Teemantide omadused, tüübid ja kasutusalad. Teemantide kasutamine tehnilistel eesmärkidel Teemandid, nende omadused ja rakendused

Selles artiklis:

Nüüd on teemantide sorte tohutult palju. Kirjanduses on esitatud mitu klassifikatsiooni, mis põhinevad erinevatel põhimõtetel. Mõned neist klassifikatsioonidest põhinevad materjali omaduste – füüsikaliste ja keemiliste – kombinatsioonil. Need liigitatakse kaevandamise koha, värvi ja materjali kvaliteedi järgi. Teemantide mitmekesisus võib sisaldada selliseid parameetreid nagu kaal, defektide olemasolu, tihedus ja toonide ühtlus.

Teemant töötlemata

Teemantide klassifikatsioon kaalu järgi

Selle mineraali kaalu mõõdetakse karaatides. SI-süsteemis on karaat 0,2 grammi. Peamine omadus on kaal, kui kivi on väikese suurusega. Suured kivid liigitatakse tooni, värvipuhtuse ja lisandite järgi. Sõltuvalt massist on neid 3 tüüpi:

• kive, mille kaal ei ületa 0,29 karaati, peetakse väikesteks;
• keskmised kivid kaaluvad 0,3–0,99 karaati;
• Kõik mineraalid, mis kaaluvad üle 1 karaadi, loetakse suurteks.

Kivide hind on võrdeline nende kaalu ruuduga, kuid see ei ole ainus parameeter, mis mõjutab.

Kohaldamisala

Sõltuvalt kasutusalast jagatakse kaevandatud teemandid kahte kategooriasse:

• teemandi tehniline sort;
• ehete teemandid.

• Tahvel koosneb kristallide, fragmentide ja mitte-ehete kvaliteediga kristallide vahekasvamistest. Tavaliselt on need lõikamiseks liiga kerged. Sellesse kategooriasse kuuluvad ka muud madala kvaliteediga kristallid, näiteks halva värvi, defektide, pragude või arvukate lisanditega kristallid. Helmes on ebaloomulik teemant, mis ehetes kasutamiseks purustatakse puruks ja kasutatakse abrasiivse pulbrina.
• Ballad on tumeda kõva kestaga sfäärilised teemantsferuliidid, mis ei sisalda kandjaid.
• Carbonado on praktiliselt kõige kuulsam teemant. Nimi tähendab portugali keeles "süsiniku". See teemandisort ilmub mustade agregaatidena, mis koosnevad ebakorrapärastest teradest või väikestest oktaeedrilistest kristallidest. Neil on suurem kulumiskindluse koefitsient kui tavalistel tööstuslikel teemantidel.

Umbes 20% kaevandatud teemantidest on ehted. Loopealsetes on nende arv suurem. Sellised teemandid peavad vastama teatud kriteeriumidele: need peavad olema läbipaistvad, ilma suurte pragude ja kandeteta.

Need lõigatakse, mille käigus kaob ligikaudu pool massist, kuid selguvad kõik mineraali omadused. Sel eesmärgil kõige sagedamini kasutatavat lõiget nimetatakse teemantlõikeks. Kuid kasutada võib ka teisi, näiteks astmelist, kabošoni, kiilu ja nende kombinatsioone.

404 karaati kaaluv teemant, kaevandatud Angolas

Eraldamine värvi järgi

Selle mineraali värvus on saadud lisandite ja lisandite, struktuurivigade ja välistegurite, näiteks kiirguse mõju tõttu. Värv võib olla ebaühtlane ja koosneda mitmest värvist. On ka teemante, mille värv on ainult pealmisel kihil. Kõige levinumad on varjundiga kahvatud teemandid.

Tööstuslike teemantide sordid, millest enamikul (ligikaudu 80% kõigist kaevandatud kividest) on järgmised värvivalikud:

• piimjas valge;
• hall;
• must.

Kalliskivi kvaliteediga teemantide hulgas on:

• kollaka värvi ja varjundiga teemandid;
• Suitsupruun teemandisort.

Mineraali haruldased värvid on:

• sinakas;
• rohekas;
• lillakas.

Väga harva võib leida teemante, millel pole värvi. Enamikul neist on peen varjund, mida nimetatakse varjundiks. Läbipaistvat ilma varjunditeta teemanti nimetatakse "puhta vee teemandiks". Selle termini päritolu kohta on mitu versiooni. Üks naeruväärsemaid on see, et salakaubavedajad peitsid kivid väidetavalt veeanumatesse, milles neid näha polnud.

Selle versiooni kogu absurdsus seisneb selles, et tegelikult on need vees eristatavad. Et see nii ei oleks, peab neil olema sarnane murdumisnäitaja. Vee murdumisnäitaja on 1 ja teemantide murdumisnäitaja on 2,5. Seega pole seda kivi vees raske eristada. Tõenäoliselt kasutatakse seda terminit vee omase läbipaistvuse tähistamiseks.

