Использование алмазов. Области применения технических алмазов Как алмаз используется в хозяйстве

Алмаз — самый твёрдый минерал, кубическая полиморфная (аллотропная) модификация углерода(C), устойчивая при высоком давлении. При атмосферном давлении и комнатной температуре метастабилен, но может существовать неограниченно долго, не превращаясь в стабильный в этих условиях графит. В вакууме или в инертном газе при повышенных температурах постепенно переходит в графит.

СТРУКТУРА

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 СО 2 ; 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.

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.

Алмаз (англ. Diamond) — C

КЛАССИФИКАЦИЯ

Strunz (8-ое издание)	1/B.02-40
Dana (7-ое издание)	1.3.5.1
Dana (8-ое издание)	1.3.6.1
Hey’s CIM Ref.	1.24

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Цвет минерала	бесцветный, желтовато-коричневый переходящий в жёлтый, коричневый, чёрный, синий, зелёный или красный, розовый, коньячно-коричневый, голубой, сиреневый (очень редко)
Цвет черты	никакой
Прозрачность	прозрачный, полупрозрачный, непрозрачный
Блеск	алмазный, жирный
Спайность	совершенная по октаэдру
Твердость (шкала Мооса)	10
Излом	неровный
Прочность	хрупкий
Плотность (измеренная)	3.5 — 3.53 g/cm3
Радиоактивность (GRapi)	0
Термические свойства	Высокая теплопроводность. На ощупь холодный, поэтому алмаз называют на сленге «лед»

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.

Значение алмаза в техническом прогрессе огромно. Сегодня не существует ни одной отрасли промышленности, в которой природные и синтетические алмазы не применялись бы как высокоэффективный, сверхтвердый материал. Их роль особенно велика в отраслях, где необходимы такие уникальные свойства алмаза как: теплопроводность, прозрачность в широком диапазоне длин волн, стойкость к агрессивным средам, электрические свойства. Алмаз занял особое положение при конструировании и изготовлении теплоотводов для миниатюрных полупроводниковых источников излучения, окон в специальной оптической аппаратуре, детекторов ионизирующего излучения и других устройств, в которых используется полупроводниковый характер температурной зависимости электропроводности одного из типов алмазов.

В соответствии со статистическими данными до 80% добываемых в мире алмазов используются в промышленности и только 20% – в ювелирном деле. К техническим принадлежат природные алмазы, которые не пригодны для ювелирного производства: темноцветные кристаллы, кристаллы, имеющие трещины и другие дефекты, двойники, сростки, отколы. Однако в отдельных видах особо ответственного инструмента и изделий используются алмазы и ювелирного качества.

Синтетические алмазы применяются, в основном, для технических нужд. Наиболее распространенными формами использования технических алмазов являются:

а) алмазы, подвергающиеся обработке с целью получения зерен определенной геометрической формы. Такие алмазы идут на изготовление резцов, сверл, наконечников для измерения твердости, наконечников для измерения чистоты поверхности, стеклорезов, контактов, подшипников;

б) необработанные кристаллы алмазов, используемые для различных инструментов (буровых коронок, алмазо-металлических карандашей, оправ для правки, контактов);

в) абразивные алмазы – мелкие кристаллы, имеющие значительные дефекты (трещины, включения, пустоты) и пригодные только для измельчения в порошок. Из них готовят шлифовальные круги, отрезные диски, пасты, буровые коронки, порошки для доводки и полировки, инструмент для зубопротезирования.

Среди капиталистических стран первое место по переработке алмазов в бриллианты и производству алмазных инструментов занимает Бельгия, которая ежегодно ввозит 25-27% мировой добычи алмазов. Бельгийские фирмы «Сосьете Аноним», «Диаман Боарт» и «Ателье Жак Денбитцер» являются основными предприятиями по производству алмазного инструмента. Фирмы «Сосьете Аноним» и «Диаман Боарт» изготавливают алмазные инструменты из необработанных кристаллов и дробленых алмазов и выпускают алмазные круги, пилы, буровые коронки, бруски, притиры, зубоврачебные инструменты. Фирма «Ателье Жак Денбитцер» производит алмазный инструмент из монокристаллов и дробленых алмазов. Продукция этих фирм вывозится, главных образом, в США, Великобританию, Францию и ФРГ.

