в данном случае существенно возрастает.

С получением новых структур на основе алмазов наблюдается расширение границ использования минерала в медицине.

Промышленность

Применение алмазов в промышленности достаточно многогранно. И в этом большую роль сыграли их особенные свойства: твердость, теплопроводность и др.

Приборостроение и промышленное оборудование

При создании особо сложных деталей для любого оборудования, используются фрезеровочные, токарные и другие станки. Ножи по металлу, фрезы, шлифовальное оборудование также выпускаются с алмазным напылением. Длительный срок службы и высокая точность выполненной работы — главная особенность насадок и блоков с алмазным напылением.

До недавнего времени буровые коронки и долото выполнялись только с применением алмаза. Сейчас они вытеснены другими, более дешевыми материалами или синтетическими монокристаллами.

Высокая твердость алмаза обуславливает его использование в соплах станков гидроабразивной резки и фильерах для производства полимерных волокон.

Станок гидроабразивной резки

Алмазные наковальни позволяют исследовать поведение различных соединений при высоких давлениях (до 100 ГПа).

Алмаз применяется в самолетостроении, космической промышленности для создания сверхпрочных покрытий воздушных и космических кораблей, способных выдерживать высокие температуры и нагрузки.

Электроника и оптика

Применение алмазов в промышленности тесно связано с такими направлениями, как оптика и электроника. Это алмазные транзисторы, детекторы ионизирующих излучений на алмазе, матричные УФ-фотоприемники, поликристаллические алмазные пленки. Сложное узкоспециальное оборудование помогает человеку в различных направлениях жизнедеятельности.

Строительные и отделочные работы

Кто хотя бы раз занимался ремонтом или строительством, знает, что просверлить отверстие в бетоне или разрезать керамогранит обычными инструментами проблематично. Это долгий, монотонный труд, с большой затратой физических сил и с не всегда хорошим результатом.

Алмазный абразивный диск

Но, как только в дело вступают так называемые алмазные сверла и диски, работа выполняется в считаные минуты. Отверстия получаются аккуратные, нужной глубины и размера, а срез — ровным, без сколов. И неважно, где выполняются работы: в рамках квартиры или огромного строящегося здания, алмазное напыление в шлифовальных инструментах — гарантия высокого качества выполненных работ. Минералу под силу работа с любыми материалами: бетон, гранит, мрамор и др.

Ювелирное дело

Всем известно, что при огранке можно сделать из алмаза бриллиант — неповторимый по красоте и игре света камень. Крупные бриллианты используются для украшения тиар или диадем царственных особ.

В тройку алмазов-лидеров по размерам входят:

Куллинан (Южная Африка) — 3106, 75 карат;
Sewelo (Ботсвана) — 1758 карат;
Lesedi la Rona (Ботсвана) — 1109 карат.

Дальнейшая судьба этих подарков природы довольно стандартна: их раскалывают на более мелкие части и выполняют огранку, получая бриллианты. Высокое значение показателя преломления и дисперсии обуславливают игру граней всеми цветами радуги. Также следует знать, что поверхность бриллиантов не царапается и сохраняет характерный блеск.

Крупные бриллианты в виде отдельного камня или в составе украшения — хорошее финансовое вложение и гордость любого коллекционера:

Золотой скарабей — золотисто-желтого цвета, весом 545 карат, принадлежит королю Таиланда. Огранка камня длилась 2 года.
Розовая звезда — самый дорогой бриллиант, весом 59,9 карат, был продан неизвестному покупателю на аукционе за 71,2 млн долларов.
Самый чистый российский бриллиант был получен из якутского алмаза и имеет вес 51,38 карат.

Алмаз применяется для создания эксклюзивных ювелирных украшений. Красота в каждой детали, сочетание с другими драгоценными камнями и баснословная стоимость — особенности, присущие неповторимому камню.

Самые дорогие ювелирные украшения с бриллиантами:

Химическая и физическая отрасли

Не менее важно значение алмаза и в этих сферах. Создание новых перспективных материалов, например, ультрадисперсионного алмаза, позволило использовать его в качестве углеродного носителя при электролизе.

Алмаз является хорошим полупроводником, а высокая светочувствительность позволяет использовать минерал в оптических приборах.

Учеными-химиками разработаны технологии, позволяющие использовать синтетические алмазы в качестве гальванического покрытия на основе серебра, золота, хрома и т. п. Наноалмазы также применяются для создания полимерных композитов и твердых смазок.

Минералы, наряду с синтетическими рубинами и сапфирами, используются в составе часовых камней в кварцевых часах для повышения износостойкости и долговечности.

Основные свойства алмаза

Алмаз — это твердая аллотропная модификация углерода, которая имеет:

самую высокую твердость по шкале Мооса (10 из 10);
высокую теплопроводность — 900-2300 Вт/м К;
низкий коэффициент трения — 0,1;
высокий модуль упругости и низкий коэффициент сжатия;
температуру плавления 3700-4000 °С.

Наличие люминесценции позволяет минералу светиться различными цветами на солнце, что особенно заметно при огранке в бриллиант.

Большинство природных алмазов бесцветны или имеют желтый окрас, но встречаются минералы розовой, голубой и коричневой окраски.

Синтетические алмазы

Попытки создания кристаллов были предприняты еще в XIX веке, но лишь в 1953 г. была сконструирована специальная установка и получены первые кристаллы.

Чем режут алмаз

Если для разрезания других твердых материалов используются инструменты с алмазным напылением, то как и чем можно разрезать сам алмаз?

Алмазы режут с их же помощью. Для этой цели применяется тончайшая дисковая пила с алмазным напылением. Процесс протекает по направлению меньшей твердости в течение нескольких часов. Скорость резки минимальна.

С появлением инновационных технологий все шире используется лазерная резка.

Алмаз, как и бриллиант на его основе, не только красивый, но и особый по свойствам минерал. Поэтому ювелирное направление — лишь небольшая функциональная составляющая его возможностей. Медицина, электроника, приборостроение и т. д. активно расширяют границы применения этого материала.

Современные технологии выращивания кристаллов и создание искусственных наноматериалов позволяют существенно раздвинуть область использования прочного и оптически деятельного минерала.

Читайте также: