Алмазы технические и ювелирные

Как выяснилось, основные факторы, способствовавшие образованию алмазов, - высокое давление и температуры, которые имели  место в земных недрах на большой  глубине. Эти выводы геологов были использованы исследователями, работающими над

                                                                 6

проблемой искусственного получения  алмазов.

Положительного результата добился  в 1880г. Ханней: он получил несколько маленьких искусственных кристалликов, которые сейчас хранятся в Британском музее.

Технология получения кристаллов алмаза в его опытах была несложной. Зная, что при воздействии высоких температур и давлений обычные формы углерода (уголь, графит и др.) за счет уплотнения кристаллической решетки превращаются в алмазы, он герметически закупорил в стальную трубку, напоминающую орудийный ствол, смесь, содержащую 90 % легких углеводородов (таких, как керосин и парафин), 10% костного масла и немного металла лития, и нагревал трубу до красного каления, выдерживая ее в таком состоянии в течение 14 ч. Из 80 поставленных трубок уцелели только три, где были получены искусственные алмазы - 11 кристаллов.

В 1939г. советский ученый О. И. Лейпунский опубликовал точные параметры, при которых графит должен расплавляться в алмаз.

В середине 50-х годов искусственные  алмазы начали получать в целом ряде стран. Первой из них стала Швейцария. В 1959 г. известная алмазная компания «Де Бирс» опубликовала данные о получении искусственных алмазов.

Компания «Дженерал электрик»  выпустила на рынок первую партию искусственных алмазов. В Детройте было построено первое специальное  предприятие по производству синтетических  алмазов с годовой мощностью 3,5 млн. кар.

Большой вклад в физику и технику  высоких давлений, разработку камер  для синтеза сверхтвердых металлов внес академик Л. В. Верещагин. При его  непосредственном участии и под  его руководством в 1960г. был впервые  осуществлен синтез алмазов в  Советском Союзе.

Первое десятилетие после получения  в промышленных условиях синтетических  алмазов (1961-1971) было периодом бурного  роста их использования во всех отраслях промышленности СССР. За это время  общее потребление технических  алмазов возросло в 35 раз, или в  среднем более чем на 45% в год; при этом потребление синтетических  алмазов выросло в 5,5 раза, или  на 18,6% в год, а производство и  потребление синтетических алмазов- в 295 раз. Немалое значение имело и то обстоятельство, что постоянное совершенствование технологии производства синтетических алмазов способствовало снижению цен на них.

 

§4.Алмазы в жизни человека

Алмазные месторождения встречаются  довольно редко, они представлены трубчатыми телами круглой или овальной формы. Порода, содержащая алмазы, заполняет  воронкообразные углубления глубиной до 1200м. и более. Такие воронки  называется «трубками взрыва» или  «кимберлитовыми трубками» по наименованию алмазоносной породы, которая была впервые обнаружена в Кимберли (Южная  Африка).

В Индии алмазы были впервые обнаружены 7000 лет тому назад. Добыча алмазов  достигла там наивысшего предела  в XVII в. В 1725г. были найдены алмазы в  Бразилии, и до открытия алмазов  в Африке, в конце XIX в., Бразилия считалась  основным поставщиком алмазов.

В 1960-х годах в Индии найдено  коренное месторождение, состоящее  из кимберлитовых трубок, покрытых наносными породами, слоем до 5 м. Это месторождение является наиболее богатым из всех месторождений зарубежных стран. Общие разведанные запасы алмазов этого месторождения  исчисляются в 10 млн. карат.

Наиболее крупными месторождениями  являются африканские, из которых 

7

добываются 95-98% всех алмазов зарубежных стран.

По данным горного управления США, запасы алмазов (1955г.) в основных алмазодобывающих странах составляют (в млн. карат.):

Конго (Киншаса)	300
Южно-Африканская Республика	100
Гана	100
Сьерра-Леоне	30
Ангола	30
Танганьика	20
Индия	63
	всего 643

Добыча алмазов во всех зарубежных странах превышает 30 млн. каратов  в год. Добыча алмазов в 1938г. составила  примерно 11,5, в 1960 г. -32,0, 1963г.-около 31,0 млн. карат.

Низкое содержание алмазов в  породе делает процесс добычи и извлечения алмазов чрезвычайно трудоемким. Чтобы получить 1 карат алмазов  надо добыть и переработать 3-15т.породы.

