Алмази

Легенда й дійсність.

Алмаз! Це назва відомо кожному. З ним асоціюється подання про незрівнянний блиськ і непревзайденной твердості. Із другою властивістю зв’язана й назва мінералу, що відбувається або від арабського слова червона-мас (“твердейший” ) , або від грецького адамас (“непереборний” ,” незламний” ) .

Алмази здавна використовувалися як самі вишукані прикраси. Ювеліри розділяють алмази майже на тисячі сортів залежно від прозорості, тону, густоти й рівномірності фарбування, наявність тріщин, мінеральних включень і деяких інших ознак. Наприкінці двадцятого століття алмази починають застосуються на виробництві. У цей час економічний потенціал найбільш розвинених держав значною мірою зв’язується з використанням ними алмазів.

Якої ж властивості алмаза визначають його широке використання у всіляких областях народного господарства? У першу чергу, звичайно, виняткова твердість, що, якщо судити по швидкості стирання, в 150 разів вище, ніж у корунду, і в десятки разів краще, ніж у кращих сплавів, застосовуваних для виготовлення різців. Алмаз застосовується при буравленні гірських порід і механічній обробці найрізноманітніших матеріалів, для протягання (волочіння) тонкого дроту, як абразив і т. п.

Більше половини видобутку технічних алмазів іде на виготовлення спеціального інструмента для обробної промисловості. Застосування алмазних різців і свердлів на обробці кольорових і чорних металів, твердих і надтвердих сплавів, ськла, каучуку, пластмас і інших синтетичних речовин дає величезний економічний ефект у порівнянні з використанням твердосплавного інструмента. Надзвичайно важливо, що при цьому не тільки в десятки разів підвищує продуктивність праці (при токарській обробці пластмас навіть у сотні разів!) , але одночасно значно поліпшується якість продукції. Оброблені алмазним різцем поверхню не вимагають шліфування, на них практично відсутні мікротріщини, у результаті чого багаторазово збільшується термін служби одержуваних деталей.

Практично всі сучасні галузі промисловості, у першу чергу електротехнічна, радіоелектронних і приладобудівна, у величезних кількостях використовують тонкий дріт, що виготовляється з різних. При цьому пред’являються строгі вимоги до кругової форми й незмінності діаметра поперечного переріза дроту при високій чистоті поверхні. Такий дріт із твердих металів і сплавів (вольфраму, хромонікелевої сталі й ін.) може бути виготовлена лише за допомогою алмазних фильер. Фильери являють собою пластинчасті алмази із просвердленими в них найтоншими отворами.

Широке застосування в промисловості знаходять і алмазні порошки. Їх одержують шляхом дроблення низькосортних природних алмазів, а також виготовляють на спеціальних підприємствах по виробництво синтетичних алмазів. Алмазні порошки використовуються в диськових алмазних пилках, мелкоалмазних бурових коронках, спеціальних напилках і як абразив. Тільки із застосуванням алмазних порошків удалося створити унікальні свердли, які забезпечують одержання глибоких тонких отворів у твердих і тендітних матеріалах.

Алмазні порошки знаходять застосування на гранувальних фабриках, де всі самоцвіти, і в тому числі алмази, піддаються органіці й шліфуванню, завдяки чому непоказні до цього камені стають таємниче світними або сліпуче блиськаючими коштовностями, до неповторної краси яких ніхто не залишиться байдужим. В алмазі під дією зарядженій частці відбувається світловий спалах і виникає імпульс струму. Ці властивості дозволяють використовувати алмази як детектори ядерного випромінювання. Світіння алмазів і виникнення імпульсів електричного струму при опроміненні дозволяє застосовувати їх у лічильниках швидких часток. Алмаз як такий лічильник має незаперечні переваги в порівнянні з газовими й іншими кристалічними приладами.

У Радянському Союзі після відкриття якутських родовищ була створена алмазодобувна промисловість. У значних масштабах у нас виробляються й синтетичні алмази.

Алмазом, як і іншим кристалічним тілам, властива анізотропія деяких характеристик у тому числі й анізотропія твердості, що обумовлено особливостями внутрішньої будови кристалів. Твердість міняється не тільки від грані до грані, але й не рідко в межах однієї грані кристала, що не обходжено враховувати при обробці алмаза й при роботі з алмазним інструментом.

