Diamant a jeho použitie. Použitie diamantov na technické účely

Už viac ako dvesto rokov je drahokam používaný ľuďmi. Jeho aplikácia sa zďaleka neobmedzuje len na vytváranie krásnych šperky, ktoré sú určené výhradne pre krásu. Využitie diamantu v súčasnosti je rozvinuté v oblasti medicíny, priemyslu a iných odvetví ľudskej činnosti, kde je veľkým prínosom.

Užitočné vlastnosti diamantov

Keďže technické charakteristiky a vlastnosti týchto kameňov sú jedinečné, nie je prekvapujúce, že používanie diamantov je na vzostupe. Diamant je modifikáciou chemického prvku uhlík a je najtvrdšia látka na svete . Podľa všeobecne akceptovanej Mohsovej stupnice v gemológii má najvyššie skóre desať bodov. Netreba však zabúdať na zvýšenú krehkosť diamantov. Žiadny produkt z nich nemôžete prudko spadnúť a neopatrne s nimi manipulovať.

Vďaka vysokej tepelnej vodivosti, diamant sa pomaly zahrieva . Okrem toho má také cenné vlastnosti ako vysoká elasticita a nízky kompresný pomer . Taví sa pri 2000°C pod tlakom 11 GPa a horí pri teplote asi 800°C. Pri horení sa uhlík, ktorý tvorí diamant, stáva oxidom uhličitým a ak horenie prebieha v prostredí bez kyslíka, látka sa stáva grafitom. Čo sa týka možnosti spätného procesu, tu je všetko oveľa komplikovanejšie a v praxi len ťažko nájde svoje uplatnenie.

Použitie diamantov v šperkoch

Akokoľvek to môže znieť verejnosti čudne, ale obchod so šperkami nie všetky vyťažené kamene sú použité. Ak je kvalita vyrobená z krásna dekorácia, to musí byť veľmi Vysoká kvalita: pokiaľ možno s minimom mikrotrhlín a cudzích inklúzií. Minerál, ktorý sa používa na výrobu šperkov, by mal byť priehľadný, s minimom sivastých odtieňov.

Ako sa brúsia diamanty za účelom získania diamantov a s akou pomocou? Sú leštené a brúsené len rovnakými diamantmi. Táto jednoduchá technika bola objavená v Indii, keď jeden z klenotníkov trením jeden diamant o druhý zistil, že oba začali jasne žiariť a žiariť. Zaujímavý fakt je, že technika brúsenia diamantov bola veľmi dlho utajovaná. Ludwig Berkem sa stal prvým Európanom, ktorý nezávisle od Indiánov začal opracovávať kamene rovnakým spôsobom.

Diamantové pílenie je technika, ktorá sa objavila oveľa neskôr ako leštenie a rezanie. Najprv sa na pílenie používali kusy oceľového drôtu, ale trvalo to veľmi dlho. Moderné spôsoby pílenie diamantov s použitím bronzových fréz výrazne urýchľuje a uľahčuje prácu. Zloženie takejto frézy zahŕňa špeciálnu emulziu s diamantovým prachom.

Diamanty, ktoré boli spracované, sa nazývajú diamanty. V budúcnosti ich hodnotia gemológovia a kamene sa posielajú do aukcií.

Použitie diamantov pri výrobe

Nie všetky kamene sa používajú pri výrobe. Diamanty, ktoré sa ťažia v prírodných ložiskách, sú veľmi drahé, takže ich použitie vo veľkých priemyselných množstvách je nemožné a neospravedlňuje sa.

V súčasnej fáze sa umelý diamant získava tromi spôsobmi:

• z pary chemickou depozíciou;
• pod vysoký tlak a teplota;
• podvratná syntéza s imitáciou prírodné podmienky (vybuchne výbušná látka obsahujúca uhlík).

Čo sa vyrába z diamantov? Všetky vlastnosti, ktoré diamantový kameň má, sú pri jeho použití rovnako dobré, no pre priemyselný sektor je rozhodujúca tvrdosť kameňa. Pri rezaní alebo vŕtaní s použitím diamantového zrna je materiál rezaný veľmi presne, nevznikajú v ňom mikrotrhliny. Akýkoľvek nástroj potiahnutý diamantovým zrnom má vyššiu produktivitu a vynikajúcu kvalitu rezu.

