Доклад Алмаз полезное ископаемое 4 класс сообщение (описание для детей)
Доклады
- Доклады
- Окружающий мир
- Алмаз полезное ископаемое
Алмаз – это полезное природное ископаемое, которое находится глубоко в недрах земной коры, от всех камней он отличается особой прочностью. Цена данного ископаемого дорогостоящая, но на самом деле он не чем не отличается по составу от простого угля. Тайна происхождения алмаза заключается лишь в том, при каких условиях был сформирован камень.
Археологи до настоящего момента не определили причину появления драгоценного камня. Так как он появляется из углерода, то есть природного газа. Доказано лишь, то что на газ действует большое атмосферное давление и он из-за этого сжимается и начинается процесс кристаллизации. По окончанию процесса появляется твердый камень. Для того чтобы найти кристалл приходится раскапывать целые шахты.
Преимуществом алмаза, является твердость, что означает, его не так — то просто поцарапать, но он довольно хрупкий и при неправильном обращении легко расколоть.
Необработанный драгоценный камень выглядит не приглядно и не вызывает особого интереса. По ощущениям у него не ровная и шероховатая поверхность, данный внешний вид напоминает обычное стекло. Характерный окрас желтый, зеленый, матовый, голубой и редкий красный.
Добытые алмазы подлежат дальнейшей сортировке, и камни без особых изъянов и дефектов, идут на изготовление ювелирных изделий. После всех этапов обработки он приобретает блеск и называется бриллиантом. Алмазы с дефектами называются техническими и применяются в промышленности, медицине и т.д.
Для технических целей стараются применять более дешевый вариант, чем природный алмаз, выращенный в химической лаборатории. По составу, который не чем не уступаем природному кристаллу, но гораздо дешевле имеет себестоимость и в состав входит порядком меньшее количество различных примесей.
От природного драгоценного ископаемого, такого как алмаз, одни преимущества.
Вариант 2
В недрах земли содержится большое количество самоцветных камней, однако алмаз среди них особенно выделяется. Это один из самых твердых минералов, чьи характеристики обусловлены очень плотным строением кристаллической решетки.
Помимо эстетического, алмаз имеет и очень важное практическое значение. Алмазное напыление используют для изготовления самых прочных сверл, шлифовальных кругов. При помощи алмазных инструментов можно проводить обработку твердых пород камня, резать стекло, не раскалывая его при этом. На основе природных кристаллов алмаза создан особый лазер, широко использующийся в медицинском направлении, особенно в лазерной хирургии.
Для того, чтобы широко использовать алмаз в технических целях, специально выращивают искусственные кристаллы. Они практически не отличаются от природных алмазов по своим свойствам, однако имеют несравнимо более низкую стоимость.
Наибольшим количеством месторождений алмазов располагают Россия и Канада, также их очень много на африканском континенте.
Удивительно, но алмаз обладает тем же химическим строением, как обыкновенный уголь или графит, используемый в качестве пишущей части простого карандаша. Разница обусловлена лишь особыми условиями, в которых формируются алмазы.
Алмазы относятся к минералам, формирующимся глубоко в недрах земли, где возможно поддержание соответствующей температуры и давления. Основой формирования драгоценного камня является высокая концентрация природного газа – углерода. Под воздействие огромного давления под толщей земных недр газ способен сжиматься до таких размеров, при которых образуется твердый драгоценный минерал.
Из глубин земных недр на поверхность алмазы попадают с магматическими потоками при извержении вулканов. Чаще всего их добывают в очень глубоких шахтах, но нередки и случаи, когда алмаз можно найти на поверхности.
Главное свойство алмаза – его прочность. При этом сам минерал не отличается твердостью и может быть довольно хрупким. То есть, например, кристалл можно расколоть, а вот поцарапать его чрезвычайно сложно.
Обработанный должным образом и ограненный алмаз называют бриллиантом. В этой форме его используют при изготовлении роскошных ювелирных изделий, которые очень высоко ценятся. Тем не менее, далеко не из любого алмаза может получиться полноценный бриллиант, на самом деле весь цикл обработки для становления ювелирным изделием проходят не более 20% всех добытых алмазов.
Сообщение про Алмазы
Алмаз имеет следующие характеристики: по шкале Мооса алмаз занимает 10 ступень твердости, вместе с этим камень очень хрупок. Алмаз может быть замечательным проводником тепла. Он наиболее подходит для этого из всех твердых материалов, но электрической ток он проводить не может. Температура, при которой алмаз плавится составляет 4000 градусов, а сгорает при 1000 градусов.
Так же камень люминесцентен.