Крупные предприятия по производству алмазного инструмента организованы также в США, Израиле и ФРГ. США – основной потребитель технических алмазов в капиталистическом мире и потребитель алмазного инструмента, его производством заняты фирмы: «Нортон компани» и «Корборундум». Филиалы этих предприятий имеются в Великобритании, Франции, ЮАР, Австралии и Канаде. В США потребление технических алмазов растет из года в год. Так (в млн карат): 1955 г. – 11,0; 1960 г. – 13,5; 1965 г. – 15,0; 1970 г. – 21,0; 1974 г. – 25,0; 1975 г. – 26,0. После 1975 года публикаций нет. При этом использование алмазов на различные технические нужды составляет:

а) шлифование, заточка и доводка инструментов и деталей машин из твердых сплавов – 60-70%;

б) оправка шлифовальных кругов – 10-12%;

в) бурение – 10%;

г) волочение проволоки – 10%;

д) резка и шлифование изделий из стекла, керамики, мрамора, сверление и доводка твердосплавных деталей, обработка часовых и ювелирных изделий – 10-12%.

2.1. Использование абразивных свойств алмазов. Основными параметрами, которые определяют абразивные свойства алмазов, являются: высокое поверхностное натяжение, исключительная твердость кристаллов, большая теплопроводность. Эти физико-механические свойства обеспечивают исключительно высокую износостойкость алмазов на истирание. Она выше чем у корунда в 90 раз. При шлифовании твердых сплавов расходуется в 600-3000 раз меньше алмазного порошка, чем другого абразива.

Алмазные порошки . Алмазный порошок с одинаковым размером частиц обладает лучшими абразивными свойствами. Его изготавливают путем проведения операций:

а) стадийного дробления с рассевом;

б) очистки от примесей термической обработкой до 500 о С, промывкой в растворах минеральных кислот.

Алмазные порошки подразделяются на две группы – шлифпорошки и микро-порошки различных марок. При написании марок используются обозначения: АС – алмаз синтетический, В – высокопрочный, П – прочный, О – обычный, А – алмаз природный. Так, марка АСВ обозначает порошок из алмаза синтетического, высокопрочный. Алмазные порошки никогда не применяют в сухом виде, т.к. это вызывает огромную потерю массы (у алмаза очень большая «прыгучесть»). Их смачивают жидкостями: керосином, бензином или жирными кислотами.

Алмазные пасты. Готовятся из переизмельченного материала, образующегося при изготовлении алмазных порошков. Крупинки частиц в пасте имеют размеры меньше 10 мкм. Применяются на доводочных операциях для получения зеркальных поверхностей. Алмазные пасты готовятся на основе субмикропорошков, затираемых на оливковом масле с добавлением жирных кислот, способствующих получению однородной и вязкой массы. Инструменты из алмазных порошков имеют различное значение.

Алмазные диски и пилы. Используются алмазные порошки разной зернистости, а также различные наполнители и связывающие вещества. Зерна алмазов впрессовываются в поверхность дисков из красной меди, большая вязкость которой обеспечивает закрепление алмазных частиц. В качестве связки применяется щелочная фенолформальдегидная смола, а в качестве наполнителя – различные сыпучие материалы: карбид бора, железный порошок и др.

Алмазные карандаши. Это прессованные вставки из алмазного порошка и порошка твердого сплава. Такие алмазно-металлические карандаши имеют массу алмазов от 0,5 до 1,0 карата.

Алмазные боры и диски для зубоврачебной практики. При сверлении алмазным бором исключен сильный перегрев зуба (у алмаза большая теплопроводность).

Инструменты из монокристаллов алмаза. Резцы, иглы, стеклорезы, фильеры и другие инструменты готовятся из отдельных кристаллов алмазов или их крупных частей. Здесь используются камни массой от 0,1 до 2,0 и даже до 5,0 карат.

Алмазные резцы. Резцы используются для резания разнообразных материалов – металлов, камня, мягкой и твердой резины, пластмасс и т.д. Производительность с их применением увеличивается, например при работе с пластмассами, в 900 раз. Для резцов используют алмазы от 0,31 до 0,85 карат (чаще 0,5-0,6 карат).

Алмазные иглы – это кристаллы с естественной острой вершиной или осколки с острым ребром и массой от 0,1 до 0,3 карат, закрепленные в металлических стержнях. Применяются для изготовления метчиков на резьбо-шлифовальных станках.

Стеклорезы. Используются кристаллы без дефектов массой 0,02-0,2 карата.

Фильеры – пластинки с просверленными в них тончайшими отверстиями, которые используются для волочения проволоки. Алмазы фильер должны быть прозрачными, без дефектов, трещин, раковин и посторонних включений, при массе кристаллов 0,1-3,5 карата. Отверстия сверлят ультразвуком с помощью алмазных игл и суспензии из 50% алмазного порошка и 50% воды. В последнее время стали использовать лазерный метод. Одна алмазная волока заменяет 245 волок из твердых сплавов, при увеличении скорости волочения в 2-3 раза.

