В данной хочу ещё раз поговорить об этом удивительном природном минерале. Алмаз - самое вещество из всех существующих в природе и наиболее почитаемый и дорогостоящий камень.
Свойства и происхождение алмаза
Его название происходит от греческого слова adamas, что значит «непобедимый», и подчеркивает его необыкновенную и стабильность.
Автор идеи предполагает, что он не скрывался бы за песком, окружающим египетские пирамиды, - существует высокая вероятность того, что самые стойкие могут найти там алмазы. В конце концов, если резка каменных плит была организована в промышленном масштабе, вероятно, что тысячи пил могут рухнуть, а зубы алмазов упадут на строительную площадку после рабочих ног.
Египтянам трудно найти ответ на то, как древние мастера создали гладкие каменные поверхности камня. В конце концов, тысячи лет назад люди почти не знали о сверхвысокой стали, и литые бронзовые сплавы на основе меди на камне должны были быть слишком мягкими. Египетские историки сформулировали предположение, что древние египтяне использовали кварцевый песок с водой для изготовления камней, доломитовых шариков, деревянных клиньев, которые, чтобы проглотить, были политы и так далее.
По интенсивности добычи и обработки алмазы превосходят все остальные драгоценные .
По своему химическому составу алмаз - чистый , так же как и , но его чрезвычайная - результат кристаллической структуры, образовавшейся при высокой температуре и под высоким давлением в верхних слоях мантии Земли. Большинство образовались в земной коре на глубине 80-150 км.
Самые радикальные египетские исследователи пирамид неуклонно заявляли, что процесс создания колоссальных пирамид не может основываться на технических решениях, требующих таких высоких затрат. Полуджан утверждает, что его знаменитый, известный российский математик и бизнесмен Дмитрий Павлов недавно организовал несколько экспедиций на пирамиды и привез домой много фото и видеоматериалов. Он фиксирует неоспоримые доказательства того, что для обработки камней используются острые инструменты - узкие пилы, буровые долота, мельницы и тому подобное.
Поскольку состоит из углерода, то при очень высокой температуре в воздухе или в кислороде он сгорает.
Мысль о том, что горючи, впервые была высказана в 1675 г. Исааком Ньютоном (1642-1727), выдающимся английским ученым и математиком, а первый опыт по сжиганию был проведен 19 лет спустя итальянцами Аверани и Тарджиони.
Образование и добыча алмазов
Сделать все это из бронзы практически невозможно. Сегодняшние каменные фрезы знают, что алмазные пилы лучше всего сделаны из меди: драгоценные камни погружены в мягкий металл, который во время работы инструмента смягчается, так что алмазные зубы становятся чрезвычайно острыми. Таким образом, при работе с такой пилой ее эффективность только увеличивается в определенной степени. К сожалению, участники этих экспедиций пришли к выводу теорий заговора о том, что «древние египетские боги» управляли мистическими лазерно-плазменными машинами для резки.
Обычно находят в виде плоских октаэдрических , реже - в виде кубических , часто с искривленными гранями.
До тех пор, пока в середине XIX века в Южной Африке не были открыты богатые залежи кимберлита (названного так по города Кимберли, где они впервые были обнаружены), большая часть добывалась из аллювиальных отложений (из речного и берегового галечника).
Короче говоря, одна из так называемых фантастических версий египетских пирамид: несколько тысяч лет назад, на побережье Нила, непонятно, каковы были цели, инопланетяне создали свою базу и построили пирамиды. Кажется, что все может быть намного проще и земнее. Люди просто искали алмазы, которые не попадали в Африку. Изучив качества красивого, чистого камня, древние египтяне поняли, что используют распиловочную структуру. Пилы, которые режут самую твердую скалу в мягком дереве. В равной степени логично предположить, что именно изобретение алмазной пилы открыло дверь для древних египтян, чтобы строить великолепные здания - победа над камнем должна была быть отмечена и украшена каким-то образом.
Магматическая горная порода кимберлит богата , и . На западе Австралии добывают из ультраосновных горных пород, близких по своему составу к кимберлитам.
Эти породы могут долго находиться в земной коре, пока извержение вулкана, продолжающееся несколько , не вынесет их на поверхность.