Millised on teemantide kõige väärtuslikumad toonid? Lisaks läbipaistvatele on väärtuslikud ka erksates värvides maalitud teemandid, mida, nagu juba mainitud, nimetatakse fancyks. Need on äärmiselt haruldased. Nende hulka kuuluvad: kuldsed ja veinikollased teemandid, aga ka mõned muud haruldasemad värvid, näiteks punane, kirss, sinine, roosa. Kõige haruldasemad teemandid on järgmiste värvidega: lilla, erkroheline ja must, eeldusel, et need on ehete sordist.

Teemantide kaevandamine

Kuni 19. sajandini kaevandati teemante ainult avakaevandamise teel. Pärast seda aga avastati kimberliittorud ja vaja oli uut kaevandamistehnoloogiat. Teemanti kandev veen läheb sügavale maa sisse ja sellega seoses otsustati välja töötada allmaakaevandamise meetodid.

Maagi kaevandamiseks on mitu võimalust.

Teemante hinnatakse mitte ainult juveelitööstuses – neil on laiem kasutusala. Mineraali hämmastavad omadused on võimaldanud inimestel seda kasutada tehnikatööstuses ja isegi meditsiinis.

Iseärasused

Unikaalsed omadused on muutnud teemandi nõudlikuks. Sellest valmivad suurepärased ehted, kuna ühelgi teisel mineraalil pole sellist sära, nagu on kivil. Siiski on ka teisi eesmärke, kus kivi füüsikalised ja keemilised omadused on nõudlikud.

See on kõige kõvem mineraal, mille hinnang on Mohsi skaalal 10. Selle kõvadus sõltub molekulide suunast. Teravad servad ei purune ja taluvad isegi tugevat mehaanilist pinget.

Teemant on optiliselt isotroopne, kuid mõnikord esineb anomaalset kahekordset murdumist. Sellele kivile on tüüpilised teatud tüüpi mineraalide kandmised. See on õlidega hästi niisutatud ja seda iseloomustab kõrge murdumisnäitaja (2,42), kuid suhteliselt väikese tihedusega (3,52).

Teemanti iseloomustab kõrge soojusjuhtivus. See on röntgenikiirguse all läbipaistev ja sellel on kerge sinine sära. Kirjeldatud mineraal on suure dispersiooniga (0,044).

Mitte igaüks ei tea, et mineraal võib olla erineva värviga ja sellest sõltub toote maksumus. Kivi võib olla täiesti värvitu, läbipaistev või kollane, isegi helepruun.

Mida tumedam see on, seda madalam on selle maksumus.

Värvitu teemantide järele on suur nõudlus, sest need sädelevad ehetes hämmastavalt. Neid eksemplare kasutatakse ehete valmistamisel, ülejäänuid kasutatakse tööstuses ja muudes valdkondades. Täiesti värvitud teemandid on haruldased, seega müüakse neid kõrgema hinnaga.

Rakendus tehnikatööstuses

Viimastel aastakümnetel on inimesed tehnoloogiat üha enam täiustanud, muutes seeläbi oma elu lihtsamaks. Kunagi kasutati teemanti ainult ehete valmistamisel, seejärel kasutati seda vahendina nugade teritamiseks ja lihvketaste riietamiseks. Tänaseks on mineraali kasutusala märkimisväärselt laienenud:

• uiskude teritamiseks;
• elektroonikas;
• telekommunikatsiooni loomisel;
• meditsiinis;
• keemiatööstus;
• kaitsemehhanismina.

Optilisi läätsi saab teemant kaitsta vesinikfluoriidhappe hävitamise eest, seega uued saavutused astronautika ja kvantfüüsika valdkonnas. Lasertehnoloogiad ei saa samuti ilma teemantideta hakkama.

Kõiki tööriistu, mille konstruktsioonis on teemantlaastud, saab kasutada kõvade materjalide lõikamiseks ja töötlemiseks. Peamiselt on kaks valdkonda: lõikamine ja puurimine.

Nagu praktika näitab, on sellised seadmed suurendanud kulumiskindlust ja võimaldavad teil pikendada toodete kasutusiga. Teemantlaaste kasutatakse spetsiaalse kattena puuridel, lihvmasinatel, freesidel ja muudel seadmetel.

Tänu laastudele oli võimalik lõiketäpsust tõsta ilma rebenenud servadeta.

Kui kasutatakse teemantpuuri, minimeeritakse tõenäosus, et auk on laastude või pragudega ebaühtlane. See on oluline veevarustuse, kaabli elektriliinide ja veevarustuse paigaldamisel.

Teemantide kasutamine ehetes

Teemandid on maailma kõige kallim kivi, mis on tekkinud miljardite aastate jooksul maapinna all. Maa vahevöö tohutu rõhk ja kuumus muudavad süsiniku hämmastavaks kiviks, mis on paljude jaoks kõige ihaldusväärsem. Ehete loomisel võetakse arvesse järgmisi teemantide omadusi:

• värv;
• selgus;
• karaatide arv;
• fluorestsents;
• lõigatud.

Enamik teemante on kollaka tooniga. Tõeliselt värvitud teemandid on äärmiselt haruldased ja väga kallid. Teemantide värvi hinnatakse skaalal, mis ulatub D-st, mis on "värvitu" kuni J-ni, mis on "peaaegu värvitu".