V Rusku sa za celé obdobie, v ktorom sa diamant používal v priemyselnom sektore, vyrobilo asi 1500 druhov nástrojov s takýmto povlakom. Sú to nožnice na strihanie kovu a frézy na sklo a nástroje na brúsenie. Vyznačujú sa vysokou presnosťou rezu a rýchlosť práce pri ich použití je oveľa vyššia.

Takýto nástroj je samozrejme dosť drahý a môže vzniknúť otázka, prečo ho musíte kúpiť, ak môžete použiť lacnejšie analógy. Prax však ukazuje, že napríklad taký namáhavý proces, akým je rezanie betónu, bez diamantom potiahnutého nástroja, sa môže dlho ťahať, pričom špeciálne vybavenie celý proces značne uľahčuje.

Pri vŕtaní ropných vrtov sú diamantové vrtáky (alebo vrtáky) široko používané, najmä ak je potrebné vyvŕtať otvor malého priemeru. Diamantové vŕtanie je nevyhnutné pri výstavbe vodovodných a kanalizačných systémov.

Vzhľadom na to, že umelé diamanty sú v súčasnosti široko a široko pestované a používané, ich využitie je dostupné v akejkoľvek oblasti: od ťažkého priemyslu až po medicínu a vesmír. Vo vesmírnom priemysle sa diamantový povlak používa na zvýšenie pevnosti lietadiel. Chirurgické skalpely sú špeciálne nástroje, ktoré vyžadujú zvýšenú presnosť a vysokokvalitnú prácu, ako aj stomatologické vybavenie. Preto je diamantový povlak pre nich už dlho nevyhnutný.

Diamanty sa používajú ako ochranné prvky v oblasti chémie a fyziky - predovšetkým preto, že kyselina dokáže rozpustiť akúkoľvek inú látku, ale diamant zostane po vložení neporušený. Môže sa to zdať prekvapujúce, ale práve diamanty sa používajú na prenos elektrických signálov cez káble v oblasti telekomunikácií a elektroniky. Káble, ktorých súčasťou sú diamanty, sú veľmi odolné voči vplyvom prostredia a majú vysokú odolnosť proti opotrebovaniu.

Diamanty sú tiež široko používané v astronomickej optike - ako ochranný prostriedok pre optické prístroje.

Rozsah priemyselného využitia diamantov je veľmi široký a vďaka úžasným a užitočné vlastnosti tohto kameňa možno pochopiť, že už dávno neslúži len na tvorbu šperky, ale prináša výhody aj ľuďom všade v rôznych oblastiach ich činnosti.

V tomto článku:

Ak hovoríme o drahých kameňoch, tak najuniverzálnejšie z nich a zároveň najdrahšie sú diamanty. Potvrdzuje to aj to, čo sa dnes vyrába z diamantov, keďže kamene sa používajú nielen v klenotníctve, ale aj v priemysle. Minerály sa dokonca klasifikujú podľa použitia: na priemyselné a vzácne exempláre. Priemyselné diamanty môžu byť zároveň prírodné aj syntetické.

Diamantová kvalita

Diamant má dobré fyzikálne a chemické vlastnosti. Minerál má jedinečnú štruktúru kryštálovej mriežky, ktorá je v prírode najkompaktnejšia. Práve tento faktor zabezpečuje maximálnu tvrdosť hmoty. A kameň je krehký, čo umožňuje jeho premenu na diamantový prach.

Prstene s diamantmi

Hustota kameňa je v rámci nasledujúcich ukazovateľov: 3,4-3,5 g / cm3. Ale tepelná vodivosť diamantu je vysoká, čo je pre ostatných necharakteristické. drahokamy. Dôležitými charakteristikami sú nízky kompresný pomer a vysoký modul pružnosti.

Minerál má vysokú teplotu topenia - 4000 stupňov Celzia, a ak sa proces vykonáva bez prístupu kyslíka, kameň sa roztopí pri teplote 2000 stupňov a zmení sa na grafit. Potom sú zmeny, ktoré sa vyskytujú na diamante, anomálne a vzdorujú klasifikácii. O jedinečných vlastnostiach tohto kameňa preto nemôže byť pochýb.