И форма пирамид напоминает форму бриллианта. В конце концов, по мнению автора идеи, естественное состояние алмазного кристалла - это точно форма четырехмерной пирамиды - точнее, как две пирамиды, которые соединены квадратными базовыми плоскостями. Таким образом, преднамеренно или случайно, пирамиды стали памятником наиболее стойким природным веществам на Земле - к вечным и неповрежденным алмазам. Возможно, египтяне полагали, что пребывание в такой форме воплощает бессмертие.
С другой стороны, индустрия такого масштаба, которая использовала тысячи алмазных пил, резаков и других инструментов одновременно, предполагает, что добыча алмазов в Древнем Египте была высокоразвитой отраслью. Давно известно, что в центральной и южной частях африканского континента есть алмазные рудники.
Небольшое количество было найдено также в . В были известны более 2000 лет тому назад, но огранкой их не занимались, так как считалось, что это лишает камень его свойств.
О существовании алмазов знал и писал еще Плиний Старший (23-79), но в Древнем Риме они ценились невысоко, ибо римляне не умели обрабатывать такие камни.
Обработка и огранка алмазов
Полужанас не исключает возможности того, что это могло быть так там. Но на протяжении тысячелетий сокровища были украдены, и теперь богатство Пирамиды видно только пирамидой денежной банкноты. В любом случае автор версий египетских пирамид в Красноярске считает, что эпоха алмазных пил была довольно короткой, и следы этой высокой технологии находятся далеко от каждой пирамиды. Большинство из них сделаны из кирпича и бетона. Полюан говорит, что технология алмазной пилы была в конечном счете классифицирована.
Это может быть несколько причин. Возможно, из-за некоторых геополитических причин алмазы были отрезаны и транспортированы. Возможно, цель была просто достигнута - был построен памятник Вечности, и сами алмазы превратились в ценные символы талисмана, использование которых в технических целях было строгим табу. Возможно, в ближайших минах алмазные ресурсы истекли. Или в этот момент стала популярной еще одна конструкция - цементно-бетонная.
В XIV в. европейцы начали делать со срезом октаэдрических кристаллов и «роза» для мелких фрагментов.
Огранка впервые появилась в XVII веке и к началу XX века была значительно усовершенствована. В наши дни для огранки алмазов широко используются лазеры.
Алмазы - первые драгоценные камни, вес которых стали измерять в . На протяжении многих лет вес одного карата разнился в разных странах, однако в 1907 г. был установлен метрический карат, равный 200 мг (0,2 г).
Скорее всего, слово «карат» происходит от греческого слова keration, что означает «стручок рожкового дерева», семена которого служили мерой веса в странах Средиземноморья.
Алмазы имеют идеальную кристаллическую форму и высокую симметрию. Не ограненные камни могут казаться круглыми и жирноватыми, но стоит их разбить или огранить, как проявляются алмазный блеск и дисперсия, что придает камням необычайное сверкание.
Возможно, лучше всего это выявляет бриллиантовая огранка алмаза , ставшая в наши дни самой популярной. Она способствует тому, что грани отражают максимальное количество падающего на них света.
К другим распространенным видам огранки относятся «кушон», «панделок» (грушевидная), «маркиза», фантазийная, круглая и квадратная.
Мелкие (вес менее 0,25 карата), которые используют для украшения вставок из более крупных камней, называются «розочками».
На ювелирного качества - без изъянов, прозрачные и бесцветные, которые используются для изготовления различных , - приходится около четверти всех добываемых алмазов.
В процессе обработки и огранки теряется более половины их исходного веса. Цена алмаза зависит от его прозрачности и окраски.
Цвет алмаза
Поскольку большинство алмазов имеет включения, из-за которых они приобретают желтоватый, , зеленоватый и цвет, самые дорогие и редкие - абсолютно бесцветные и прозрачные. Наиболее редки , и зеленые алмазы .
Насыщенных цветов, так называемых фантазийных, ценятся очень высоко, причем самыми дорогими считаются кроваво-. Алмазы окрашивают и - в ядерных реакторах.
Из-за высокой твердости алмазов огранить и отшлифовать один алмаз можно только с помощью другого.
Имитация алмазов
Для бриллиантов используют , , титанат , , , , синтетический -алюминиевый , а также другие камни и материалы.
Синтетические алмазы впервые были получены в 1955 г. и с тех пор широко применяются в промышленности.