Інші фізико-механічні властивості. Важливе значення має дуже низький коефіцієнт тертя алмаза по металі на повітрі – усього 0.1, що пов’язане з утворенням на поверхні кристала тонких плівок адсорбованого газу, що грають роль своєрідного змащення. Коли такі плівки не утворяться, коефіцієнт тертя зростає й досягає 0.5-0.55. Низький коефіцієнт тертя спричиняється виняткову зносостійкість алмаза на стирання, що перевищує зносостійкість корунду в 90 разів, а інших абразивних матеріалів – у сотні й тисячі разів. У результаті, наприклад, при шліфуванні виробів із твердих сплавів алмазного порошку витрачається в 600-3000 разів менше, ніж будь-якого іншого абразиву.

Для алмаза також характерні найвищий (у порівнянні з іншими відомими матеріалами) модуль пружності й найнижчий коефіцієнт стиську.

Термічні властивості. Температура плавлення алмаза становить 3700-4000′C. На повітрі алмаз згоряє при 850-1000′З, а в струмені чистого кисню горить слабо-блакитним полум’ям при 720-800′З, повністю перетворюючись в остаточному підсумку у вуглекислий газ. При нагріванні до 2000-3000′З без доступу повітря алмаз переходить у графіт.

Розглянутий мінерал має винятково високу теплопровідність, що обумовлює швидкий відхід тепла, що виникає в процесі обробки деталей інструментом, виготовленим з нього. Крім того, для алмаза характерний низький температурний коефіцієнт лінійного розширення (нижче, ніж у твердих сплавів і стали) . Це властивість алмаза враховується при вставці його в оправу з різних металів і інших матеріалів.

Оптичні властивості. Середній показник переломлення безбарвних кристалів алмаза в жовтому кольорі дорівнює приблизно 2.417, а для різних квітів спектра він варіює від 2.402 (для червоного) до 2.465 (для фіолетового) . Здатність кристалів розкладати білий колір на окремі ськладові називається дисперсією. Для алмаза дисперсія дорівнює 0.063. Як показники переломлення, так і дисперсія алмаза набагато перевищують аналогічні властивості всіх інших природних прозорих речовин, що й обумовлює в сполученні із твердістю неперевершені якості алмазів як дорогоцінних каменів. Високе переломлення в сукупності з надзвичайно сильною дисперсією викликає характерний блиськ відполірованого алмаза, названим алмазним.

Одним з важливих властивостей алмазів є люмінесценція. Під дією сонячного світла й особливо катодних, ультрафіолетових і рентгенівських променів алмази починають люминесцировать – світитися різними квітами. Під дією катодного й рентгенівського випромінювання світяться всі різновиди алмазів, а під дією ультрафіолетового – тільки деякі. Рентгенолюминесценция широко застосовується на практиці для витягу алмазів з породи.

Форма кристалів. Більша частина алмазів зустрічається в природі у вигляді окремих добре оформлених кристалів або їхніх уламків. Переважають октаедри, ромбододекаедри й куби, а також їхньої комбінації. Це кристали з рівними плоськими гранями. Так їх і називають – плоськогранними. Рідше зустрічаються кривогранние, округлі кристали, однак у деяких родовищах вони переважають. Найчастіше кристали алмаза зростаються один з одним або ж як би “проростають” один одного, образуя відповідно так звані двійники зрощення й проростання.

Практично у всіх алмазних родовищах присутні мікро – і ськритокристалличеськие агрегати, ськладені сотнями тісно зрослих дрібних зерен алмаза. Вони підрозділяються на борт, баллас і карбонадо. Бортом звичайно називають неправильні дрібнозернисті зростки. Балласи являють собою кулясті агрегати, радіально-променистої будови, карбонадо – тонкозернисті агрегати, що мають масивне, пористе, коксовидное й шлаковидное будова. Найбільше цінуються масивні карбонадо, покриття емалевидной ськоринкою, що твердіше самого алмазного ядра. Карбонадо незамінні для виготовлення алмазних бурових коронок.

Класифікація алмазів. Спроби класифікувати алмази вживали з незапам’ятних часів. Так, древні індуси розділяли алмази, як і людей, на чотири касти: брахмани, кшатрии, вайшии й шудри. До брахманів ставилися прозорі високоякісні кристали, до кшатриям і вайшиям – камені камені більше низькосортні із червонуватим відтінком, до шудрам – найбільш низькоякісні алмази сірого кольору. Відповідно шудри оцінювалися у чверть, вайшии – у половину, а кшатрии – у три чверті вартості брахманів.

Pages: 1 2

Збережи - » Алмази . З'явився готовий твір.

Алмази





Шкільні предмети. Шкільна фізика. Уроки з англійської, французької, німецької мов.