Такие способности алмаз имеет из-за 98% содержания углерода, остальные примеси лишь придают оттенок камню. Самые распространенные цвета алмаза это желтоватый и коричневый, но помимо этих цветов бывают редкие красные, синие, голубые и черные алмазы. В ювелирных магазинах алмазы не имеют цвета из-за предварительной обработки. Но есть особенные бриллианты, которые не теряют цвет, но они высоко ценятся на рынке, например, Дрезденский имеет зеленый цвет, бриллиант Тиффани желтого цвета и Портер-Родс — голубой.
Существует способ определения подлинности алмаза. Для этого берется жирный черный фломастер и проводится по поверхности минерала. Если линия осталась сплошной без разводов, то камень настоящий, а если размылась и распалась на капли, то поддельный.
Алмазы добывают на каждом континенте, кроме Антарктиды. Больше всего их можно найти в дырах земной коры, образованные от взрыва газов. В таких дырах содержится 90% всех алмазов планеты.
Используются алмазы в основном в ювелирном деле. 70% всех камней идут на переработку и превращаются в украшения. На данный момент на рынке существуют две крупные ювелирные компании, владеющие алмазными камнями и впуском украшений из них. Промышленность так же нуждается в минералах для ядерной, часовой промышленности. Так же для изготовления квантовых компьютеров, производство микроэлектроники, абразивов. Алмаз не только красивый, но и очень полезный камень.
Окружающий мир. 4 класс
Картинка к сообщению Алмаз полезное ископаемое
Популярные сегодня темы
- Клавдий Птолемей
Клавдий Птолемей ― великий древнегреческий астроном, математик, географ, который трудился в Александрии. Никакой информации о жизни и быту Птолемея нет, но несмотря на это мы знаем
- Творчество художника Константина Маковского
Константин Егорович Маковский — культовый русский живописец и портретист XIX века.
Родился в 1839 году в Москве. Семья была большая — отец, мать и 5 детей — и творческая. Отец, работающий как - Монголия
Монголия расположена в Центральной Азии. Граничит с Россией на севере, и с Китаем на юге. Государственное устройство – Монгольская народная республика, которую возглавляет президент.
- Мавзолей в Галикарнасе
Одним из чудес света является Галикарнасский мавзолей, который располагается на территории современного турецкого города Бодрум. Ранее тут располагалось царство Кария и город Галикарнасс, кот
- Глобус
Глобус – это трехмерная обобщенная модель земного шара, которая является точной копией нашей планеты, только уменьшенная приблизительно в 50 миллионов раз.
- Население Африки
Африка является вторым по величине и вторым по численности населения континент на земле с населением в 2016 году 1,2 миллиарда людей. Африка является домом для 54 признанных суверенных госуда
Родился в 1839 году в Москве. Семья была большая — отец, мать и 5 детей — и творческая. Отец, работающий какРазделы
- Животные
- Растения
- Птицы
- Насекомые
- Рыбы
- Биология
- География
- Разные
- Люди
- История
- Окружающий мир
- Физкультура
- Астрономия
- Экология
- Физика
- Экономика
- Праздники
- Культура
- Математика
- Музыка
- Информатика
Алмаз.
Описание, свойства, происхождение и применение камняНОВОСТИ ГОРНОДОБЫВАЮЩЕЙ ОТРАСЛИ
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
- Свойства
- Морфология
- Происхождение
- Применение
- Классификация
- Физические свойства
- Оптические свойства
- Кристаллографические свойства
СТРУКТУРА
Кристаллическая структура алмаза
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
Неограненный алмаз
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/см3. 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 СО2; 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.
Алмаз Куллинан разбитый на 9 частей
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
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
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
98425
назад
алмазов | Определение, свойства, цвет, приложения и факты
алмаз
Посмотреть все СМИ
- Ключевые люди:
- Барни Барнато Сэр Эрнест Оппенгеймер
- Похожие темы:
- Алмаз крови промышленный алмаз Большая звезда Африки Нур ол-Эйн Куллинан II
Просмотреть весь связанный контент →
алмаз , минерал, состоящий из чистого углерода.
Это самое твердое известное природное вещество; это также самый популярный драгоценный камень. Из-за своей чрезвычайной твердости алмазы имеют ряд важных промышленных применений.
| страна | добыча на руднике 2006 г. (карат)* | % мировой добычи полезных ископаемых |
|---|---|---|
| *Оценивать. | ||
| ** Детали не добавляются к общей сумме из-за округления. | ||
| Источник: Министерство внутренних дел США, «Сводные данные о минеральном сырье», 2007 г. | ||
| Австралия | 25 000 000 | 29,4 |
| Конго (Киншаса) | 24 000 000 | 28,2 |
| Россия | 15 000 000 | 17,6 |
| Южная Африка | 9 000 000 | 10,6 |
| Ботсвана | 8 000 000 | 9. 4 |
| Китай | 1 000 000 | 1,2 |
| Соединенные Штаты | 300 000 | 0,4 |
| другие страны | 3 000 000 | 3,5 |
| мировой итог | 85 000 000 | 100** |
Твердость, блеск и блеск алмазов делают их непревзойденными драгоценными камнями. В символике драгоценных камней бриллиант олицетворяет непоколебимую любовь и является камнем рождения апреля. Алмазные камни измеряются в каратах (1 карат = 200 миллиграммов) и в баллах (1 балл = 0,01 карата). В дополнение к камням ювелирного качества встречается несколько разновидностей технических алмазов, а синтетические алмазы производятся в промышленных масштабах с 19 века.