V šperkoch sa kameň mení na diamant. Proces spracovania diamantu je náročná úloha, ktorá si vyžaduje presnosť, prebieha v niekoľkých fázach:

• rozrezanie kópie na kusy;
• tvarovanie kameňa
• diamantový výbrus.

Každý detail pri výrobe je dôležitý, pretože výsledok závisí od profesionality majstra. Diamant môžete pokaziť, alebo ho naopak môžete dať perfektný tvar, skryť nedokonalosti a chyby pomocou rezu odborníkom. Spracovanie sa vykonáva v špeciálnych továrňach a veľkých firmách, ktoré nakupujú suroviny. Šperky si stále držia vedúcu pozíciu v spotrebe diamantov.

Predtým, ako pristúpite k tretej fáze rezania, musíte si premyslieť a nakresliť schému hotového kameňa so všetkými veľkosťami. Cena kameňa závisí od presnosti rezu a veľkosti opasku, koruny a pavilónu. Hotový diamant prechádza fázou hodnotenia podľa štyroch parametrov:

• čistota kameňa, prítomnosť alebo neprítomnosť defektov;
• fazetovanie - rôzne formy, ako aj hospodárnosť procesu (minimalizácia odpadu);
• hmotnosť - parameter, ktorý sa meria v karátoch;
• farba - od modrastého po žltkastý odtieň.

V budúcnosti sa kameň predáva alebo vkladá do produktu. Cena kameňa sa zvyšuje s každou ďalšou fázou spracovania a v dôsledku toho sa cena diamantu zvyšuje najmenej trikrát. Diamant bude ozdobou akéhokoľvek drahého kovu a akéhokoľvek produktu: náušnice, prívesky, náramky, prstene. Veľkosť a vlastnosti by sa mali vyberať na základe nákladov na produkt. A tiež nezabudnite skontrolovať všetky certifikáty a iné dokumenty potvrdzujúce pravosť kameňa.

Priemyselné využitie

Priemyselné využitie diamantov je rozšírené aj vďaka ich vlastnostiam. V takýchto prípadoch použite prírodné kameneťažené v prírode a majúce nedostatky, ktoré neumožňujú rezanie. Používajú aj minerály získané v laboratóriách – takzvané syntetické diamanty. Zároveň sú náklady na diamanty oveľa lacnejšie kvôli nízkym nákladom na suroviny.

Umelé diamanty v priemysle

Je výhodné použiť minerál, pretože nástroje, ktoré majú diamantový povlak, robia lepšiu prácu - na materiáloch nie sú žiadne mikrotrhliny. Minerál zvláda také úlohy, ako je rezanie betónu, drvenie sutiny, rezanie žuly a mramoru. To znamená, že dokonca aj pevné látky sa mu hodia, pretože minerál je najtvrdšou látkou na Zemi.

A používajú sa diamanty v tej či onej forme:

• Pri sústružení kovu, pretože tvrdosť diamantu umožní, aby bol proces vykonaný úhľadne a bez chýb.
• Pri povlakovaní nástrojov: rezačky skla, píly, vŕtačky, frézy. Je to potrebné na zvýšenie životnosti zariadení a zabezpečenie presnosti ich práce.
• V medicíne je to najmä výroba chirurgických nástrojov (skalpely, svorky, nožnice), pretože takéto nástroje presne vykonávajú všetky rezy a rezy a zároveň zostávajú ostré po dlhú dobu.
• V telekomunikáciách sa minerál používa na výrobu káblov, keďže zachováva a umožňuje prenos signálu na veľké vzdialenosti aj napriek teplotným a napäťovým výkyvom. Diamantové raznice pomáhajú dosiahnuť dokonalý rez.
• Použitie pri stavbe vesmírnych lodí, optike a laserových technológiách.
• Pri výstavbe tunelov, ako aj tam, kde je výbušná atmosféra.
• Ako detektory jadrového žiarenia.
• Pri práci ropných spoločností, ako aj pri ťažbe iných nerastov, kde sa používajú vrtáky, vrtáky a iné zariadenia.

Použitie diamantu sa vyskytuje v rôzne formy, no najčastejšie sa používa diamantová drť. Ide o lacnú látku, ktorá je však dostupná iba výrobcom. V priemysle sú obľúbené také formy ako.