Около 80% общей добычи алмазов составляют технические алмазы. Остальные- ювелирные, часть из которых также идет на технические цели - для изготовления наиболее ответственных алмазных инструментов (резцы, волоки, наконечники к приборам, в космической промышленности и электроники).

 

Добыча алмазов (в тыс. кар.)

 

Страна	1970г.	1975г.	1979г.	1980г.	1981г.
Заир	16000	17360	12750	12700	9700
ЮАР	8300	7295	8384	8522	8280
Ботсвана	544	2397	4394	5101	5150
Ангола	2430	750	750	1500	1750
Намибия	1866	1748	1653	1560	1200
Гана	2550	2328	1253	1200	1000
Венесуэла	400	1249	803	825	850
Сьерра-Леоне	2450	1500	845	850	810
ЦАР	610	339	315	279	280
Бразилия	320	270	280	280	280
Танзания	810	448	290	240	240
Прочие	570	249	235	293	310
Итого В том числе ювелирных	39000   ---	36033   ---	31958   7820	33350   8480	7900

 

 

 

 

 

8

Импорт  алмазов и бриллиантов (в тыс. каратов)

Алмазы I Бриллианты

Страны	1978г	1979г	1980г	1981г	1978г	1979г	1980г	1881г
Бельгия	36371	36195	35885	32780	2524	2225	2097	1530
США	24664	27444	23442	26200	3209 742	2353	2574	3220
Япония	16185	19265	20985	21400	742	684	683	760
Канада	1774	2466	2603	3350	1656	137	133	180
Израиль	8554	5641	5200	2900	---	---	---	---
ФРГ	1165	1051	1102	1050	678	498	526	430
Франция	---	---	---	---	541	433	705	640

 

Широкое применение алмазов в технике прежде всего обусловлено их уникальными физическими свойствами. В тот период, когда добыча алмазов в мире была крайне незначительной, техническое применение их было ограничено. Они использовались главным образом в качестве абразивного материала, стеклорезного инструмента, и для изготовления филер в волочильном деле. Огромный процесс в развитии техники, достигнутый в XX в., а также резкий рост уровня добычи природных алмазов и освоение технологии синтеза искусственных алмазов значительно расширили границы применения алмазов в науке и технике.

К техническим алмазам относятся  те алмазы, которые не идут в ювелирное  производство.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

Глава II. Основные направления алмазной промышленности

 

§1.Применение алмазов в технике

Примерно 80% всех добываемых алмазов  относятся к техническим, расходуемым на изготовления алмазного инструмента.

Важнейшими областями применения алмазов являются: обработка инструментов и деталей машин из металлокерамических  твердых сплавов; бурение геологических  и эксплутационных скважин в твердых и абразивных породах; обработка изделий из высокотвердых и жаростойких материалов: керамики, синтетического корунда, кварца, стекла, полупроводниковых материалов - германия и кремни; обработка сверхтвердых облицовочных материалов: гранита, мрамора и др.; алмазная правка шлифовальных кругов; алмазное точение деталей машин из легких и цветных металлов и сплавов, пластмасс и др.; алмазное волочение тонкой проволоки из меди, вольфрама, молибдена и других ценных материалов.

Широкое применение алмазов в промышленности обусловлено их необычайно высокой  твердостью, которая в 1000 раз превышает  твердость кварца и примерно в 150 раз корунда. Твердость алмаза превышает  твердость получивших широкое распространение  абразивных материалов - карбида кремния  в три раза и карбида бора в  два раза. Алмаз обладает также  высокой прочностью и высокими абразивными  свойствами. Абразивная способность  алмаза при шлифовании твердого сплава в сотни раз превышает абразивной способности карбида бора и карбида  кремния.

Исключительная твердость, большая  прочность в сочетании с высокими абразивными свойствами кристаллов алмаза позволяет использовать их в  качестве материала для изготовления резцов, волок, буровых коронок и  других абразивных инструментов.

Интересно отметить, что алмаз, как  абразивный материал, более эффективен при обработке материалов, обладающих большей твердостью и меньшей  пластичностью (твердые сплавы, металлокерамика), чем материалов с меньшей твердостью и большей вязкостью.

Наибольший интерес для промышленности представляет алмазная обработка металлокерамики, ферритов, материалов, получаемых на основе карбида кремния, полупроводников  и других материалов. Механическая обработка их обычными способами  сопряжена с весьма большими трудностями, в связи с их очень высокой  твердостью и хрупкостью.