60. См. также технический алмаз; синтетический алмаз.
Britannica Quiz
(Кровать) Камни и (Кремень) Камни
Узнайте об истории добычи алмазов в Южной Африке
Посмотрите все видео к этой статьеАлмазы находят в трех типах месторождений: аллювиальных гравийных отложениях, ледниковых отложениях и кимберлитовых трубках. Кимберлитовые трубки (например, в Кимберли, Южная Африка) образуются в результате интрузий магмы в земную кору и доставляют алмазы и другие горные породы и минералы из мантии. Самим трубкам часто меньше 100 миллионов лет. Однако алмазы, которые они несут, образовались от 1 до 3,3 миллиарда лет назад на глубине более 75 миль (120 км). Алмазы, обнаруженные в аллювиальных и ледниковых гравиях, должны были быть высвобождены в результате речной или ледниковой эрозии кимберлитовой матрицы, а затем повторно отложены в реках или в ледниковых отложениях.
Алмазы варьируются от бесцветных до черных, и они могут быть прозрачными, полупрозрачными или непрозрачными.
Большинство алмазов, используемых в качестве драгоценных камней, прозрачны и бесцветны или почти бесцветны. Больше всего ценятся бесцветные или бледно-голубые камни, но они встречаются редко; большинство драгоценных камней имеют желтый оттенок. «Фантазийный» бриллиант имеет отчетливый цвет тела; красный, синий и зеленый встречаются реже всего, а оранжевый, фиолетовый, желтый и желтовато-зеленый встречаются чаще. Большинство промышленных алмазов серого или коричневого цвета, полупрозрачные или непрозрачные, но промышленные камни более высокого качества незаметно превращаются в драгоценные камни низкого качества. Цвет бриллиантов может быть изменен под воздействием интенсивного излучения (высвобождаемого в ядерном реакторе или ускорителе частиц) или в результате термической обработки.
Очень высокая сила преломления придает алмазу необычайный блеск. Алмаз правильной огранки будет возвращать глазу наблюдателя большее количество света, чем драгоценный камень с меньшей преломляющей способностью, и, таким образом, будет казаться более блестящим.
Высокая дисперсия придает бриллиантам их огонь, вызванный разделением белого света на цвета спектра при его прохождении через камень.
Твердость алмаза при царапании соответствует значению 10 по шкале твердости Мооса; корунд, минерал, ближайший к алмазу по твердости, оценивается как 9. На самом деле алмаз намного тверже корунда; если бы шкала Мооса была линейной, стоимость алмаза была бы около 42. Твердость алмаза значительно различается в разных направлениях, в результате чего огранка и полировка одних граней легче, чем других. Подробные физические свойства см. в собственном элементе (таблица).
Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас
Узнайте, как исследователи производят алмазы для использования в исследованиях
Посмотреть все видео к этой статье В атомной структуре алмаза, как определено методами рентгеновской дифракции, каждый атом углерода связан с четырьмя равноудаленными соседями по всему кристаллу.
Эта сплоченная, плотная, прочно связанная кристаллическая структура придает алмазу свойства, которые сильно отличаются от свойств графита, другой формы природного углерода.
Редакторы Британской энциклопедии Эта статья была недавно отредактирована и обновлена Адамом Августином.
Драгоценный минерал со свойствами, пригодными для промышленного использования
Главная » Минералы » Алмаз » Алмаз
Самый популярный драгоценный камень. Самое твердое известное вещество. Удивительное количество применений.
Автор: Хобарт М. Кинг, доктор философии, дипломированный геммолог GIA
Алмазный кристалл: Алмазный кристалл ювелирного качества в породе, в которой он образовался. Это октаэдрический кристалл с треугольными признаками растворения на поверхности и предполагаемым весом около 1,5 карата. Шахта Удачная, Якутия, Сибирь, Россия. Образец и фото предоставлены Arkenstone / www.
iRocks.com.
Что такое алмаз?