Používanie diamantu má viac ako dvestoročnú históriu. Takmer do polovice 20. storočia boli diamanty výlučne šperkárskym materiálom. Ale aby ste mu dali jednu alebo druhú fazetu (na vybrúsenie diamantu), musíte použiť iný diamant, pretože žiadny iný materiál nedokáže spracovať tento odolný minerál. Aby chemici a fyzici odomkli plný potenciál minerálu, vykonali sériu experimentov a zistili jeho vlastnosti, ako aj limitujúce parametre, ktoré prispievajú k využitiu diamantu v rôznych oblastiach činnosti.

Vlastnosti diamantu

Akýkoľvek diamant je alotropická modifikácia uhlíka, ktorá je mimochodom zastúpená aj v grafite jednoduchej ceruzky. Preto sa pri zvýšených teplotách každý diamant ľahko zmení na grafit. Na Mohsovej stupnici tvrdosti má minerál skóre 10 z 10 možných. Jeho hustota je 3,4 - 3,5 g / cm³. Jeho tepelná vodivosť je extrémne vysoká a dosahuje 2300 W (mK).

Minerál má veľmi nízky koeficient trenia pre kov (asi 0,1), čo je spôsobené prítomnosťou veľmi tenkého filmu adsorbovaného plynu na jeho povrchu. V jeho neprítomnosti sa koeficient trenia zvyšuje 5-krát. Dve najdôležitejšie charakteristiky sú najnižší kompresný pomer a najvyšší modul pružnosti.

Diamant sa taví pri tlaku 11 GPa a teplote 4000 ° C. Na vzduchu horí pri teplotách od 800 do 1 000 ° C a za účasti čistého kyslíka horí ako čistý propán modrým plameňom a dohorí úplne sa uvoľní vo forme oxidu uhličitého.

Ak sa minerál zahrieva bez prístupu vzduchu pri teplote 2000 ° C, rýchlo sa zmení na grafit a zrúti sa na kúsky bavlnou. Je pozoruhodné, že pri teplotách nad 2000 ° C získava termodynamika minerálu anomálny charakter.

Pre svoje "extrémne" vlastnosti sa diamant používa v modernom priemysle výroby a spracovania.

Aplikácia diamantu

V stavebníctve je použitie diamantov odôvodnené špecifikami zložitých štruktúr vyrobených z betónu a ocele. Diamantové vŕtanie, rezanie, demontáž, bez ohľadu na materiál práce, vám umožňuje dosiahnuť výsledky bez tvorby deštruktívnych mikrotrhlín. Vŕtačky, píly obrovských priemerov sa podieľajú na pílení betónu, brúsení sutiny a dokonca aj pri rezaní na žule a mramore.

Minerál sa používa v presnom prístrojovom vybavení a ťažkom strojárstve. Sústruženie kovu je tiež výsadou diamantu.

Extrémne vysoká odolnosť proti opotrebovaniu, znásobená neobmedzeným prístupom k umelým a priemyselným diamantom, umožňuje navrhnúť a postaviť doslova všetko (od presných chirurgických nástrojov až po vesmírne nosiče).

Obrázok 1. Aplikácie diamantov.

Napríklad len v Rusku sa dnes vyrába viac ako 1200 druhov nástrojov, v ktorých sa používa diamant (obr. 1, oblasti použitia diamantov). Vŕtačky, frézy, brúsne kotúče, frézy na sklo, kovové nožnice a píla na kov a kameň - diamanty sa aktívne používajú všade (hlavne priemyselné, to znamená syntetické).

Bez tohto minerálu nie je možné klásť káble a stavať tunely. Tam, kde nie je možné vykonať odstrel, sa používa tunelovací stroj vyzbrojený obrovským kotúčom posiatym čepeľami potiahnutými tenkou vrstvou diamantovej drviny.

Diamant sa používa aj v medicíne, kde je rozhodujúca hrúbka čepele skalpelu. Diamantový skalpel, ktorý zmenšuje šírku rezu a zostáva ostrý po dlhú dobu, je hlavným nástrojom moderného chirurga. Osobitnú zmienku si zaslúži sľubný vývoj, akým je napríklad medicínsky laser na kryštály, kde bude minerál pôsobiť ako aktívny vodič.