Mõned inimesed eelistavad isegi kollaka varjundiga teemante, kuna need annavad valgusele sattudes värvilisi sädemeid, samas kui täiesti läbipaistvad mineraalid võivad tunduda jääsinised.

Kivi läbipaistvuse määrab see, kui palju defekte või "lisandeid" teemandis leidub. Seda kvaliteeti uuritakse suure suurendusega. Tugevalt vigane teemant ei sädele nii hästi kui veatu teemant.

Selgust hinnatakse järgmisel skaalal:

• VVS1-VVS2– väike arv lisamisi;
• VS1-VS2– veidi rohkem lisandeid;
• S1-S2– natuke rohkem lisandeid.

Kõik see pole palja silmaga nähtav. Tõeliselt veatud teemandid, millel on tähis F, on väga haruldased ja kallid ning tavalistest juveelipoodidest neid tavaliselt ei leia.

Teemantide lõikamise viis on kõige olulisem tegur, mis määrab, kas mineraal on atraktiivne. "Suurepärane" või "täiuslik" märgitud töö tähendab, et juveliir hoolitses selle eest, et teemant oleks proportsionaalselt lõigatud. Halvasti lõigatud – ei sädele ega läigi korralikult, sest valgus ei peegeldu läbi kivi nii nagu peaks. Täiuslikult lõigatud teemandil on raske näha isegi puudusi, näiteks kollakat värvi.

Hästi lõigatud teemant võib oma sära tõttu tunduda isegi tegelikust kaalust suurem, halvasti lõigatud teemant aga väiksem.

Karaatide arv sõltub selle kaalust. Üks karaat on 0,2 grammi. Kaalu kasvades tõuseb plahvatuslikult ka hind. Mida rohkem karaate on teemandil, seda tõenäolisem on, et mineraalil on puudusi, näiteks läbipaistmatut värvi.

Fluorestsents on teemantide oluline omadus, kuigi seda ei käsitleta nii laialdaselt kui teisi omadusi. Fluorestsents viitab sinisele valgusele, mis tuleb kividest ultraviolettkiirguse musta valgusega kokkupuutel. Mõned teemandid kiirgavad tugevat sinist kuma, teised mõõdukat, kuid on ka selliseid, millel puudub sinine sära.

Värvuskaalal D või E tüüpi värvitu kivi puhul ei anna fluorestsents mingit lisakasu.

Kergelt kollaka varjundiga (tüüp I või J) kivide puhul aitab keskmine kuni tugev fluorestsents kollast varjundit varjata, muutes selle heledamaks.

Kuidas seda meditsiinis kasutatakse?

Tänu kõigile oma positiivsetele omadustele on kirjeldatud mineraal saanud meditsiinis laialdaselt kasutust. Seni on teemanti kõige sagedamini kasutatud eriseadmete valmistamisel.

Eriti terav on teemantteritusega skalpell. Tänu sellele omadusele on lõiked sujuvad ja täpsed, mis on keerukate toimingute tegemisel lihtsalt asendamatu. Mineraali kasutatakse ka klambrite ja kääride ning hambaravi seadmete tootmisel.

Laser, mida plaanitakse kasutusele võtta meditsiinis, on alles arendusjärgus. Teemant mängib oma disainis dirigendi rolli. Teadlased loodavad, et aja jooksul vähendavad sellised seadmed negatiivset mõju inimkeha kudedele ja vähendavad mõjuala tervetele rakkudele. See on väga oluline vähimoodustistega töötamisel, kui tavapärane skalpelliga operatsioon ei võimalda täpselt määrata koe eemaldamise piirkonda, mistõttu peab kirurg puudutama ka terveid.

Lisateavet teemantide kasutusalade kohta leiate järgmisest videost.

Kõik teavad teemantide kasutamist ehetes ehete loomisel. Kuid selle kasutamine ei piirdu sellega. Tänapäeval on see asendamatu tööstuses, meditsiinis, astronoomias ja tuumafüüsikas. Ja see on vaid üldine ettekujutus sellest, millised võimalused meil selle mineraali avastamisel on. Loe lähemalt, mis on kivi, millised omadused sellel on ja mida see maailmale annab.

Mineraali looduslikud ja muud omadused

Enamik neist looduses kaevandatud kividest on tööstuslikud teemandid. Nad said oma nime kreeka Adamase järgi – hävimatu või kõikvõimas. Teemant on 99% süsinikust, 1% lisandeid. Need on need, kes mõjutavad mineraali varju.

Puhtaid teemante looduses praktiliselt ei leidu. Nende värvus muutub lisandite tõttu: kroom, titaan, vanaadium, mangaan. Tehnilised kivid on need, millel on mingeid defekte ja mis ei sobi ehete töötlemiseks.

Teemanti peetakse kõige kõvemaks mineraaliks ja selle tihedus on kolm grammi kuubiku cm kohta. See on 150 korda kõvem kui korund ja 1500 korda kõvem kui kvarts.