Алмаз — редкий природный минерал, полностью состоящий из углерода. Каждый атом углерода в алмазе окружен четырьмя другими атомами углерода и соединен с каждым из них сильными ковалентными связями — самым сильным типом химической связи. Это простое, однородное, плотно связанное соединение дает одно из самых прочных и универсальных известных веществ.
Алмаз — самое твердое известное природное вещество. Он также химически устойчив и обладает самой высокой теплопроводностью среди всех природных материалов. Эти свойства делают его пригодным для использования в качестве режущего инструмента и для других целей, где требуется долговечность.
Алмаз также обладает особыми оптическими свойствами, такими как высокий показатель преломления, высокая дисперсия и алмазный блеск. Эти свойства помогают сделать бриллиант мировым самый популярный драгоценный камень и позволяет использовать его в специальных линзах, где требуются долговечность и производительность.
Поскольку алмаз состоит из углерода, многие считают, что он образовался из угля. Этому до сих пор учат во многих классах, но это неправда!
РЕКЛАМА
Содержание
| Что такое Алмаз? Как образуются алмазы? Драгоценные камни и промышленные алмазы Алмаз как драгоценный камень Алмаз качество драгоценного камня Алмазы, используемые в качестве абразива Другие виды использования алмазов Насколько твердый алмаз? Имитаторы бриллиантов Синтетические бриллианты Потребительские и синтетические бриллианты |
Физические свойства алмаза | |
| Химическая классификация | Родной элемент — Карбон |
| Цвет | Большинство алмазов имеют коричневый или желтый цвет. Ювелирная промышленность отдавала предпочтение бесцветным бриллиантам или тем, которые имеют настолько тонкий цвет, что его трудно заметить. Бриллианты ярких оттенков красного, оранжевого, зеленого, синего, розового, пурпурного, фиолетового и желтого цветов чрезвычайно редки и продаются по высоким ценам. Несколько белых, серых и черных бриллиантов также обрабатываются и используются в качестве драгоценных камней. Большинство бриллиантов промышленного качества представляют собой коричневые, желтые, серые, зеленые и черные кристаллы, которым не хватает цвета и чистоты, чтобы быть хорошим драгоценным камнем. |
| Полоса | Алмаз тверже пластины с полосками. Его полоса известна как «нет» или «бесцветный» | .
| Блеск | Адамантин — высшая степень блеска для неметаллического минерала. |
| Прозрачность | Прозрачный, полупрозрачный, непрозрачный. |
| Декольте | Совершенная октаэдрическая спайность в четырех направлениях. |
| Твердость по шкале Мооса | 10. Алмаз — самый твердый из известных минералов. Однако твердость алмаза направлена. Он наиболее твердый параллелен своим октаэдрическим плоскостям и наиболее мягкий параллелен кубическим плоскостям. |
| Удельный вес | от 3,4 до 3,6 |
| Диагностические свойства | Твердость, теплопроводность, кристаллическая форма, показатель преломления, удельный вес и дисперсность. |
| Химический состав | С (элементарный углерод) |
| Кристаллическая система | Изометрический |
| Применение | Драгоценные камни, промышленные абразивы, алмазные окна, купола динамиков, радиаторы, микроподшипники с низким коэффициентом трения, износостойкие детали, штампы для изготовления проволоки. |
Как образуются алмазы?
Алмазы не растут на поверхности Земли. Вместо этого они образуются при высоких температурах и давлениях, которые возникают в мантии Земли примерно в 100 милях ниже поверхности Земли.
|
Большая часть обнаруженных алмазов была доставлена на поверхность Земли в результате извержений вулканов из глубинных источников. Эти извержения начинаются в мантии, а по пути вверх вырывают куски мантийной породы и доставляют их на поверхность Земли, не расплавляя. Эти блоки из мантии известны как ксенолиты. Они содержат алмазы, которые образовались в условиях высокой температуры и давления мантии.
Люди производят алмазы, добывая горную породу, содержащую ксенолиты, или почву и отложения, образовавшиеся в результате выветривания алмазоносных пород.
Считается, что некоторые алмазы образуются в условиях высокой температуры/давления в зонах субдукции или местах падения астероидов. Некоторые доставляются на Землю в метеоритах. На месторождениях такого происхождения не разрабатывались промышленные алмазные рудники.
Потребление алмазов в США
В 2018 году импорт алмазов в США для потребления составил около 26 миллиардов долларов. Импорт для потребления всех драгоценных камней, не являющихся алмазами, составил около 2,0 миллиардов долларов. Эти статистические данные ясно показывают, что алмаз является самым популярным драгоценным камнем среди потребителей в США с огромным отрывом. На Соединенные Штаты приходится около 35% мирового потребления бриллиантов, что делает их ведущим потребителем бриллиантов.