V telekomunikáciách a elektronike sa diamant používa na prenos signálov rôznych frekvencií cez jeden kábel. Jeho rozmery sú samozrejme extrémne malé, no svojimi vlastnosťami úspešne prekonáva veľké teplotné rozdiely a najväčšie napäťové rázy. Obzvlášť kritické je jeho použitie spolu s rubínom v supercitlivých fotobunkách, optike, ktorá je v službách astronómov.

V chémii a fyzike sa diamant používa predovšetkým ako ochranný prvok. Agresívne chemické prostredie, ktoré môže poškodiť sklo (kyselina fluorovodíková), ako aj vedecké experimenty v oblasti kvantovej fyziky, optiky, laserovej technológie, vesmírneho prieskumu, v ktorom sú chyby neprípustné, si vyžadujú aktívne používanie diamantov.

Využitie tohto minerálu je veľmi aktívne v baníctve. Uhoľné poruby, ťažba ropy a plynu – všade tam, kde je potrebné vŕtať, ukladať potrubia a čeliť veľmi tvrdým útvarom v pôde (sloj, vápenec), nestačí kalená oceľ.

Aké diamanty sa používajú pri výrobe?

Nie každý diamant je vhodný na použitie pri výrobe. šperkové kamene stoja rozprávkové peniaze a ťažia sa na niekoľkých miestach po celej planéte, čo je v masovom priemysle úplne nerentabilné a neopodstatnené. Tu prichádzajú na pomoc syntetické prvky. Od roku 1953 bolo viac ako 97 % všetkých priemyselných diamantov dopestovaných umelo. V súčasnosti sú známe 3 spôsoby získavania tohto minerálu:

1. CVD - chemická depozícia z pár, alebo chemická depozícia z pár.
2. HPHT - vysoký tlak vysoká teplota, alebo s účasťou vysoké teploty a tlak.
3. Výbušná fúzia, simulujúca podmienky najbližšie k prírodným podmienkam (vybuchujú výbušniny obsahujúce uhlík).

Svetový priemysel tak plne pokrýva svoje potreby v diamantoch a neúnavne teší ľudstvo novými technologickými výdobytkami.

Hodnota diamantu v technologickom pokroku je obrovská. Dnes neexistuje jediné odvetvie, v ktorom by sa prírodné a syntetické diamanty nepoužívali ako vysoko účinný, supertvrdý materiál. Ich úloha je obzvlášť veľká v odvetviach, kde sú potrebné také jedinečné vlastnosti diamantu, ako je tepelná vodivosť, transparentnosť v širokom rozsahu vlnových dĺžok, odolnosť voči agresívnym médiám a elektrické vlastnosti. Diamant zaujal špeciálne postavenie v dizajne a výrobe chladičov pre miniatúrne polovodičové zdroje žiarenia, okienka v špeciálnych optických zariadeniach, detektory ionizujúceho žiarenia a iné zariadenia, ktoré využívajú polovodičový charakter teplotnej závislosti elektrickej vodivosti jedného z druhy diamantov.

Podľa štatistík sa až 80 % diamantov vyťažených na svete používa v priemysle a len 20 % v šperkárstve. Medzi technické diamanty patria prírodné diamanty, ktoré nie sú vhodné na výrobu šperkov: kryštály tmavej farby, kryštály s prasklinami a inými defektmi, dvojčatá, zrasty, odlupky. Diamanty v kvalite drahokamov sa však používajú v určitých typoch obzvlášť dôležitých nástrojov a produktov.

Syntetické diamanty sa používajú najmä pre technické potreby. Najbežnejšie použitie technických diamantov je:

a) diamanty, ktoré sa spracovávajú na získanie zŕn určitého geometrického tvaru. Takéto diamanty sa používajú na výrobu fréz, vrtákov, hrotov na meranie tvrdosti, hrotov na meranie povrchovej úpravy, fréz na sklo, kontaktov, ložísk;

b) surové diamantové kryštály používané na rôzne nástroje (vrtáky, diamantové kovové ceruzky, orovnávacie rámy, kontakty);

c) brúsne diamanty - malé kryštály s výraznými defektmi (praskliny, inklúzie, dutiny) a vhodné len na brúsenie na prášok. Z toho sa pripravujú brúsne kotúče, rezné kotúče, pasty, vrtáky, prášky na konečnú úpravu a leštenie, nástroje pre protetiku.