Алмазные буровые инструменты . Алмазные коронки позволяют увеличивать производительность труда буровых работ в 1,5-2 раза. В настоящее время около 12% всех технических алмазов расходуется на изготовление алмазных коронок. Для их изготовления применяют алмазы массой 0,01-0,2 карата.

Другие области применения технических алмазов . Широкое применение алмазы находят при изготовлении подложек полупроводниковых схем, которые эффективно отводят тепло (в несколько раз быстрее чем медь), счетчиков ядерных частиц, термометров, измеряющих температуру в таких труднодоступных местах, как вращающиеся роторы турбин и др.

Алмаз (от араб. ألماس, ’almās, тур. elmas, которое идёт через арабск. из др.-греч. ἀδάμας - «несокрушимый») — минерал из класса самородных элементов, одна из аллотропных модификаций углерода. Химическая формула: С.

Алмаз имеет такой же химический состав, как и графит. Но по внешним признакам от него резко отличается. Это отличие объясняется различным расположением атомов углерода в кристаллической решетке: в алмазе они размещены в тетра-эдрической структуре и имеют прочную связь по всем направлениям. Удельный вес 3,48-3,55 г/см 3 . Алмаз - камень с необычным блеском, игрой цветов, внутренним огнем. Блеск у алмаза сильный - алмазный. Алмаз очень твердый - «царь всех минералов».

По шкале Мооса твердость 10. По твердости он не уступает ни одному из известных минералов. Алмаз является «чемпионом твердости»: он в 1000 раз тверже кварца, в 150 раз тверже корунда. Может быть, поэтому древние греки считали алмаз талисманом власти. Алмаз устойчив к кислотам, нагреванию. Это единственный минерал, оставляющий царапину на корунде. По этому признаку отличается от сходных с ним минералов - горного хрусталя, топаза и др. Алмаз очень твердый, но в то же время хрупкий. Он легко раскалывается по плоскостям спайности. Спайность совершенная но граням октаэдра. Это свойство алмаза используют ювелиры при его обработке. Найден новый минерал, обладающий большой твердостью, «брат» алмаза - якутит.

Ни один драгоценный камень не имеет столько оттенков, как алмаз: бесцветные, белые, голубые, зеленые, желтоватые, розовые, красноватые, коричневатые, дымчато-серые тона; нередко прозрачный.

Встречается алмаз большей частью в виде отдельных кристаллов - октаэдров с искривленными гранями, по внешней форме приближающихся к шару. Размеры кристаллов обычно небольшие. Кристаллизуется в кубической сингонии.

Отличительные признаки . Характерными особенностями для алмаза являются сильный алмазный плеск и высокая твердость - оставляет царапину на корунде. Если металлическим алюминием чертить по смоченной поверхности алмаза, алюминий следов не оставляет.

Разновидности и фото алмаза

Бриллиант - искусственно обработанный алмаз, имеющий 57 граней. Бриллиант рассеивает солнечный свет подобно капелькам дождя, образующим радугу, бриллиант - самый сияющий драгоценный камень.
Борт -неправильные мелкозернистые сростки.
Баллас - шаровидный алмаз, радиально-лучистого строения.
Карбонадо - черного, серого цвета, плотный или крупнозернистый алмаз.
Якутит - алмаз тёмного цвета, с многочисленными включениями и максимальной твердостью.

Бесцветный алмаз, Катока, Ангола Борт Сферический баллас Черный карбонадо

Происхождение алмаза

Месторождения алмаза генетически связаны с ультраосновными (дуниты, перидотиты) и основными (диабазы) магматическими породами и с серпентинитами, возникшими в результате химического изменения ультраосновных и основных пород. Алмаз образуется в условиях высокого давления и высокой температуры, поэтому месторождения его приурочены к вулканическим воронкам взрыва. Алмаз образуется при давлении более 5 МПа и температуре около 2000° С.

Образование алмазов тесно связано с тектоническими процессами. При этом по возникшим в земной коре из больших глубин поднималась огненно-жидкая масса, так называемая ультраосновная магма. Ее иногда называют кимберлитовой. По мере поднятия кимберлитовая магма охлаждалась и это привело к отделению растворенных летучих соединений (газы, водяной пар). Освобождающиеся водяной пар и газы вызывали сильные взрывы, в результате чего в земной коре возникали вертикальные колодцеобразные цилиндрические отверстия - кимберлитовые трубки. Эти трубки заполнялись раздробленными породами, образовавшимися при взрыве. Затем по воронке, наполненной обломочным материалом, поднималась кимберлитовая магма, которая занимала пустоты между обломками и цементировала их.

Алмазы, как предполагают, выделились в основном в твердом виде, когда кимберлитовая магма залегали еще на глубине, а затем они были принесены течением магмы в кимберлитовые трубки. Алмазы содержат лишь те трубки, корни которых достигают алмазоносного слоя. Алмазы образуются на глубинах около 200 км.