Ведущие производители алмазов: На этой диаграмме показан расчетный годовой объем производства алмазов ювелирного качества в миллионах каратов в ведущих алмазодобывающих странах мира.
Уровень производства в 2020 и 2021 годах на многих рудниках был серьезно снижен из-за COVID-19 и проблем с цепочкой поставок. График сайта Geology.com. Данные USGS Mineral Commodity Summary, Natural Resources Canada и участников Кимберлийского процесса. Узнайте о странах, которые производят алмазы.
Драгоценные камни против промышленных алмазов
БриллиантыGem — это бриллианты, цвет и чистота которых делают их подходящими для использования в ювелирных изделиях или в качестве инвестиций. Эти алмазы редки и составляют незначительную часть мирового производства алмазов. Бриллианты из драгоценных камней продаются за их красоту и качество.
Кристаллы природного алмаза имеют удельный вес в диапазоне примерно от 3,4 до 3,6. Этот диапазон существует потому, что большинство алмазов содержат примеси и имеют неоднородности в своей кристаллической структуре. Бриллианты ювелирного качества – это самые совершенные бриллианты, с минимальным количеством примесей и дефектов.
Их удельный вес очень близок к 3,52.
РЕКЛАМА
Технические алмазы в основном используются для резки, шлифовки, сверления и полировки. Здесь приобретаются характеристики твердости и теплопроводности. Размер, чистота, цвет и другие показатели качества, относящиеся к драгоценным камням, не так важны. Промышленные алмазы часто измельчают для получения абразивных порошков микронного размера. Большое количество алмазов, которые имеют качество драгоценных камней, но имеют форму или размер, которые не могут быть рентабельно огранены, поступают в торговлю техническими алмазами.
Демонстрация дисперсии: Как белый свет разделяется на составляющие его цвета при прохождении через призму. Алмазы имеют высокую дисперсию. Изображение НАСА.
Алмазный огонь: Круглый бриллиант круглой огранки с изображением «огонь». Правообладатель иллюстрации iStockphoto / Greg Stanfield.
РЕКЛАМА
Бриллиант как драгоценный камень
Бриллианты — самые популярные драгоценные камни в мире.
На бриллианты тратится во много раз больше денег, чем на все остальные драгоценные камни вместе взятые. Частично причина популярности бриллианта связана с его оптическими свойствами или с тем, как он реагирует на свет. Другие факторы включают его долговечность, моду, индивидуальный подход и агрессивный маркетинг со стороны производителей бриллиантов. Алмаз служит камнем рождения в апреле месяце.
Алмазы имеют очень яркий блеск — наивысший неметаллический блеск — известный как «адамантин». Их высокий блеск дает им возможность отражать большой процент света, падающего на их поверхность. Это одно из свойств, которое придает драгоценным камням с бриллиантами их «искрящийся блеск». И когда алмаз превращается в драгоценный камень, углы огранки планируются таким образом, чтобы отражать максимальное количество света от его внутренних поверхностей.
Алмаз также имеет высокую дисперсию. Когда белый свет проходит через алмаз, эта высокая дисперсия заставляет этот свет разделяться на составляющие его цвета.
Дисперсия — это то, что позволяет призме разделять белый свет на цвета спектра. Именно это свойство дисперсии придает бриллиантам их красочный «огонь».
Алмазы Аргайл: Октаэдрические кристаллы алмаза из рудника Аргайл в Западной Австралии. Рудник Аргайл производит алмазы самых разных цветов. Большинство бриллиантов Argyle коричневого цвета, некоторые почти бесцветные, и очень редкое количество имеет красный, розовый, синий или фиолетовый цвет. Рудник Аргайл — единственный в мире стабильный производитель розовых алмазов. В Аргайле также находят редкие красные, синие и фиолетовые алмазы. Правообладатель иллюстрации Rio Tinto, 2016 г.
Качество драгоценных камней с бриллиантами
Качество бриллианта, ограненного в драгоценный камень, в первую очередь определяется четырьмя факторами: цветом, огранкой, чистотой и весом в каратах. Стандартизированный метод оценки качества алмазов был разработан в 1950-х годах Геммологическим институтом Америки и известен как «4С качества алмазов» [5].
Цвет: Цвет большинства алмазов ювелирного качества варьируется от бесцветного до слегка желтого, коричневого или серого. Наиболее ценными и ценными бриллиантами являются те, которые полностью бесцветны. Это те, которые продаются по самым высоким ценам. Тем не менее, популярность другой категории бриллиантовых драгоценных камней растет. Это цветные бриллианты различных оттенков, включая красный, розовый, желтый, оранжевый, фиолетовый, синий, зеленый и коричневый.
|
Стоимость цветных бриллиантов зависит от интенсивности, чистоты и качества их цвета. Те, у кого насыщенный, яркий цвет, называются «бриллиантами фантазийного цвета» или «фантазиями». В среднем, только один бриллиант из 10 000 имеет цвет, который можно назвать «причудливым».