Spomedzi kapitalistických krajín je na prvom mieste v spracovaní diamantov na leštené diamanty a výrobe diamantových nástrojov Belgicko, ktoré ročne dováža 25-27% svetovej produkcie diamantov. Belgické firmy Societe Anonymous, Diaman Boart a Atelier Jacques Denbitzer sú hlavnými podnikmi na výrobu diamantových nástrojov. Spoločnosti "Societe Anonymous" a "Diaman Boart" vyrábajú diamantové nástroje zo surových kryštálov a drvených diamantov a vyrábajú diamantové kotúče, píly, vrtáky, brúsky, brúsky, zubárske nástroje. Firma "Atelier Jacques Denbitzer" vyrába diamantové nástroje z monokryštálov a drvených diamantov. Výrobky týchto firiem sa vyvážajú najmä do USA, Veľkej Británie, Francúzska a Nemecka.

Veľké podniky na výrobu diamantových nástrojov sú organizované aj v USA, Izraeli a Nemecku. Spojené štáty americké sú hlavným spotrebiteľom technických diamantov v kapitalistickom svete a spotrebiteľom diamantových nástrojov, jeho výrobou sa zaoberajú spoločnosti Norton Company a Corborundum. Pobočky týchto podnikov sú dostupné vo Veľkej Británii, Francúzsku, Južnej Afrike, Austrálii a Kanade. V USA spotreba priemyselných diamantov z roka na rok rastie. Takže (v miliónoch karátov): 1955 - 11,0; 1960 - 13,5; 1965 - 15,0; 1970 - 21.00; 1974 - 25,0; 1975 - 26.0. Po roku 1975 neexistujú žiadne publikácie. Súčasne je použitie diamantov na rôzne technické potreby:

a) brúsenie, ostrenie a konečná úprava nástrojov a častí strojov z tvrdých zliatin - 60-70%;

b) tŕň brúsnych kotúčov - 10-12%;

c) vŕtanie - 10%;

d) ťahanie drôtu - 10%;

e) rezanie a brúsenie skla, keramiky, mramoru, vŕtanie a konečná úprava tvrdozliatinových dielov, spracovanie hodiniek a šperkov - 10-12%.

2.1. Využitie abrazívnych vlastností diamantov. Hlavné parametre, ktoré určujú brúsne vlastnosti diamantov sú: vysoké povrchové napätie, výnimočná tvrdosť kryštálu, vysoká tepelná vodivosť. Tieto fyzikálne a mechanické vlastnosti poskytujú diamantom mimoriadne vysokú odolnosť voči oderu. Je 90-krát vyšší ako u korundu. Pri brúsení tvrdých zliatin sa spotrebuje 600-3000-krát menej diamantového prášku ako akékoľvek iné brusivo.

Diamantové prášky. Diamantový prášok s rovnakou veľkosťou častíc má lepšie abrazívne vlastnosti. Vyrába sa vykonávaním operácií:

a) stupňovité drvenie s preosievaním;

b) čistenie od nečistôt tepelným spracovaním do 500 o C, pranie v roztokoch minerálnych kyselín.

Diamantové prášky sa delia do dvoch skupín – brúsne prášky a mikroprášky rôznych akostí. Pri písaní známok sa používajú tieto označenia: AC - syntetický diamant, B - vysokopevnostný, P - silný, O - obyčajný, A - prírodný diamant. Značka ASV teda znamená syntetický diamantový prášok s vysokou pevnosťou. Diamantové prášky sa nikdy nepoužívajú v suchej forme, pretože to spôsobuje obrovskú stratu hmoty (diamant má veľmi veľké "skákanie"). Zmáčajú sa kvapalinami: petrolejom, benzínom alebo mastnými kyselinami.