Находки алмазов известны не только на платформах (на равнинах), но и в горных областях: на Урале, в Аппалачах, Каскадных горах, Сьерра-Неваде, на о. Калимантан и в других районах.

Алмазы обнаружены в метеоритах. Алмаз также образуется при взрывах, сопровождающих падение огромных метеоритов (метеоритный кратер «Каньон Дьявола», Аризона, США).

Встречается среди основных и ультраосновных магматических пород, среди серпентинитов (змеевиков); также в древних (конгломераты, песчаники) и в молодых россыпях.

Спутники . В коренных месторождениях: серпентин, оливин, авгит, графит, магнетит, хромит, ильменит, тальк. В россыпях: кварц, платина, золото, магнетит, ильменит, гематит], топаз, касситерит, корунд. Постоянным спутником алмаза является пироп - минерал вишневого цвета. Пироп чаще встречается, чем алмаз, и служит хорошим «ориентиром» при поисках месторождений алмазов.

Применение алмаза

Алмазы подразделяются на ювелирные и технические. К первым относятся прозрачные, бесцветные или слабо окрашенные разности более или менее крупных размеров; к техническим - тёмноокраминные разности и алмазы мелких размеров. В месторождениях, как правило, преобладают технические алмазы, реже встречаются ювелирные сорта.

Алмаз называют богатырем техники. До 80% добываемых во всем мире алмазов используется в промышленности. Алмазы применяются в электротехнической, Радиоэлектронной и приборостроительной промышленности. Алмазы используются в качестве детекторов ядерного излучения, в счетчиках быстрых частиц, медицинских счетчиках. Они находят применение при космических исследованиях, при изучении глубинного строения Земли. Общеизвестно применение алмаза для резания стекла. Алмазом в 1 карат (карат равен 0,2 г) можно разрезать оконное стекло длиной в 2500 км.

Алмаз, сравнимый с прозрачностью родниковой воды, переливается всеми цветами радуги и применяется и качестве украшений (бриллиант). Он ценится дороже молота. На стоимость алмаза величиной с абрикос можно построить целый завод. Высокая цена алмаза объяснится не столько его высокой твердостью, сильным блеском, красивой «игрой» цветов, сколько редкостью нахождения. Крупные месторождения встречаются редко Даже в богатых месторождениях в одном кубическом метре породы обнаруживается 3-6 мелких зерен алмаза.

В среднем из 100 000 т породы извлекается всего лишь около 5 кг алмазов. Соотношение - 20 миллионов к 1.

История алмаза насчитывает более пяти тысяч лет. Именитые алмазы и другие драгоценные камни являются свидетелями власти, безмерной пышности царских нарядов, народного горя, страданий. Алмазы украшали короны и другие атрибуты власти фараонов, шахов и королей.

Многие из крупных алмазов имеют кровавые истории, полные тайн, трагедий, кошмарных преступлений, применяемых мимолетной алчной радостью в мире наживы.

Месторождения алмазов

«Алмазным континентом» является Африка. Основные алмазодобывающие страны им африканской земле: Республика Заир, занимающая первое место в мире по добыче технических алмазов, Танзания, Гана, ЮАР (страной алмазов является Намибия, занимающая первое место в мире по добыче ювелирных алмазов, незаконно оккупированная ЮАР), Ангола, Гвинея и другие. Одними из самых богатых в Африке и в мире являются месторождения алмазов Центрально-Африканской Империи Затем идут страны Южной Америки: Бразилия, Венесуэла, Гайана и страны Азии: Индия, Индонезия.

В Южной Африке в 1905 г. были найдены два гигантских алмаза. Самый крупный из них «Куллинан» (по имени владельца рудника) весом 3106 каратов (величиной с кулак), второй - «Эксцельсиор» - 971,5 карата. Оба алмаза были распилены и обработаны в менее крупные бриллианты и распроданы. «Куллинан» дал 105 бриллиантов после распиловки. Два из них - самые крупные - вставлены в королевский скипетр и имперскую корону Англии. В Сьерра-Леоне в районе Энге-ма (Западная Африка) найден крупный алмаз величиною с небольшое куриное яйцо. Весит он 968,9 карата (почти 200 г). Длина его - 40 мм. Назвали его «Звезда Сьерра-Леоне». В международном списке редких по величине алмазов он занимает третье место. Алмаз «Звезда Сьерра-Леоне» распилен на 11 отдельных камней высокой цены. По качеству сьерра-леонийские алмазы одни из лучших. Самый крупный индийский алмаз «Великий Могол» - 794 карата. Крупные алмазы «Орлов» (194,8 карата) и «Кох-и-нур» (109 каратов) были найдены в Индии.