Kuid kõvadus ei ole hävimatuse sünonüüm. Looduskividel on sageli pragusid, mistõttu need ei sobi ehete töötlemiseks. Nii juhtus 15. sajandil ebameeldiv juhtum: püüdes teemantide tugevust vasaraga testida, hävitasid palgasõdurid tohutu kollektsiooni. Selle omanik oli Karl Julge.

Laud ja puhta vee kivid: eripära

Tööstuslikke teemante, mida nimetatakse "borettideks", kasutavad inimesed paljudes valdkondades. Sellest räägime teile hiljem. Eheteks mõeldud kivid - teemandid - omandavad oma ilu alles pärast lõikamist. Kuid madala kvaliteediga mineraale ei saa töödelda.

Mõistlik on lõigata ainult teemante, millel pole märgatavaid vigu: praod, ilmsed kandmised, järsud värvimuutused. Ülejäänut kasutatakse kaelakeede, sõrmuste ja muude mitte eriti keerukate ehete loomiseks.

Loodus ei kavatsenud teemandit ehteks saada. Kaevandatud kivide hulgas on põhiosa külg. Prantsuse keelest tõlgitud - "alaväärtuslik". Selle täiustatud vaste on carbonado, musta värvi ja inetu kujuga vastupidav mineraal. Sellel on kõige arenenumad tugevuse ja kulumiskindluse näitajad.

Millised omadused on nõudlikumad?

Millistest omadustest me siis räägime? Kõik teavad, et teemandid on valmistatud süsinikust. Kuid grafiidil on sama keemiline koostis. Selle kasutusvaldkonnad on aga täiesti erinevad. Selgitame välja.

Teemandid on planeedi kõige kõvemad mineraalid, Mohsi skaalal 10. Ja see on maksimaalne võimalik näitaja. Mineraalil on ülikõrge soojusjuhtivus: 2300 W. Pealegi on selle hõõrdetegur vaid 0,1.

Selline väike hõõrdumine on tingitud õhukese adsorbeeritud gaasi kile olemasolust teemandi pinnal. Kui seda poleks olnud, oleksid näitajad viiekordistunud. Kivi saate sulatada, luues rõhu 11 hPa ja temperatuuri 4000 kraadi. Teemantil on madalaim surveaste ja kõrgeim elastsusmoodul. See võimaldab meil teha sellest paljusid asju, mis on tööstuses asendamatud.

Kvaliteedi klassifikatsioon

Ehteteemandid on ilusad suured teemandid, millel on vähe või üldse mitte värvi. Kõik muud kivid on klassifitseeritud tehnilisteks. Reeglina on need tumedad defektsed proovid, mida ei saa lõigata. Enne kui inimesed õppisid neid kasutama, visati kaevandamise käigus ära kuni 80% mineraalidest.

Tänapäeval kasutatakse neid peaaegu kõigis inimkonna valdkondades. Kuid sõltuvalt esialgsest kvaliteedist jagatakse need kolme rühma (klassifikatsioon on väga meelevaldne). Esimesse kategooriasse kuuluvad teemandid, millele saab anda kindla kuju. Hiljem kasutatakse neid metallilõiketööriistade valmistamiseks.

Teise rühma kuuluvad kivid, mis ei vaja töötlemist. Sel juhul on teemantide kasutusalaks teemantpliiatsid ja puurid. Kolmandasse kategooriasse kuuluvad abrasiivsed kristallid, millel on olulisi defekte. Neile antakse pulbri kujul.

Kus on lauad nõutud?

Teemantide kasutamine on metallitööstustööstuses tavaline. Nendest valmistatakse puuride ja lõikurite otsikud. See on vajalik kõvade ja ülikõvade materjalide freesimiseks ja peentreimiseks. Tänu neile tõuseb töö kvaliteet ja tootlikkus mitu korda.

Teemanti kasutatakse ka muudes valdkondades:

• juveelitööstus - vääriskivide poleerimiseks;
• tuumafüüsika – kiirete osakeste registreerimiseks kambrites;
• astronoomia – ülitundlike läätsede tootmine;
• elektroonikatööstus – soojusisolatsiooniks;
• astronoomia – uurimistöö tegemine.

Teemantide kasutamine on võimaldanud luua otsikuid ülitäpsetele mõõteriistadele. Need on klaasi lõikamisel asendamatud. Materjal on metalltraatide sees stantsidena (puuritud aukudega plaadid).

India saladus: tehnika kõige kõvemate mineraalide töötlemiseks

Teemandi loomiseks töödeldakse teemant - lõigatakse. Kuid tavalised vääriskivid saadakse alles pärast töötlemist millegi mitte vähem kõvaga. Spetsialistid lihvivad ja poleerivad saadud näidiseid pikka aega, enne kui panevad need ehtesse.

Lõiketehnika avastas Indias üks juveliiridest. Pärast üht teemanti teise vastu hõõrumist märkas ta, et kivid hakkasid särama ja kuju muutma. Pikka aega hoiti tehnoloogiat saladuses ja India oli ainus teemantide eksportija.

Euroopas sai lõiketehnoloogia tuntuks alles 1465. aastal tänu Ludwig Berkemile. Ta lõi roosikujulise teemanti, kuid tänapäeval seda tehnikat peaaegu ei kasutata. Kuid tänapäeva käsitöölised on õppinud vääriskive saagima, et tööd kiirendada.