Diamantové pasty. Vyrábajú sa z prebrúseného materiálu vytvoreného pri výrobe diamantových práškov. Zrná častíc v paste majú veľkosť menšiu ako 10 mikrónov. Používajú sa pri dokončovacích operáciách na získanie zrkadlových povrchov. Diamantové pasty sa pripravujú na báze natieraných submikropráškov olivový olej s prídavkom mastných kyselín, ktoré prispievajú k získaniu homogénnej a viskóznej hmoty. Diamantové práškové nástroje majú rôzne významy.

Diamantové kotúče a píly. Používajú sa diamantové prášky rôznej zrnitosti, ale aj rôzne plnivá a spojivá. Diamantové zrná sú vtlačené do povrchu červených medených kotúčov, ktorých vysoká viskozita zabezpečuje fixáciu diamantových častíc. Ako spojivo sa používa alkalická fenolformaldehydová živica a ako plnivo sa používajú rôzne sypké materiály: karbid bóru, železný prášok atď.

Diamantové ceruzky. Ide o lisované vložky vyrobené z diamantového prášku a prášku z tvrdej zliatiny. Takéto diamantovo-kovové ceruzky majú hmotnosť diamantov od 0,5 do 1,0 karátu.

Diamantové frézy a kotúče pre zubnú prax. Pri vŕtaní diamantovou frézou je vylúčené silné prehriatie zuba (diamant má vysokú tepelnú vodivosť).

Nástroje vyrobené z diamantových monokryštálov. Z jednotlivých diamantových kryštálov alebo ich veľkých častí sa pripravujú frézy, ihly, frézy na sklo, raznice a iné nástroje. Používa kamene s hmotnosťou od 0,1 do 2,0 a dokonca až do 5,0 karátov.

Diamantové frézy. Frézy sa používajú na rezanie rôznych materiálov - kovy, kameň, mäkká a tvrdá guma, plasty atď. Produktivita s ich použitím sa zvyšuje napríklad pri práci s plastmi až 900-krát. Pre rezáky sa používajú diamanty od 0,31 do 0,85 karátu (zvyčajne 0,5-0,6 karátu).

Diamantové ihly- sú to kryštály s prírodným ostrým vrchom alebo úlomky s ostrou hranou a hmotnosťou 0,1 až 0,3 karátu, upevnené v kovových tyčiach. Používajú sa na výrobu závitníkov na strojoch na brúsenie závitov.

Frézy na sklo. Používajú sa kryštály bez defektov s hmotnosťou 0,02-0,2 karátu.

Zásuvky- platne s vyvŕtanými najtenšími otvormi, ktoré sa používajú na ťahanie drôtu. Diamanty musia byť priehľadné, bez defektov, prasklín, škrupín a cudzích inklúzií, s kryštálovou hmotnosťou 0,1-3,5 karátu. Otvory sa vŕtajú ultrazvukom pomocou diamantových ihiel a suspenzie 50% diamantového prášku a 50% vody. AT nedávne časy začali používať laserovú metódu. Jedna diamantová matrica nahradí 245 matíc z tvrdej zliatiny, pričom rýchlosť ťahania sa zvýši 2-3 krát.

Diamantové vŕtacie nástroje. Diamantové korunky umožňujú zvýšiť produktivitu vŕtacích operácií 1,5-2 krát. V súčasnosti sa na výrobu diamantových koruniek vynakladá asi 12 % všetkých technických diamantov. Na ich výrobu sa používajú diamanty s hmotnosťou 0,01-0,2 karátu.

Ďalšie aplikácie priemyselných diamantov. Diamanty sa široko používajú pri výrobe substrátov pre polovodičové obvody, ktoré efektívne odvádzajú teplo (niekoľkokrát rýchlejšie ako meď), počítadlá jadrových častíc, teplomery, ktoré merajú teplotu napr. ťažko dostupné miesta ako rotujúce rotory turbín atď.

Diamant je najviac pevný minerál vo svete, čo je alotropná forma uhlíka. Najbližším príbuzným diamantu je grafit, rovnaký materiál, z ktorého sa vyrábajú tuhy.

Minerál dostal svoj názov zo starogréckeho slova adamas, čo v preklade znamená „neporaziteľný“.

Charakteristiky a typy

Diamanty sú minerály, ktorých hlavné charakteristiky zahŕňajú:

Najvyššia tvrdosť ( 10 na Mohsovej stupnici tvrdosti);

Súčasne vysoká krehkosť;

Najvyššia tepelná vodivosť medzi pevnými látkami (900-2300 c.u.)