Самый крупный плоский алмаз имеет площадь 7,5 см 2 . Он вмонтирован в золотой браслет; хранится в алмазном фонде России. Один из самых крупных светло-синих алмазов в 42,27 карата найден в Южно-Африканской Республике (провинция Оранжевая).

Самый первый алмаз в России нашел 14-летний крепостной Павел Попов на Урале в XIX веке. После такой драгоценной находки почти 100 лет геологи исследовали Урал и Сибирь, пока геолог Лариса Попугаева в июне 1954 года не отыскала в холодной Якутии первую кимберлитовую трубку «Зарница». Имя Ларисы Попугаевой носит один алмаз весом в 29,4 карата.

Якутский алмаз чистый и прозрачный, будто впитал в себя красоту северного сияния крепость якутского мороза. На территории Якутии обнаружены порядка десяти кимберлитовых трубок: «Айхал», «Зарница», «Интернациональная», «Мир», крупнейшая в мире «Удачная», «Юбилейная». Один из крупных советских алмазов «Мария» весит 105,98 карата. Алмаз весом в 342,5 карата найден в трубке «Мир» 23 декабря 1980 года и назван в честь XVII съезда КПСС, который проходил спустя 3 месяца после находки. В современной России выделяются две находки, сделанные в 2003 году в трубке «Удачная»: лимонного и табачного цвета алмазы, весом 301,55 и 232,7 карата, соответственно.

Кимберлитовые трубки и приуроченные к ним месторождения алмазов, имеются в России не только в Якутии. Открытием месторождений алмазов здесь послужило обнаружение кимберлитовой трубки «Поморская» в 1980 году, которая помимо еще других 5 трубок («Пионерская», «Карпинского-1″, Карпинского-2», «Архангельская» и «им. Ломоносова») входит в состав крупнейшего месторождения россыпных алмазов в Европейской части России — имени М.В. Ломоносова. Здесь крупнейшим за всю историю разработки месторождения является алмаз весом 50,1 карата. В Архангельской области помимо месторождения Ломоносова, в промышленной эксплуатации находится месторождение имени В.П. Гриба (Верхотинское).

Одним из перспективных алмазоносных районов в России является Иркутская область, в которой поиски драгоценных камней прекратили в 1980 году из-за недостаточного финансирования и отрицательных результатов, полученных в южной части региона.

Рядом ученных в 2015 году проведен анализ, позволяющий предполагать, что Оренбургская область имеет перспективы на наличие алмазоносных районов.

Алмаз представляет собой твердый минерал, имеющий природное происхождение. Кубическая модификация углерода, отличается стойкостью к высокому давлению. Название минерала означает «твердый». Существует множество интересных фактов и старинных легенд об этом драгоценном камне. Из нашего обзора вы узнаете о таких вещах, как происхождение алмазов, об удивительных свойствах минерала и особенностях применения.

История алмаза

Устаревшее название алмаза – адамант, которое происходит от греческого слова adamas. Оно переводится, как непобедимый.

Интересна и история алмаза. Первые упоминания об этом камне приходится на третье тысячелетие до нашей эры. Но ювелирные изделия с алмазами стали применять всего лишь 500 лет назад. Именно тогда мастера стали осваивать методику огранки, позволяющую получать бриллианты.

Камни алмазы особенно ценились императрицей Екатериной II. Она считала его наиболее прекрасным из всех минералов. К историческим фактам стоит отнести и приобретение Павлом I бриллианта красного цвета, стоимость которого была 100 тыс. рублей. В те времена за 5 рублей можно было купить корову.

Минерал долгое время оставался без внимания, так как не ограненный алмаз выглядит как кристаллический хрусталь, неопределенной конфигурации. Алмаз в природе может быть бесцветным или прозрачным.

Камень представляет собой самый твердый минерал, и тверже алмаза в этой сфере нет. Твердость материала зависит от состава кристаллической решетки.

Месторождения

Рассмотрим интересные факты про алмазы . Огромные залежи драгоценного камня находятся на территории Южной Африки, в Кимберли. Эти месторождения алмазов были обнаружены в 1866 году, на побережье Оранжевой реки.

Многие известные бриллианты, такие как Кох-и-Нор были найдены в Южной Индии. До 18- го столетия именно эта страна считалась основным местом добычи алмазов в мире. А затем крупнейшие месторождения алмазов были найдены в Бразилии. И в наши дни в этой стране находят небольшие минералы превосходного качества.

Кох и Нор

В 19-ом столетии основным источником месторождения алмазов в мире стала Южная Африка. Камни для промышленного назначения в основном добывались на территории Конго. Интересные варианты необработанных алмазов фантазийных расцветок поставляет Австралия. Драгоценные камни добывают и в США. Это территории таких штатов, как Колорадо и Арканзас.