Эта редкость делает бриллианты фантазийных цветов чрезвычайно ценными. Некоторые из них были проданы на аукционах по цене более одного миллиона долларов за карат. Это одни из самых ценных и эффектных бриллиантов в мире.
Чистота: Идеальный бриллиант не имеет трещин и включений (частиц постороннего материала внутри драгоценного камня). Они портят внешний вид драгоценного камня и мешают прохождению света. Присутствие в большом количестве темных цветов, очевидных позиций или размеров значительно ухудшит внешний вид огранки и снизит ее стоимость. Они также могут уменьшить прочность камня.
Огранка: Качество дизайна и мастерство, используемые при огранке бриллианта, определяют его внешний вид. Углы, под которыми срезаны грани, пропорции рисунка и качество полировки — вот что определяет его внешний вид, блеск, мерцание, узор и огонь. Идеальные камни идеально отполированы, чтобы иметь высокую отражающую способность и излучать максимальное количество огня.
Соответствующие ограненные грани равны по размеру и одинаковой форме. И края каждой граненой грани идеально сходятся с каждым из ее соседей.
Карат: Бриллианты продаются за карат (единица веса, равная 1/5 грамма или 1/142 унции). Маленькие бриллианты обычно стоят меньше за карат, чем более крупные камни того же качества. Это связано с тем, что очень маленькие камни очень распространены, а большие камни встречаются исключительно редко.
Промышленные алмазы: Мелкие алмазы размером менее 1 миллиметра, пригодные для изготовления абразивных гранул для промышленного использования. Технические алмазы могут быть поликристаллическими, иметь многочисленные включения, низкую чистоту, трещины, небольшой размер или другие характеристики, препятствующие их использованию в драгоценных камнях или технологиях.
Кубический алмазный кристалл: Зеленый алмазный кристалл. Цвет и кубическая форма кристаллов естественны. Многие кристаллы природного алмаза имеют кубическую или октаэдрическую форму.
Этот алмаз имеет диаметр около 4 миллиметров и подходит для промышленного использования.
Алмазное сверло: Буровое долото, используемое при бурении нефтяных скважин. Каждый из режущих наконечников имеет небольшие зерна алмаза, встроенные в металл. Они прорезают себе путь сквозь скалу, когда сверло поворачивается. Правообладатель иллюстрации iStockphoto / mikeuk.
Алмазная пила по бетону: Бетонная пила с алмазным диском диаметром около трех футов. Пилы этого типа обычно режут под струей воды, которая охлаждает лезвие, удаляет обрезки и предотвращает образование переносимой по воздуху пыли. Пилы этого типа часто встречаются там, где ведутся дорожные или другие бетонные работы. Изображение ВВС США.
Алмазы, используемые в качестве абразива
Поскольку алмазы очень твердые (десять по шкале Мооса), их часто используют в качестве абразива. Для этой цели используется большинство технических алмазов. Мелкие частицы алмаза внедрены в пилы, сверла и шлифовальные круги.
Затем эти инструменты используются для резки, сверления или шлифования твердых материалов. Их также можно измельчить в мелкий порошок и превратить в «алмазную пасту», которая используется для очень тонкой шлифовки или полировки.
Еще в 16 веке огранщики драгоценных камней начали использовать мелкие частицы алмаза для огранки и полировки других бриллиантов. Алмаз — единственный абразив, который может справиться с этой задачей. Теперь, в 21 веке, лазеры используются для огранки многих алмазов, но мелкие частицы алмаза по-прежнему используются для полировки всех алмазов.
|
Мировой спрос на технические алмазы значительно превышает предложение, которое можно получить путем добычи.
Дефицит алмазных абразивов начался во время Второй мировой войны. В 1950-х годах были открыты методы производства синтетических алмазов. Вскоре методы изготовления синтетических алмазов стали настолько эффективными, что синтетические алмазные абразивы стали более доступными и менее дорогими, чем алмазные абразивы, изготовленные из природных алмазов. Сегодня синтетические алмазные абразивы производятся на сотнях заводов, и их стоимость составляет менее 1 доллара за карат, и при промышленном использовании они работают так же хорошо, как и абразивы, изготовленные из природных алмазов.
Лучший способ узнать о минералах — изучить коллекцию небольших образцов, которые можно брать в руки, исследовать и наблюдать за их свойствами. Недорогие коллекции минералов доступны в магазине Geology.com. Правообладатель иллюстрации iStockphoto / Анна Усова.
Другое использование бриллиантов
Большинство технических алмазов используются в качестве абразивов. Однако алмазы используются во многих других областях.
Алмазные окна
изготовлены из тонких алмазных мембран. Они используются для закрытия отверстий в лазерах, рентгеновских аппаратах и вакуумных камерах. Они прозрачны, очень прочны, устойчивы к нагреву и истиранию.Алмазные купола динамиков
повышают качество воспроизведения высококачественных динамиков. Алмаз — очень жесткий материал, и, будучи превращенным в тонкий купол, он может быстро вибрировать без деформации, которая ухудшит качество звука.Радиаторы
— это материалы, которые поглощают или передают избыточное тепло. Алмаз обладает самой высокой теплопроводностью среди всех материалов. Он используется для отвода тепла от термочувствительных частей высокопроизводительной микроэлектроники.Микроподшипники с низким коэффициентом трения
необходимы в крошечных механических устройствах. Подобно тому, как в некоторых часах используются подшипники из драгоценных камней, бриллианты используются там, где требуется исключительная стойкость к истиранию, долговечность и надежность.
Износостойкие детали
могут быть изготовлены путем покрытия поверхностей тонким слоем алмаза. В этом процессе углерод превращается в пар, который осаждает алмаз на поверхности деталей, подверженных износу.Сравнение твердости по шкале Мооса — Виккерса: На этой диаграмме сравнивается твердость индексных минералов по шкале твердости Мооса (целочисленная шкала) с их твердостью по Виккерсу (непрерывная шкала). Твердость по Моосу — это сопротивление царапанию, а твердость по Виккерсу — это сопротивление вдавливанию под давлением. График показывает большую разницу между твердостью по Виккерсу корунда и алмаза, которые отличаются всего на одну единицу по шкале твердости Мооса.
Насколько тверд алмаз?
Хотя алмаз известен как самый твердый природный материал в мире и ему присвоена твердость 10 по шкале твердости Мооса, эта информация является чрезмерным упрощением. Кристаллы алмаза различаются по твердости в зависимости от направления.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Направление наибольшей твердости параллельно октаэдрическим плоскостям кристалла.
Когда алмазные кристаллы разрезаются и полируются в драгоценные камни, их очень трудно разрезать в этом направлении с помощью алмазной пилы. Таким образом, вместо использования алмазной пилы или традиционной практики их раскалывания, большая часть этой работы теперь выполняется с помощью лазерной резки.
, вырезанные параллельно октаэдрическому направлению кристалла, также трудно полировать, поэтому огранщики либо меняют направление, либо рискуют оставить на грани текстуру «кожи ящерицы».
Самое мягкое направление в кристалле алмаза параллельно кубическим плоскостям. Наилучшая полировка выполняется на гранях, параллельных этому направлению. Хотя это самое мягкое направление в алмазе, твердость в несколько раз выше, чем у корунда, второго по твердости минерала по шкале твердости Мооса.
Имитаторы алмазов: На фотографиях выше титанат стронция, муассанит и кубический цирконий сравниваются с алмазом. Муассанит и кубический цирконий имеют дисперсии, конкурентоспособные с алмазом, а дисперсия титаната стронция превосходит все остальные.
На фото выше титанат стронция представляет собой 6-миллиметровый снаряд. Остальные камни имеют калибр 4 мм. Эта разница в размерах дает преимущество титанату стронция.
Симуляторы алмазов
Алмазные имитаторы — это материалы, которые выглядят как алмаз, но имеют другой химический состав. Имитаторами бриллианта могут быть природные материалы, такие как бесцветный циркон или сапфир. Чаще это искусственные материалы, такие как кубический цирконий (ZrO 2 ), муассанит (SiC), YAG (иттрий-алюминиевый гранат Y 3 Al 5 O 12 ) или титанат стронция (SrTiO 3). ).
Синтетические алмазы различных цветов, выращенные методом высокого давления и высокой температуры. Изображение предоставлено сотрудником Википедии Materialscientist.
Синтетические алмазы
Алмаз — очень ценный материал, и люди веками работали над его созданием в лабораториях и на фабриках. Синтетические алмазы — это искусственные материалы, которые имеют такой же химический состав, кристаллическую структуру, оптические свойства и физические свойства, что и природные алмазы.
Другие названия, используемые для синтетических алмазов, включают: «выращенные в лаборатории», «созданные в лаборатории» и «искусственные». Эти названия правильно указывают на то, что алмазы не образовались естественным путем на Земле, а были созданы людьми.
Первый коммерчески успешный синтез алмаза был осуществлен в 1954 году рабочими General Electric. С тех пор многие компании добились успеха в производстве синтетических алмазов, пригодных для промышленного использования. Сегодня большая часть потребляемых технических алмазов является синтетической, при этом Китай является мировым лидером с объемом производства более 4 миллиардов каратов в год. Большинство важных промышленно развитых стран теперь могут производить синтетические алмазы для промышленного использования на фабриках.