Nevedie elektrický prúd;

Teplota topenia - 4000 °C;

Teplota spaľovania - 1000 ºC;

Má luminiscenciu.

Diamant obsahuje 96-98% uhlíka. Zvyšok je prímesou rôznych chemické prvky ktoré dávajú minerálu farbu. Väčšina prírodných diamantov má žltkastú alebo hnedastú farbu. Modré, modré, zelené, červené a čierne diamanty sa nachádzajú aj v prírode.

Po opracovaní a vyrezaní farebný povlak zmizne, preto je drvivá väčšina diamantov bezfarebná. Farebné diamanty sú extrémne zriedkavé. Medzi najznámejšie patria: Dresden (zelená), Tiffany diamond (žltá) a Porter Rhodes (modrá).

Jedna z metód na určenie pravosti diamantu je celkom jednoduchá: po povrchu sa nakreslí čiara špeciálnym fixom s tučným atramentom. Ak čiara zostane pevná, potom je diamant skutočný. Na falošných sa vlasec rozpadá na kvapôčky.

Vklady a výroba

(Neuveriteľný lom, v ktorom sa diamanty ťažili veľmi dlho, sa nachádza v dedine Mir, Sakha, Yakutia)

Ložiská diamantov sa našli na každom kontinente okrem Antarktídy. V prírode sa diamanty vyskytujú vo forme rozsypov, ale väčšina z nich je obsiahnutá v kimberlitových rúrach. Kimberlitové rúry sú akési „diery“ v zemskej kôre, ktoré vznikajú pri výbuchu plynov. Podľa odborníkov tieto fajky obsahujú až 90 % všetkých diamantov na zemi.

Najbohatšie náleziská diamantov sú v Botswane, Rusku, Kanade, Austrálii a Južnej Afrike. Vo svete sa ročne vyťaží viac ako 130 miliónov karátov diamantov (asi 30 ton). Rusko je na prvom mieste na svete v ťažbe diamantov (29 % svetovej produkcie), Botswane dáva iba hodnotu nájdených nerastov.

V Rusku bol prvý diamant nájdený v roku 1829 v oblasti Perm. Teraz sa toto pole nazýva „Diamantový kľúč“. Neskôr boli objavené ložiská na Sibíri a v oblasti Archangeľsk. Najväčšie ložisko sa nachádza na hranici Krasnojarského územia a Jakutska. Predpokladá sa, že obsahuje asi bilión karátov.

V roku 2015 bol na Kamčatke objavený nový typ diamantového ložiska. Ide o takzvané „tolbachinské“ diamanty, ktoré sa našli v stvrdnutej láve sopky. Len v niekoľkých tu odobratých vzorkách sa už našlo niekoľko stoviek diamantov.

Najväčší diamant bol nájdený v roku 1905 v Južnej Afrike. Volá sa Cullinan. Jeho hmotnosť je 3106 karátov. Z diamantu bolo získaných 96 malých a 9 veľkých diamantov, z ktorých najväčší je „Hviezda Afriky“ ​​(530 karátov). Tento diamant teraz zdobí žezlo anglických panovníkov a je uložený vo veži.

V roku 1939 ruský fyzik O. Leipunsky prvýkrát získal syntetický diamant. A od roku 1963 sa rozbehla sériová výroba syntetických diamantov, ktoré majú široké využitie v technike a v šperkárstve.

Aplikácia diamantov

Prevažná väčšina prírodných diamantov (až 70%) sa používa v šperkoch – na šperky. Takmer 50% svetovej produkcie diamantov patrí spoločnosti De Beers, ktorá si drží monopol stanovením vysokých cien za 1 karát. Nedávno sa ruská spoločnosť "Alrosa" stala jedným z lídrov, ktorý vedie vývoj a výrobu v 9 krajinách sveta.

Aplikácia v priemysle:

Na výrobu nožov, píl, fréz, vŕtacích stĺpov, fréz na sklo atď.;

Ako brusivo pri výrobe brúsok, kruhov;

V hodinárskom priemysle;

V jadrovom priemysle;

V optike;

Pri výrobe kvantových počítačov;

vo výrobe mikroelektroniky.