Алмаз

Алмаз – це найвідоміший та один із найдорожчих природних дорогоцінних каменів.

Найтвердіша природна речовина на Землі. Це чистий вуглець, який кристалізувався під високим тиском і температурою. Алмази зустрічаються в різних формах, але найпоширеніша – це октаедр (восьмигранник). Алмази також можуть бути безбарвними або мати різні кольори, такі як жовтий, коричневий, рожевий і синій.

Фізичні властивості

Фізичні властивості алмазів включають такі характеристики:

1. Твердість: Алмази мають найвищу твердість серед усіх природних матеріалів і оцінюються як 10 за шкалою Мооса. Це означає, що алмази можуть подряпувати інші мінерали, але лише інші алмази можуть пошкодити їх.
2. Колір: Колір алмазу може варіюватися від безкольорового до різних відтінків. Безкольорні алмази є найціннішими. В інших випадках можуть зустрічатися алмази з різними кольорами, такими як жовтий, рожевий, синій, зелений, коричневий і навіть чорний.
3. Прозорість: Зазвичай алмаз є дуже прозорими, без видимих включень або домішок. Досконало чисті алмази, які практично не мають включень, є найціннішими.
4. Глянець: Алмази мають високий дисперсійний (розсіювальний) глянець, що вказує на їх здатність розсіювати світло на різнобарвні спектральні складові.
5. Густина: Густина алмазів зазвичай коливається в межах 3,51-3,53 г/см³.
6. Кристалічна структура: Алмаз маютє гексагональну кристалічну структуру, і кожний атом вуглецю сполучений з чотирма іншими атомами в формі тетраедра.
7. Забарвлення в ультрафіолетовому світлі: Деякі алмази можуть світити під впливом ультрафіолетового світла, що може вказувати на їхні характеристики.

Штучні алмази

Виробництво штучних алмазів – це процес створення алмазів у контрольованих умовах лабораторії або в промисловому масштабі. Штучні алмази також називають синтетичними алмазами. Цей процес був розроблений в середині 20 століття, і з тих пір штучні алмази стали значними конкурентами натуральним алмазам. Виробництво штучних алмазів включає в себе наступні методи:

1. Високий тиск і висока температура (HPHT): Цей метод передбачає використання великого тиску та високої температури для перетворення графіту в алмаз. В процесі HPHT графіт піддається великому тиску (близько 725,000 фунтів на квадратний дюйм) та високій температурі (приблизно 2,200 градусів Цельсія), що сприяє формуванню алмазів. Цей метод використовується для виробництва більшості штучних алмазів великого розміру.
2. Хімічне осадження з газової фази (CVD): Метод CVD використовує хімічні процеси для осадження атомів вуглецю на підкладці, що приводить до формування алмазного покриття. Цей метод використовує гази, які містять вуглець, і піддає їх хімічним реакціям при високих температурах. Цей метод дозволяє виробляти тонкі алмазні плівки на різних матеріалах.
3. Молекулярний прес (MD): MD – це метод, в якому використовуються молекулярні насадки, щоб стиснути графіт і перетворити його в алмаз. Цей метод дозволяє виробляти алмази зі складною формою та структурою.
4. Інші методи: Окрім HPHT, CVD і MD, існують інші методи синтезу алмазів, такі як методи “вище землі”, які використовують вибухові обстановки для створення високого тиску та температури.

Застосування

Алмази мають різноманітні використання у різних галузях, включаючи ювелірну справу, промисловість та наукові дослідження.

1. Ювелірна справа: Одні з найбільш популярних призначень алмазів – виготовлення прикрас, таких як обручки, сережки, намиста, браслети та кулони. Алмази використовуються для створення вишуканих та елегантних ювелірних виробів. Вони також використовуються в різноманітних шліфованих формах.
2. Обробка твердих матеріалів: Алмази мають найвищу твердість і зносостійкість серед усіх матеріалів, тому вони використовуються в промисловості для виготовлення алмазних інструментів. Ці інструменти використовуються для обробки твердих матеріалів, таких як скло, метали, бетон, камінь.
3. Видобуток і буріння: Алмази застосовуються в видобутку руд і бурінні нафти та газу. Алмазні бурильні насадки і інструменти використовуються для розробки шахт, буріння свердловин та видобутку корисних копалин.
4. Електроніка: Алмази також використовуються в електронній промисловості. Вони можуть бути використані для створення транзисторів та інших елементів електронних пристроїв завдяки їхній високій теплопровідності і ізоляційним властивостям.
5. Наукові дослідження: Алмази також мають значення для наукових досліджень. З їхньою допомогою створюють діамантові анвіли для дослідження високих тиску і температури. Також алмази використовуються в наукових приладах для дослідження різних матеріалів та процесів.
6. Медицина: В алмазній хірургії використовують алмазні ножиці, які дозволяють проводити точні операції з мінімальним пошкодженням тканин.

Алмази є унікальними через свої особливі фізичні властивості і різноманітність застосувань. Вони знаходять застосування в багатьох галузях та є цінними для господарства та науки.