Lõikamiseks kasutatakse spetsiaalset teemanditolmu sisaldavat emulsiooni. Varem lõigati teemante terastraadi tükkidega, mis oli aeganõudev.

Puurimine ja lõikamine: tööpõhimõte ja eelised

Enamikku teemanttööriistu kasutatakse kõvade materjalide töötlemiseks tööstuslikel eesmärkidel. Toorikud on jagatud kahte rühma. Esimene on puurimisväli ja teine ​​lõikeväli.

Mineraalil on kõrge kulumiskindlus ja tugevus. Tööriistade katmine teemantlaastudega pikendab nende kasutusiga ja suurendab tootlikkust. Kive kasutatakse paljude tööriistade valmistamiseks:

• puurida;
• freesid;
• klaasilõikurid;
• metallist käärid;
• lihvimismasinad.

Ja tänu teemantlaastude pealekandmisele tööriistadele suureneb nende töö täpsus. Samuti suureneb tööprotsessi kiirus. Seadmed teevad vähem müra ja töötajad nõuavad ülesannete täitmiseks vähem pingutust.

Tänu teemantpuuridele ja puuridele saate teha kõige täpsema augu, kartmata pragude ja laastude tekkimist. See on asjakohane veevarustussüsteemide, kanalisatsioonisüsteemide ja Interneti-kaablite paigaldamisel. Monoliitsetest betoonkonstruktsioonidest proovide võtmisel asendamatu.

Alternatiivsed kasutusviisid

Inimesed täiustavad pidevalt olemasolevaid tehnoloogiaid ja arendavad vanade komponentide kasutusvaldkondi. Varem kasutati teemante ainult ehete valmistamisel ja tööriistade valmistamisel. Tänapäeval on nende nõudlus palju suurem.

Teemante kasutatakse elektroonikas ja telekommunikatsioonis, et ühe kaabli kaudu saaks edastada erinevaid sagedusi. Tänu mineraali omadustele ei karda optiline kiud temperatuurimuutusi ja võimsuse hüppeid.

Teemanti kasutatakse laialdaselt keemias ja füüsikas kaitsemehhanismina. Seega kaitseb mineraal optiliste läätsede loomisel neid vesinikfluoriidhappe poolt hävitamise eest. See võimaldab meil saavutada uusi kõrgusi kosmose- ja planeetide uurimises, kvantfüüsikas ja täiustada lasertehnoloogiaid.

Meditsiiniline kasutusvaldkond

Tänu ülalkirjeldatud omadustele on teemandist saanud meditsiinivaldkonnas asendamatu materjal. Kuigi see on suhteliselt uus rakendusvaldkond (erinevalt tööstusest), on juba selge, et see on tulevik.

Seni on teemandipulbri peamine kasutusvaldkond meditsiinis kvaliteetsete instrumentide loomine. Lõigete täpsemaks muutmiseks kasutatakse kirurgias spetsiaalse kattega skalpelli. See on keerukate toimingute jaoks asendamatu. Näiteks seljaaju või aju.

Lisaks skalpellidele kasutatakse teemanti kääride ja klambrite loomiseks. Materjali kasutatakse hambaraviseadmete valmistamisel. Arendamisel on meditsiinilaseri projekt, kus mineraal hakkab toimima juhina.

Teemant on looduslik mineraal, üks kuulsamaid ja kallimaid. Selle ümber on palju spekulatsioone ja legende, eriti mis puudutab selle maksumust ja võltsingute tuvastamist. Omaette uurimisteema on teemandi ja grafiidi seos. Paljud inimesed teavad, et need mineraalid on sarnased, kuid mitte kõik ei tea, mis need täpselt on. Ja mitte igaüks ei saa vastata küsimusele, mille poolest nad erinevad. Mida me teame teemandi struktuurist? Või vääriskivide hindamise kriteeriumidest?

Teemant on üks kolmest mineraalist, mis on süsiniku kristalne modifikatsioon. Ülejäänud kaks on grafiit ja lonsdaleiit, teist võib leida meteoriitidest või luua kunstlikult. Ja kui need kivid on kuusnurksed modifikatsioonid, siis teemantkristallvõre tüüp on kuubik. Selles süsteemis on süsinikuaatomid paigutatud järgmiselt: üks igas tipus ja näo keskel ning neli kuubi sees. Seega selgub, et aatomid on paigutatud tetraeedrite kujul ja iga aatom asub ühe neist keskel. Osakesed on omavahel ühendatud tugevaima sidemega - kovalentse, tänu millele on teemandil kõrge kõvadus.

Keemilised omadused

Jämedalt öeldes on teemant puhas süsinik, teemantkristallid peavad olema täiesti läbipaistvad ja läbima kogu nähtavat valgust. Kuid miski pole maailmas ideaalne, mis tähendab, et selles mineraalis on ka lisandeid. Arvatakse, et eheteemantide lisandite maksimaalne sisaldus ei tohiks ületada 5%. Teemandi koostis võib sisaldada nii tahkeid, vedelaid kui ka gaasilisi aineid, millest levinumad on:

• lämmastik;
• alumiinium;
• räni;
• kaltsium;
• magneesium.