Более трех четвертей всех добываемых алмазов - промышленного качества, хотя у различных шахт и рудников этот показатель разный.
Технические мелкие алмазы от до коричневого цвета называются бортом, карбонатом или бапласом.
Применение алмазов
Их используют для изготовления сверл, стеклорезов, для звукоснимателей, пил для распиловки строительного , накатных роликов для протяжки проволоки.
Кроме того, они применяются в производстве абразивных материалов, а также для обработки других алмазов, ибо в каком-то одном направлении кристалл может быть менее твердым, чем в остальных.
Камень алмаз обладает совершенной спайностью в четырех разных направлениях, параллельных граням кристалла — октаэдра, благодаря чему его можно легко разделить на несколько более мелких камней.
Особенности свойств алмаза
На основании их физических свойств алмазы поделены на две категории: тип I и тип II. , относящиеся к типу I, содержат в качестве примеси и подразделяются на алмазы типа 1а, в которых находится в виде слоев, и алмазы типа lb, в которых азот находится в диспергированном состоянии.
Примерно алмазов из каждой тысячи принадлежат к типу I. Алмазы типа II, такие как естественные голубые камни, слоисты и не имеют примесей азота.
В отличие от камней типа ПЬ камни, относящиеся к типу Па, не проводят электричества. Камни качества обнаруживаются как среди алмазов типа I, так и среди типа II, а некоторые алмазы представляют собой сочетание характерных признаков обоих типов.
Самый крупный алмаз из всех когда-либо найденных - это «Куллинан», о котором уже рассказывалось выше. Он весил 3106 каратов; был найден в 1905 г. на руднике «Премьер» в Южной Африке, в Трансваале.
Позднее его разделили на 9 крупных и 96 мелких . Самый крупный из ограненных бриллиантов - «Куллинан-I» (его второе название «Звезда Африки») весит 530,2 карата и королевский скипетр Британской империи.
Другой бриллиант, голубой камень «Хоуп» (45,52 карата), известен как камень, приносящий беды и несчастья своим владельцам. Сейчас он находится в Смитсониевском институте в США (Вашингтон, округ Колумбия).
Там же хранится и крупнейший безупречный желтый бриллиант «Оппенгеймер» из Южной Африки (253,7 карата). Самый крупный алмаз промышленного качества (3,167 карата) найден в бразильском штате Байя.
Месторождения алмазов
Богатейшие залежи алмазов находятся в Кимберли (Южная Африка). Первый алмаз был найден там в 1866 г. на берегу Оранжевой реки. Многие знаменитые бриллианты, такие как «Кох-и-Нор», были найдены на рудниках Голконды (Южная Индия).
Вплоть до 1725 г., когда алмазы были обнаружены в Бразилии, именно Индия считалась основным поставщиком этих драгоценных камней. До сих пор в Бразилии находят мелкие алмазы хорошего качества.
С конца XIX в. основным источником алмазов стала Южная Африка. Австралия является важнейшим поставщиком алмазов фантазийных цветов .
Наибольшее количество алмазов для промышленного использования добывалось в Конго. Алмазы также добывают в США (штаты Арканзас и Колорадо). Аллювиальные месторождения алмазов обнаружены едва ли не во всех штатах.
Аллювиальные алмазы добывают и в Канаде (остров Святой Елены, провинция Квебек и Северо — западные территории). Крупные месторождения алмазов есть в Сербии, , в Венесуэле и Намибии.
Применение алмаза имеет более чем двухвековую историю. Почти до середины XX века алмазы были исключительно ювелирным материалом. Но чтобы придать ему ту или иную грань (огранить алмаз), нужно использовать другой алмаз, так как никакой другой материал не может обработать этот прочный минерал. Чтобы раскрыть весь потенциал минерала, химики и физики провели ряд опытов и выяснили его свойства, а также те предельные параметры, которые способствуют применению алмаза в разных сферах деятельности.
Свойства алмаза
Любой алмаз – аллотропная модификация углерода, который, кстати, представлен и в графите простого карандаша. Потому при повышенных температурах любой алмаз запросто переходит в графит. По шкале твердости Мооса минерал имеет 10 баллов из 10 возможных. Плотность его составляет 3.4 – 3.5 г/см³. Теплопроводность его крайне высока и составляет до 2300 Вт (мК).