Аллювиальные разновидности алмаза получают в Канаде, в провинции Квебек, на острове Святой Елены и в северо-западных территориях. Есть месторождения и в России, Сербии и Венесуэле.

Как образуются алмазы

Интересен и химический состав драгоценного камня, представляющий собой чистый углерод, такой же, как и графит. Известная твердость алмаза обусловлена особой кристаллической структурой, которая формируется в результате сильного давления и высокой температуры в верхних слоях земной поверхности.

Заслуживает внимания и образование алмазов, которое происходит на глубине 80-150 км. Так как камень состоит из углерода, то в кислороде он сгорает.

На месторождениях алмазов, камни находят в виде кристаллов в плоской форме и часто с искривленными гранями.

Обработку алмазов европейцы стали применять с 14-го столетия. Выполнялась обработка со срезом и методика роза для маленьких элементов. Обработанный алмаз до бриллианта появился только в 17-ом столетии. Со временем данная технология совершенствовалась.

В настоящее время разные виды огранки алмазов получают при помощи лазерной технологии. Это первый драгоценный камень, вес которого стали определять в каратах. В 1907 году была установлена точная мера, равная 0,2 гр. Данные минералы характеризуются идеальной кристаллической конфигурацией и симметрией.

Существуют разные теории по поводу того, как образуются алмазы. Магматическая теория утверждает, что атомы углерода под воздействием высоких температур меняют свою структуру. При извержении вулканов драгоценные камни вместе с магмой выходят на поверхность.

Существует и теория о метеоритном происхождении камней. Согласно ей кристаллы сформировались на падающих метеоритах.

Месторождения минералов, имеющих внеземное происхождение, находили в Гранд-Каньоне в США, куда 30 тыс. лет назад упал огромный метеорит. Месторождение, возникшее в результате падения метеорита, есть и в Сахе в Якутии, как добывают алмазы в этой местности можно узнать более подробно.

Как выглядят алмазы

Природный алмаз без обработки может показаться слишком округлым. Но ограненный алмаз отличается дисперсией и блеском. Бриллиантовая огранка способствует тому, что грани минерала отражает большое количество падающего света.

Стоит отметить и другие типы огранки. Это панделок, кушон, круглая и фантазийная обработка. Мелкие камни применяются для декорирования вставок. В процессе обработки может потеряться большая часть от массы камня. Обработка материала выполняется с применением разных методик. Шлифовка позволяет убрать разные изъяны. Полировка помогает создать зеркальную поверхность. Огранка производится с помощью специального диска из чугуна.

Стоимость бриллиантов зависит от таких параметров, как окраска и прозрачность.

Свойства алмаза

Известны и уникальные свойства алмаза, выгодно выделяющие его на фоне других минералов:

Высокая плотность алмаза позволяет его применять в промышленных отраслях.
Камень является самым твердым из всех минералов на планете.
Повышенная прочность алмаза способствует продолжительной и затратной обработке.
При проникновении в кристалл заряженных частиц образуются электрические импульсы.
Высокое сверхпреломление способствует яркому блеску и разноцветной игре ограненной поверхности.

К важным характеристикам алмаза стоит отнести и устойчивость к серной, азотной и плавиковой кислоте. Но горение алмаза возможно при воздействии щелочных расплавов. Расплавления можно добиться при температуре свыше 700 градусов, а при 1000 минерал полностью сгорает.

Кристаллическая решетка камня представляет собой куб, в каждой вершине которого размещается атом. Дополнительные атомы есть и внутри куба. Подобная формула алмаза способствует плотному соединению атомов.

Минерал может иметь разный цвет или быть бесцветным. Камень может быть окрашенным во всевозможные оттенки коричневого, красного, зеленого, желтого и голубого. Окраска часто распределяется неравномерно.

Относительная твердость минерала по шкале Мосса равняется 10. А абсолютная превышает показатель кварца в 1000 раз, а корунда в 150.

При этом минерал характеризуется хрупкостью и может легко расколоться.

Лечебные свойства

С давних времен считалось, что алмаз обладает лечебным эффектом и высоким энергетическим потенциалом.

Позитивное воздействие этого минерала помогает справиться с некоторыми недугами:

Устранение воспалительных процессов.
Лечение болезней кожи.
Профилактика заболеваний мочевого пузыря, желудка и бронхов.
Нормализация психического состояния и избавление от бессонницы, тревожности и раздражительности.
Стабилизация состояния при гипертонии.

Считается, что минерал создает вибрации, которые помогают в лечении гинекологических недугов.