Kompositsioon võib sisaldada ka kvartsi, granaate, oliviini, muid mineraale, raudoksiide, vett ja muid aineid. Sageli leidub neid elemente mineraalis mehaaniliste mineraalide lisanditena, kuid mõned neist võivad teemandi struktuuris süsinikku asendada – seda nähtust nimetatakse isomorfismiks. Sel juhul võivad kandmised selle värvi oluliselt mõjutada ja lämmastiku lisandid annavad sellele luminestseeruvad omadused.

Füüsikalised omadused

Teemandi struktuur määrab selle füüsikalised omadused, mida hinnatakse nelja kriteeriumi järgi:

• kõvadus;
• tihedus;
• valguse hajumine ja murdumine;
• kristallrakk.

Mineraalide kõvadust hinnatakse selle reitinguga selle süsteemi järgi 10, see on maksimaalne näitaja. Järgmine on nimekirjas korund, selle indeks on 9, kuid selle kõvadus on 150 korda väiksem, mis tähendab teemandi absoluutset paremust selles näitajas.

Mineraali kõvadus ei tähenda aga selle tugevust. Teemant on üsna habras ja puruneb kergesti, kui seda haamriga lüüa.

Teemandi erikaal (tihedus) määratakse vahemikus 3,42 kuni 3,55 g/cm 3 . See määratakse mineraali massi ja sama mahuga vee massi suhtega.

Lisaks kõvadusele on sellel ka kõrge valguse murdumisnäitaja (2,417-2,421) ja dispersioon (0,0574). See omaduste kombinatsioon võimaldab teemandil olla kõige väärtuslikum ja ideaalseim ehtekivi.

Olulised on ka mineraali muud füüsikalised omadused, näiteks soojusjuhtivus (900-2300 W/m K), mis on ühtlasi kõigist ainetest kõrgeim. Samuti võib märkida mineraali võimet mitte lahustuda hapetes ja leelistes, dielektrilisi omadusi, metalli madalat hõõrdetegurit õhus ja kõrget sulamistemperatuuri 3700-4000 °C rõhul 11 ​​GPa.

Teemandi ja grafiidi sarnasused ja erinevused

Süsinik on üks levinumaid elemente Maal ja seda leidub paljudes ainetes, eriti elusorganismides. Grafiit, nagu teemant, on valmistatud süsinikust, kuid teemandi ja grafiidi struktuurid on väga erinevad. Teemant võib kõrgete temperatuuride mõjul muutuda grafiidiks ilma hapniku juurdepääsuta, kuid tavatingimustes on see võimeline püsima lõputult muutumatuna, seda nimetatakse metastabiilsuseks ja pealegi on teemantkristallvõre tüüp kuubik. Kuid grafiit on kihiline mineraal, selle struktuur näeb välja nagu erinevatel tasapindadel paiknevate kihtide seeria. Need kihid koosnevad kuusnurkadest, mis moodustavad kärjekujulise süsteemi. Tugevad sidemed tekivad ainult nende kuusnurkade vahel, kuid kihtide vahel on need äärmiselt nõrgad, mis põhjustabki mineraali kihistumist. Lisaks madalale kõvadusele neelab grafiit valgust ja sellel on metallist läige, mis samuti erineb teemandist väga palju.

Need mineraalid on kõige ilmekam näide allotroopiast – nähtusest, mille puhul ainetel on erinevad füüsikalised omadused, kuigi need koosnevad samast keemilisest elemendist.

Teemandi päritolu

Puudub selge arvamus selle kohta, kuidas teemandid looduses tekivad, on olemas magma-, mantli-, meteoriidi- ja muud teooriad. Kõige tavalisem on aga tardne. Arvatakse, et teemandid tekivad umbes 200 km sügavusel 50 000-atmosfäärilise rõhu all ja viiakse seejärel koos magmaga pinnale kimberliittorude moodustumisel. Teemantide vanus ulatub 100 miljonist kuni 2,5 miljardi aastani. Samuti on teaduslikult tõestatud, et teemandid võivad tekkida meteoriidi tabamisel maapinnale ja neid võib leida ka meteoriidikivist endast. Seda päritolu kristallid on aga äärmiselt väikese suurusega ja kõlbulikud töötlemiseks harva.

Teemantide hoiused

Esimesed leiukohad, kus teemante avastati ja kaevandati, asusid Indias, kuid 19. sajandi lõpuks olid need tõsiselt ammendatud. Kuid just seal kaevandati kõige kuulsamad, suuremad ja kallimad proovid. Ja 17. ja 19. sajandil avastati mineraali leiukohad Brasiilias ja Lõuna-Aafrikas. Ajalugu on täis legende ja fakte teemandikõrgenduse kohta, mida seostatakse konkreetselt Lõuna-Aafrika kaevandustega. Viimased avastatud teemandimaardlad asuvad Kanadas, nende areng algas alles 20. sajandi viimasel kümnendil.