Минерал имеет очень низкий коэффициент трения по металлу (около 0.1), что обусловлено наличием на его поверхности тончайшей пленки адсорбированного газа. При ее отсутствии коэффициент трения возрастает в 5 раз. Две важнейшие характеристики – самый низкий коэффициент сжатия и самый высокий модуль упругости.
Плавится алмаз при давлении в 11 ГПа и температуре 4000° C. На воздухе он горит при температуре от 800 до 1000° C, а при участии чистого кислорода горит, словно чистый пропан, голубым пламенем и полностью сгорает, высвобождаясь в виде углекислого газа.
Если нагревать минерал без доступа воздуха при температуре 2000° C, то он быстро превращается в графит и разрушается на части с хлопком. Примечательно, что при температуре свыше 2000° С термодинамика минерала принимает аномальный характер.
В силу своих «экстремальных» свойств алмаз используется в современной индустрии производства и обработки.
Применение алмаза
В строительстве использование алмазов оправдано спецификой сложных конструкций из бетона и стали. Алмазное сверление, резка, демонтаж, вне зависимости от материала работы, позволяют добиться результата без образования губительных микротрещин. Сверла, пилы огромных диаметров участвуют в распилке бетона, перемолке щебня и даже в резке по граниту и мрамору.
Используется минерал в точном приборостроении и тяжелом машиностроении. Обточка металла – это также прерогатива алмаза.
Крайне высокая износостойкость, помноженная на неограниченный доступ к искусственным и промышленным алмазам, позволяет проектировать и строить буквально все (от точных инструментов хирурга вплоть до космических носителей).
Рисунок 1. Области применения алмазов.
К примеру, только в России сегодня выпускается более 1200 наименований инструментов, в которых используется алмаз (рис. 1, области применения алмазов). Сверла, фрезы, шлифовальные круги, стеклорезы, ножницы по металлу и пила по металлу и камню – везде активно используются алмазы (преимущественно промышленные, то есть синтетические).
Без данного минерала невозможны прокладка кабелей и строительство туннелей. Там, где нельзя вести взрывные работы, используется проходческий комбайн, вооруженный огромным диском, усыпанным лезвиями с тонким напылением алмазной крошки.
Алмаз применяется и в медицине, где толщина лезвия скальпеля имеет решающее значение. Уменьшая ширину разреза и оставаясь острым длительное время, алмазный скальпель является основным инструментом современного хирурга. Отдельного упоминания заслуживают перспективные разработки вроде медицинского лазера на кристаллах, где минерал будет выступать активным проводником.
В телекоммуникациях и электронике алмаз используют для прохождения сигналов разных частот по одному кабелю. Конечно, размеры его при этом крайне малы, однако свойства его успешно преодолевают большие перепады температур и самые большие скачки напряжения. Особенно критически важно его применение наряду с рубином в сверхчувствительных фотоэлементах, оптике, которая стоит на службе астрономов.
В химии и физике алмаз используется, прежде всего, в качестве защитного элемента. Агрессивная химическая среда, которая может повредить стекло (плавиковая кислота), а также научные эксперименты в областях квантовой физики, оптики, лазерных технологий, исследования космоса, в которых недопустимы погрешности, требует активного применения алмазов.
Использование данного минерала очень активно в деле добычи полезных ископаемых. Угольный забой, добыча нефти и газа – везде, где есть необходимость сверлить, прокладывать трубы и сталкиваться с очень твердыми образованиями в почве (каменный пласт, известняк), одной закаленной сталью не обойтись.
Какие алмазы применяются в производстве?
Для использования в производстве не всякий алмаз годится. Ювелирные камни стоят баснословных денег и добываются в нескольких местах по всей планете, что совершенно невыгодно и неоправданно в массовой промышленности. Здесь выручают синтетические элементы. Начиная с 1953 года более 97% всех алмазов, используемых в промышленности, выращены искусственно. В настоящее время известны 3 метода получения данного минерала:
- CVD – chemical vapor deposition, или же химическое осаждение из пара.
- HPHT – high pressure high temperature, или же при участии высоких температур и давления.
- Синтез с подрывом, имитирующий условия, наиболее близкие к природным (происходит подрыв взрывчатки, содержащей углерод).
Таким образом, мировая промышленность полностью покрывает свои потребности в алмазах и неустанно радует человечество новыми технологическими достижениями.