Магические свойства

Алмаз пользуется популярностью и благодаря магическим свойствам. Камень усиливает ауру своего владельца и придает силы. И человек может впитать все блага, которые сулят алмазные изделия. Считается, что он помогает в личной жизни и приносит успех на работе.

Алмаз в старину представлял собой оберег, который защищал своего хозяина от разного магического влияния. У древних египтян считалось, что камень способен защитить своего обладателя от действия ядов.

Стоит отметить и магические свойства камня, в которые верят и в наши дни:

Для улучшения положения в любовной сфере украшения с драгоценностью носят на левой руке.
Для проведения разных обрядов применяются камни желтого цвета.
Идеальным оберегом считается белый алмаз.
Для удачи в бизнесе подходит комбинация бриллианта с золотом.

Кому подходит алмаз

Согласно зодиакальному гороскопу, знак Овна и Весов находятся под защитой именно этого драгоценного камня. Характер овна предполагает постоянную борьбу, и розовый минерал придаст данному знаку сил и энергии.

Весы испытывают постоянные сомнения при принятии решения, и камень синего цвета придаст решительности и приведет к победам.

Цвета алмаза

Классификация алмазов определяется и цветовой палитрой. Оттенок зависит от примесей, входящих в состав. Химические реакции, протекающие при формировании минерала, также влияют на цвет. Необыкновенной красотой отличается и прозрачный камень, не имеющий какого-либо оттенка.

Желтые камни получаются, когда атомы углерода меняются на азотные элементы. Особой ценностью обладают минералы темно – желтых тонов. Они превосходно смотрятся в обрамлении чистого золота.

Стоимость драгоценного камня зависит от насыщенности оттенка. Особенно ценятся материалы коричневого цвета. Их находят на большой глубине в месторождениях Австралии. Цветовая палитра варьируется от коньячного тона и до темного кофе.

Синий оттенок может проявиться при облагораживании. Подобный цвет может иметь и природное происхождение. В этом случае формула представляет собой атомы бора, которые появляются вместо углерода.

Голубые камни отличаются редкостью. Чаще всего найденные минералы выставляют на аукционах. Существуют и специальные технологии, позволяющие получить красивый оттенок из минералов желтого цвета.

Зеленые алмазы встречаются не так часто. Подобный оттенок получается под воздействием радиации природного характера. Минералы темно-зеленого оттенка особенно ценятся среди коллекционеров.

Красные камни также считаются редкими. Подобную разновидность алмаза добывают в шахтах Австралии. Природные камни с естественным красным оттенком встречаются в единичных случаях.

Розовый алмаз

Чаще находится розовый алмаз. Почему камень имеет такой оттенок, ученым объяснить не удалось. В кристаллической структуре не наблюдается посторонних атомов.

Искусственные алмазы

Искусственный алмаз имеет множество преимуществ по сравнению с настоящим минералом. Он практически ни в чем не уступает оригиналу. Синтезированные камни легче поддаются обработке и превосходят настоящие минералы по чистоте и твердости. Искусственные аналоги не имеют дефектов – вкраплений, мутностей и миниатюрных трещин. И, кроме того, они дешевле натуральных материалов.

Известные аналоги природных алмазов

Стоит отметить существующие экземпляры, которые применяются вместо бриллиантов:

Фианиты впервые были разработаны в России.
Муассаниты – заменитель камня, который сложно отличить от оригинала.
Алмазы Asha имеют поверхность, покрытую прослойкой углеродных атомов.

Близкий родственник алмаза – это минералы ВДВТ. Их получают искусственным путем.

Как отличить настоящий алмаз от подделки

Развитая химическая промышленность способствует распространению искусных подделок и всевозможных имитаций. Важно знать, как отличить алмаз природного происхождения от некачественных аналогов.

Существуют разные способы, подсказывающие, как отличить настоящий от поддельных камней:

Алмаз это минерал, обладающий свойством рассеивания светового потока. Если при направлении луча через поверхность он не поменяет направления – это является признаком подделки.
Разные виды алмазов светятся под влиянием лучей ультрафиолета.
Настоящий минерал не подвергается истиранию. Поэтому если на поверхности можно рассмотреть потертости и другие дефекты, камень является фальшивым.
Нужно попробовать провести по граням маркером, если линия не расплывается, камень настоящий.
Оригинал не запотевает, если на него подышать.
При помещении камня в кислоту с ним ничего не случится.
Грани настоящего бриллианта четкие и имеют острые очертания.
Если на поверхность имитации нанести каплю жира, он сначала разделится на мелкие частицы, а затем соберется. На настоящем алмазе капля останется без изменений.

Чтобы отличить настоящий минерал от искусственного, следует обратить внимание на число граней. У бриллианта их количество равняется 57, а у подделки граней будет намного меньше.