Eriti huvitavad on Namiibia kaevandused, kuigi teemantide kaevandamine on seal keeruline ja ohtlik. Kristalliladestused on koondunud mullakihi alla, mis küll raskendab tööd, viitab siiski mineraalide kõrgele kvaliteedile. Pideva hõõrdumisega teiste kivimite vastu maapinnale mitusada kilomeetrit rännanud teemandid on kvaliteetsed, madalama kvaliteediga kristallid lihtsalt poleks sellisele teekonnale vastu pidanud ja seetõttu on 95% kaevandatud kividest ehtekvaliteediga. Kuulsaid ja mineraalirikkaid leidub ka Venemaal, Botswanas, Angolas, Guineas, Libeerias, Tansaanias ja teistes riikides.

Teemantide töötlemine

Teemantide töötlemine nõuab tohutuid kogemusi, teadmisi ja oskusi. Enne töö alustamist on vaja kivi põhjalikult uurida, et hiljem võimalikult palju säilitada selle kaal ja vabaneda lisanditest. Levinuim teemantlõike tüüp on ümmargune, mis võimaldab kivil särada kõigis värvides ja peegeldada valgust võimalikult soodsalt. Kuid seda tüüpi töö on ka kõige raskem: ümaral teemandil on 57 tasapinda ja selle lõikamisel on oluline säilitada täpsed proportsioonid. Samuti on populaarsed lõiketüübid: ovaalne, pisar, süda, markiis, smaragd ja teised. Mineraalide töötlemisel on mitu etappi:

• märgistamine;
• poolitamine;
• saagimine;
• ümardamine;
• lõigatud.

Endiselt arvatakse, et pärast töötlemist kaotab teemant umbes poole oma kaalust.

Teemantide liigitamise kriteeriumid

Teemantide kaevandamisel sobib töötlemiseks ainult 60% mineraalidest, mida nimetatakse ehteks. Loomulikult on töötlemata kivide maksumus oluliselt madalam kui teemantide hind (rohkem kui kaks korda). Teemantide hindamine toimub 4C süsteemi järgi:

1. Karaat (kaal karaatides) - 1 karaat võrdub 0,2 g-ga.
2. Värv (värv) - puhasvalgeid teemante praktiliselt ei leita; Selle väärtus sõltub suuresti teemandi värvist; enamik looduses leiduvaid kive on kollase või pruuni varjundiga, harvemini leidub siniseid ja rohelisi kive. Kõige haruldasemad, ilusamad ja seetõttu ka kallimad on rikkalike värvidega mineraalid, mida nimetatakse fancyks. Kõige haruldasemad neist on rohelised, lillad ja mustad.
3. Selgus (puhtus) on ka oluline näitaja, mis määrab kivi defektide olemasolu ja mõjutab oluliselt selle maksumust.
4. Lõika (lõigatud) - teemandi välimus sõltub suuresti lõikest. Valguse murdumine ja peegeldumine, omamoodi “teemant” läige, muudavad selle kivi nii väärtuslikuks ning töötlemisel ebaõige kuju või proportsioonid võivad selle täielikult rikkuda.

Kunstlike teemantide tootmine

Nüüd võimaldab tehnoloogia “kasvatada” teemante, mis on looduslikest praktiliselt eristamatud. On mitmeid sünteesimeetodeid:

Kuidas eristada originaali võltsist

Teemantide ehtsuse määramise meetoditest rääkides tasub eristada teemantide ehtsuse testimist töötlemata teemantidest. Kogenematu inimene võib teemanti segi ajada kvartsi, kristalli, muude läbipaistvate mineraalide ja isegi klaasiga. Teemantide erakordsed füüsikalised ja keemilised omadused muudavad aga võltsingu tuvastamise lihtsaks.

Kõigepealt tasub meeles pidada kõvadust. See kivi võib kriimustada mis tahes pinda, kuid ainult mõni teine ​​teemant võib sellele jäljed jätta. Samuti ei jää looduslikule kristallile higi, kui sellele hingata. Märjal kivil on pliiatsi moodi jälg, kui sellele alumiiniumiga üle joosta. Saate seda kontrollida röntgeniga: kiirguse all olev looduskivi on rikkaliku rohelise värviga. Või vaadake läbi teksti: läbi naturaalse teemandi on sellest võimatu aru saada. Märkimist väärib ka see, et kivi loomulikkust saab kontrollida valguse murdumise järgi: originaali valgusallika küljes hoides on näha vaid keskel helendav punkt.

Selles artiklis:

Kui rääkida vääriskividest, siis kõige mitmekülgsemad ja samas ka kallimad on teemandid. Seda kinnitab tänapäeval teemantidest valmistatu, kuna kive ei kasutata mitte ainult juveelitööstuses, vaid ka tööstuses. Mineraale liigitatakse isegi kasutuse järgi: tööstuslikud ja vääris. Samal ajal võivad tööstuslikud teemandid olla nii looduslikud kui ka sünteetilised.

Teemant kvaliteet

Teemantil on head füüsikalised ja keemilised omadused. Mineraalil on ainulaadne kristallvõre struktuur, mis on oma olemuselt kõige kompaktsem. Just see tegur tagab aine maksimaalse kareduse. Kivi on ka habras, mis võimaldab muuta selle teemanditolmuks.