За последнее десятилетие несколько компаний разработали технологию, которая позволяет им производить созданные в лаборатории бриллианты ювелирного качества размером до нескольких каратов различных цветов, включая бесцветные.
Некоторые компании используют методы обработки под высоким давлением и высокой температурой, известные как алмазы HTHP. Другие создают алмазы с помощью процесса химического осаждения из паровой фазы — они известны как алмазы CVD. Эти искусственные драгоценные камни продаются в ювелирных магазинах и в Интернете со значительной скидкой по сравнению с натуральными камнями аналогичного качества и размера. Они имеют красивый внешний вид и привлекательный ценник. Синтетические бриллианты должны продаваться с раскрытием информации, которое позволяет покупателю четко понять, что они были сделаны людьми.
| Информация о бриллиантах |
| [1] Сводка по минеральным товарам за 2022 г.: Геологическая служба США, январь 2022 г. [2] Драгоценные камни : Дональд У. Олсон, Геологическая служба США, Ежегодник минералов 2016 г., январь 2020 г. [3] Алмазы, промышленные: Дональд У. [4] Diamond, Industrial: Дональд В. Олсон, Геологическая служба США, Ежегодник полезных ископаемых 2013 г., декабрь 2015 г. [5] Факторы качества бриллиантов: объяснение того, как бриллианты оцениваются с использованием 4C. Геммологический институт Америки. Последний доступ: август 2022 г. |
Олсон, Геологическая служба США, сводки по минеральным товарам за 2016 г., январь 2016 г.Потребители и синтетические бриллианты
Синтетические алмазы были доминирующим типом алмазов в промышленности с конца 20-го века. Большинство алмазов, используемых для изготовления абразивов и режущих инструментов, в настоящее время являются синтетическими. Практически все алмазы, используемые для изготовления окон, куполов динамиков, радиаторов, микроподшипников с низким коэффициентом трения, износостойких деталей и других технологических продуктов, теперь являются синтетическими.
Синтетические алмазы для этих целей намного дешевле, чем добытые алмазы, имеют более стабильные свойства и становятся доступными в спецификациях, изготавливаемых на заказ.
Нет никаких эмоциональных барьеров для замены синтетическими алмазами добытых алмазов в этих целях.
В ювелирной промышленности ведутся серьезные споры о готовности потребителей принимать синтетические бриллианты. Некоторые считают, что потребители ювелирных изделий хотят «настоящие бриллианты», то есть «добытые бриллианты». Другие считают, что синтетические алмазы будут предпочитаться людьми, которым не нравятся права человека и экологические проблемы, связанные с некоторыми добываемыми алмазами. Однако реальным мотиватором, скорее всего, будет цена. В настоящее время многие синтетические алмазы, изготовленные для использования в ювелирных изделиях, имеют ценовое преимущество на 30-40% по сравнению с добытыми алмазами. Это, вероятно, будет самым большим стимулом для потребителей принимать синтетические бриллианты.
Наблюдения и догадки… Если вы зайдете почти в любой ювелирный магазин в торговом центре и посмотрите на витрины, где продаются рубины, сапфиры и изумруды, вы часто увидите, что большинство предлагаемых камней синтетические.
Человек с очень небольшой подготовкой часто может распознать их по яркому цвету и превосходной четкости. Синтетические материалы имеют превосходный внешний вид, а их цена невелика по сравнению с природными драгоценными камнями аналогичного размера и кажущегося качества. Потребители получают лучший внешний вид за меньшую цену, и большинство из них соглашаются на эту сделку в нижней части ценового диапазона.
Синтетика выиграла битву за эмоции и лидерство в продажах на рынке рубинов, сапфиров и изумрудов по популярной цене десятилетия назад. В следующем десятилетии рынок бриллиантов может также измениться в пользу синтетических алмазов. Это уже начинается, поскольку синтетические бриллианты занимают очень заметную позицию на рынке. Цена на синтетические бриллианты, скорее всего, будет снижаться по мере того, как будет вводиться в эксплуатацию все больше и больше машин для их производства, которые станут более эффективными, а конкуренция между производителями усилится. В конце концов, разница в цене между природными и синтетическими бриллиантами станет больше, чем многие покупатели смогут игнорировать, и они будут покупать синтетические.
Если следующая рекламная кампания мирового уровня будет продвигать синтетические бриллианты, может произойти огромный сдвиг в потребительском спросе. Этой рекламной кампанией мирового класса может быть Lightbox, которая предлагает «белые» и цветные бриллианты по неслыханной цене в 800 долларов за карат.
| Больше бриллиантов |