Что такое синтетические алмазы

Потоковое производство и использование алмазов синтетического типа начала американская компания «General Electric». Были разработаны технологии, позволяющие получать минералы желтых, коричневых, голубых и красных оттенков.

В мире алмазы синтетического происхождения стали активно применяться с 1993 года. Их используют не только в ювелирной сфере, но и в области медицины, техники и науки. Синтетические минералы бывают разных категорий. Например, обычной, повышенной и высокой прочности. Стоит выделить и монокристаллические изделия.

В год мировая добыча алмазов составляет примерно 27 тонн. ЗА это же время производится около 200 тонн синтетической продукции.

Синтетические минералы задействуются в производстве высокотехнологичной техники. Стоит выделить следующие области применения алмаза:

Актуальны оптические свойства минерала. Его используют в оптике, производстве синхротронов и микроэлектронике.
Синтетические элементы подходят для изготовления лазеров огромной мощности в оборонной промышленности и в области медицины.
Созданные кристаллы алмаза используют для компьютерных технологий. Данные элементы способны выдерживать более высокие температуры, чем чипы из кремния.
Алмазный порошок используют в металлургии, машиностроении и для оборонных предприятий.
Специальные пасты из кристаллов применяют при изготовлении деталей особой точности.
Синтезированные кристаллы задействуют при изготовлении режущих и шлифовальных инструментах.
Медицинские инструменты делаются с применением синтетической продукции. Скальпели из алмаза характеризуется особой прочностью и идеально ровным лезвием.
Хрусталики из алмаза отличаются высоким коэффициентом преломления и поэтому их применяют в медицине.

Технология производства искусственных минералов основана на синтезе кристаллов из углерода при повышенном давлении. Выращивание кристаллов отличается кропотливостью процесса.

Искусственные алмазы реагируют на магниты. Чтобы отличить синтетические элементы от оригиналов применяются всевозможные методики. С помощью спектроскопического анализа можно выявить линии металлов в кристаллах, полученных методом выращивания. Флуоресцентный анализ помогает определить синтезированные кристаллы.

Для имитации бриллиантов применяются такие материалы, как сапфир, циркон, горный хрусталь и стекло.

Уход за алмазными изделиями

Как и другие драгоценные камни изделия из алмазов требуют специального ухода. Украшения необходимо чистить регулярно. Если этого не делать, может появиться белесый налет. И чтобы его убрать понадобится обратиться в мастерскую для шлифовки изделия.

Уход за алмазными изделиями заключается в проведении простых процедур:

Во время очистки изделия необходимо надевать перчатки, так как камень отличается чувствительностью к жиру, покрывающему кожный покров.
Для процедуры очищения можно использовать мягкую ткань без ворса. Чтобы убрать грязь с помощью влажной чистки, нужно применять мягкий бархатный материал.
Оптимальное средство для чистки – мыльный раствор низкощелочного типа. В жидкости можно подержать изделие в течение нескольких минут, а затем протереть его насухо.
Нельзя проводить процедуру с применением высоких температур. Раствор должен быть прогрет не более, чем на 40 градусов.
Для высушивания не рекомендуется использовать фен.
Нельзя камни на долгое время оставлять под прямыми солнечными лучами.

Для процедуры очистки можно применить водку или медицинский спирт, который предварительно нужно соединить с водой. После обработки минерал натирается бархатной тканью. Для очищения украшений нельзя использовать некоторые виды средств, которые причинят вред не только камню, но и оправе. Не рекомендуется применять соду, которая может повлиять на внешний вид изделия. Оно потеряет свой блеск и станет тусклым или матовым. Перекись водорода, марганец и уксус способствуют окислению золотого обрамления и тусклости бриллианта.

Под воздействием йода золото может изменить цвет. Хлорка также сильно влияет на оттенок золота и обесцвечивает его. Нельзя применять для водных процедур чистящие бытовые средства, в которых содержится большой процент абразивных и щелочных материалов. Абразивные компоненты могут поцарапать поверхность золота или привести к тусклости камня. Украшения можно очищать и с помощью зубной щетки, но только с мягкой щетиной.

Грязь часто скапливается в застежках, замках и в местах крепления камня. Нельзя пытаться убрать загрязнения с помощью иглы. Это может спровоцировать появление царапин.

На чистоту бриллианта оказывает влияние качество обработки и цвет изделия. Это показатель зависит от наличия дефектов. Цена на минерал среднего качества составляет от 500 долларов за карат. Стоимость ювелирных изделий зависит от веса, цвета, чистоты и огранки. Используя полезные рекомендации по определению оригинала, можно подобрать качественный минерал. А простые советы по уходу позволят на долгое время сохранить привлекательный внешний вид, не прибегая к шлифовке поверхности.

Главная > Западные