Teemantsõrmused

Kivi tihedus jääb järgmiste parameetrite piiresse: 3,4-3,5 g/cm3. Kuid teemandi soojusjuhtivus on kõrge, mis ei ole tüüpiline teistele vääriskividele. Olulised omadused on madal surveaste ja kõrge elastsusmoodul.

Mineraalil on kõrge sulamistemperatuur - 4000 kraadi Celsiuse järgi ja kui protsess viiakse läbi ilma hapnikuta, siis kivi sulab temperatuuril 2000 kraadi ja muutub grafiidiks. Pärast seda on teemandis toimuvad muutused anomaalsed ja neid ei saa klassifitseerida. Seetõttu ei saa olla kahtlust selle kivi ainulaadsetes omadustes.

Ehtetööstuses muudetakse kivi teemandiks. Teemantide töötlemine on vaevarikas ülesanne, mis nõuab täpsust, see toimub mitmes etapis:

• proovi lõikamine tükkideks;
• kivi vormimine;
• teemantlõige.

Iga detail tootmises loeb, sest tulemus sõltub meistri professionaalsusest. Võite teemanti rikkuda või, vastupidi, anda sellele ideaalse kuju, peita vead ja defektid spetsialisti lõikamise abil. Töötlemine toimub spetsiaalsetes tehastes ja suurettevõtetes, mis ostavad toorainet. Juveelitööstus hoiab endiselt teemantide tarbimises liidripositsiooni.

Enne lõikamise kolmanda etapi alustamist peate läbi mõtlema ja joonistama kõigi mõõtmetega valmis kivi diagrammi. Kivi maksumus sõltub lõike täpsusest ning vöö, krooni ja paviljoni suurusest. Valmis teemant läbib neljal parameetril põhineva hindamise etapi:

• kivi puhtus, defektide olemasolu või puudumine;
• lõikamine - erineva kujuga, samuti protsessi ökonoomsus (jäätmete minimeerimine);
• kaal on parameeter, mida mõõdetakse karaatides;
• värvus - sinakast kollakani.

Seejärel kivi müüakse või seatakse tooteks. Kivi hind tõuseb iga järgneva töötlemisetapiga ja selle tulemusena tõuseb teemant vähemalt kolm korda. Teemant kaunistab mis tahes väärismetalli ja mis tahes tüüpi tooteid: kõrvarõngaid, ripatseid, käevõrusid, sõrmuseid. Suurus ja omadused tuleks valida toote maksumuse alusel. Samuti ärge unustage kontrollida kõiki sertifikaate ja muid dokumente, mis kinnitavad kivi autentsust.

Tööstuslik kasutamine

Ka teemantide tööstuslik kasutamine on nende omaduste tõttu laialt levinud. Sellistel juhtudel kasutatakse looduslikke kive, mis on kaevandatud looduses ja millel on vigu, mis ei võimalda lõikamist. Samuti kasutavad nad laborites saadud mineraale – nn sünteetilisi teemante. Samal ajal on teemantide maksumus tooraine madala hinna tõttu palju odavam.

Kunstlikud teemandid tööstuses

Mineraali on kasulik kasutada, kuna teemantkattega tööriistad töötavad paremini – materjalidele ei jää mikropragusid. Mineraal tuleb toime selliste ülesannetega nagu betooni saagimine, killustiku purustamine, graniidi ja marmori lõikamine. See tähendab, et isegi tahked ained sobivad sellele, kuna mineraal on Maa kõige kõvem aine.

Teemante kasutatakse ka ühel või teisel kujul:

• Metalli treimisel, kuna teemandi kõvadus võimaldab protsessi täpselt ja vigadeta läbi viia.
• Tööriistade katmisel: klaasilõikurid, saed, puurid, lõikurid. See on vajalik seadmete vastupidavuse suurendamiseks ja nende töö täpsuse tagamiseks.
• Meditsiinis on eelkõige kirurgiliste instrumentide (skalpellid, klambrid, käärid) tootmine, kuna sellised instrumendid teevad kõik lõiked ja lõiked täpselt ning jäävad pikaks ajaks teravaks.
• Telekommunikatsioonis kasutatakse mineraali kaablite valmistamiseks, kuna see säilitab ja võimaldab signaali edastamist pikkade vahemaade taha, hoolimata temperatuuri ja pinge muutustest. Teemantvormid aitavad saavutada ideaalse ristlõike.
• Kasutamine kosmoselaevaehituses, optikas ja lasertehnoloogiates.
• Tunnelite ehitamise ajal, samuti seal, kus on plahvatusohtlik keskkond.
• Tuumakiirguse detektoritena.
• Nafta tootvate ettevõtete töös, aga ka muude maavarade kaevandamisel, kus kasutatakse puure, puure ja muid seadmeid.

Teemanti kasutatakse erineval kujul, kuid enamasti kasutatakse teemantkiipe. See on odav aine, kuid see on saadaval ainult tootjatele. Tööstuses on populaarsed järgmised vormid: