Как алмаз используется в технике

Как и где применяется алмаз в технике

Самым твердым минералом на земле считается алмаз. Название камня произошло от слова «непобедимый», «несокрушимый». Так в переводе на русский язык с греческого будет звучать слово «адамас». При помощи алмаза можно резать и шлифовать различные минералы, обладающие высокой твердостью.

Алмаз как драгоценный камень

Алмаз считается очень редким камнем и стоимость его на мировом рынке выше цены за золото. Ограненный алмаз называется бриллиантом. Волшебный блеск и неповторимая прозрачность камня во все времена притягивала к себе людей. Алмаз считается символом власти и богатства и поэтому довольно часто он был главным украшением корон и престолов. Однако на ювелирные украшения уходит всего пятая часть от всех добываемых алмазов, остальная часть предназначается для технического производства.

Алмазные инструменты

Еще представители Древнего Египта умели делать из алмаза инструменты особой прочности. Они предназначались для вырезания рисунков на гранитных плитах. В настоящее время в России выпускается около пяти тысяч видов инструментов с алмазами.

Как добывают алмазы | @Русское географическое общество

Детали механизмов и машин, обработанные алмазными инструментами приобретают качественную поверхность, и поэтому срок их службы значительно увеличивается. К примеру, когда для шлифования трущихся частей двигателя автомобиля стали применять алмазные круги вместо абразивных, значительно увеличился пробег машины. Алмазные круги используют так же при затачивание инструментов из твердых сплавов, таких как: сверла, резцы, фрезы. Прочность инструментов при такой обработке повышается в десять раз и более, так как после нее поверхность не содержит дефектов, способствующих разрушению инструментов.

Об уникальной прочности алмаза свидетельствует следующий факт. Стеклорезом с алмазным кристаллом в 200 мг (один карат) возможно прочертить царапину на стекле, длина которой будет составлять 400 тысяч километров, что равно расстоянию от Луны до Земли. Алмазные долота используют при бурении глубоких скважин в твердых, труднопроходимых породах.

Сверло, имеющее режущую алмазную кромку сверлит бетон в восемь раз быстрее и дольше служит чем твердосплавное. Алмазные инструменты незаменимы в работе с камнем и стеклом. Если вы хотите заказать алмазные диски или круги, можно поспользоваться предложением на sgs-holding.ru.

Алмазные волоки широко применяют при изготовление тонкой, диаметром до одной сотой миллиметра, вольфрамовой проволоки, которую используют в электрических лампах. Волока представляет собой твердую пластинку с отверстием, через которое протягивается металл и получается проволока. А вольфрам достаточно прочный металл.

Для того чтобы просверлить в алмазе отверстие используют лазерный луч. Такие волоки способствуют получению проволоки с аккуратно точно соответствующими задачными размерами. Производству в России алмазных волок содействовал известный режиссёр К.С. Станиславский.

Большая часть технических алмазов используется в виде паст и мелких порошков. Ими полируются сапфировые и рубиновые подшипники в часах, каналы твёрдосплавных и алмазных волок, их применяют при огранки бриллиантов, обработке поверхностей штампов и др. Алмазы необходимы для производства измерительных приборов, медицинских инструментов. Даже в изготовлении обычной пилочки для ногтей без алмаза не обойтись, так как распилить на тончайшие пластинки кристаллы кремния и германия способен лишь только этот камень. Исходя из всего вышенаписанного можно без колебания утверждать, что алмаз является незаменимым технологическим материалом.

Другие статьи из рубрики «Стройматериалы»:

	Утепление фасада минеральной ватой Среди различных видов утеплителей выделяется такой вид, как минеральная вата
	Свойства бетона Его используют во многих сферах, но чаще всего из него делают фундамент.

Выставка ЭКСПОДРЕВ в Красноярске На выставке «ЭКСПОДРЕВ-2017» (город Красноярск) пройдет конкурс профессионального мастерства «Лучший оператор гидроманипулятора»

Новый способ сушки древесины На XV международной лесопромышленной выставке «ЭКСПОДРЕВ», которая пройдет в Красноярске, специалисты компании ООО «Импульс» презентуют новейшую бескамерную кассетную сушилку для древесины.

Источник

Применение алмаза

Знали ли вы, что многие камни, даже самые ценные и драгоценные, часто применяются не только в ювелирной промышленности, но и в других областях? Например, алмаз, помимо вставки в украшения, может использоваться совсем в разных сферах. Такое применение тесно связано с одной из характеристик минерала — высокая твёрдость. В этом плане конкурентов у алмаза нет, он считается самым твёрдым самоцветом на планете Земля. Где же ещё можно встретить не только самый ценный камень, но и самый востребованный в промышленности?

Применение алмаза, основанное на его твердости

Благодаря высокой твёрдости алмаза, которая оценивается в 10 баллов по шкале Мооса, его можно использовать практически в любых областях.

Медицина

В медицине алмаз применяется для изготовления инструментов для внутриполостных исследований. Когда самоцвет проходит обработку, от него осыпается пыль, которая так и называется — алмазная. Её наносят на скальпели, которые используются в таком точном направлении как нейрохирургия. Алмазное напыление позволяет как можно точнее провести разрезы, и при этом инструмент сохраняет свою остроту.

Также минерал используется при изготовлении специального белья. За счёт воздействия мельчайшей крошки, он способствует насыщению клеток и сосудов кислородом, улучшает кровообращение, участвует в очищении крови и в общем положительно влияет на процесс кроветворения.

Также камень нашёл широкое применение в стоматологии.

Строительство

Не все алмазы, найденные в природе, годятся для огранки и изготовления бриллианта. Большинство самоцветом считаются техническими за счёт низкого качества. Такие минералы называют техническими. Но и они нашли широкое применение. Благодаря им стали доступны покрытия с алмазным напылением, например, на пилы, свёрла.

Пожалуй, практически каждый слышал такие понятия, как «алмазная резка» или «алмазное бурение».

С помощью таких инструментов проводятся такие работы:

• резка бетона, который отличается сверхпрочностью;
• бурение железобетона;
• обработка гранита и других природных камней, к характеристикам которых также относится высокая прочность;
• резка стекла;
• сверление кирпича.

Алмазная резка способна справиться с резкой практически любого покрытия, в том числе и самого твёрдого и прочного.

Ядерная энергетика

Известно, что когда ион поступает в алмаз, то происходит вспышка света. Именно благодаря этому свойству, минерал используют в виде измерителя ядерного излучения. Кроме того, в ядерной энергетике минерал часто используют для изготовления различных высокоточных приборов.

Алмазные детали часто можно встретить в часах, микроэлектронике и даже компьютерах.

Химическая и физическая промышленность

Ещё одно преимущество камня — невосприимчивость к кислотам и другим веществам. В данном случае использование самоцвета позволяет провести сверхточные исследования и опыты. Сверхпрочный минерал выдерживает любые воздействия агрессивных разрушающих веществ.

Также это позволяет использовать алмаз в таких отраслях:

• квантовая физика;
• лазерные технологии;
• исследования космоса.

Ювелирное дело

Конечно же, самое главное и самое важное применение алмаза — ювелирная промышленность. Самые качественные агрегаты самоцвета проходят тщательную проверку по многим показателям, и только при наивысшей оценке попадают на стол специалистов для обработки, шлифовки и огранки. При оценке алмаза как ювелирного камня учитываются такие показатели как чистота, блеск, оттенок, наличие включений, размер.

Огранка — самый важный этап обработки самоцвета. Именно благодаря особой форме и определённому количеству граней раскрывается вся красота камня и его особый блеск и чистота. При малейшей ошибке мастера можно лишиться всего минерала и тогда он уже будет не пригоден для дальнейших работ.

С алмазом создают самые разные украшения:

• серьги;
• кольца;
• перстни;
• бусы;
• запонки;
• браслеты и прочее.

На удивление, это не все отрасли, где используется алмаз. Он также встречается в оптике, телекоммуникациях, при добыче полезных ископаемых и прочее. Применение камня, основанное на его твёрдости, настолько широкое, что его можно встретить практически в любой отрасли. Это позволяет назвать алмаз не только ценным ювелирным самоцветом, но и особо ценным во всех сферах промышленности.

Источник

Основные сферы применения алмазов

Алмаз и его производная бриллиант чаще всего ассоциируется с ювелирными украшениями баснословной стоимости. Однако применение алмаза не ограничивается только этой сферой. Этот минерал широко используется в строительстве и в медицине, в приборостроении и в отраслях, связанных с химическим производством.

Алмазы являются одним из элементов космических и ядерных программ, применяются в области нанотехнологий и горнодобывающей промышленности.

Свойства и показатели

Еще со школьного курса химии известно, что алмаз это измененная форма углерода. По сути, почти каждый является обладателем «будущего» алмаза в виде простого карандаша с графитовым стержнем. Воздействие высоких температур способствует изменению структуры кристаллической решетки графита и значительному повышению степени его твердости. Именно благодаря этому показателю данный минерал столь востребован во многих отраслях промышленности.

Все основные физические свойства алмаза можно представить в виде таблицы:

Свойство	Единица измерения/характеристика
Удельный вес (плотность)	3,4-3,5 г/см³
Теплопроводность	до 2,3 тысяч Ватт
Коэффициент трения	0,1-0,5
Твердость по шкале Мосса	10
Энергия кристалла	105 Дж/моль
Температура плавления	3700-4300 С°
Показатель преломления	2,427 (высокий)
Вид кристаллической решетки	тетраэдр (кубическая)
Связи атомов	пространственные
Светопроводимость	высокая

Именно процесс сгорания алмаза навел ученых на мысль о родстве минерала с углеродом, что позже было доказано в исследовательских работах при анализе структуры и химического состава камня.

В природе существует несколько разновидностей алмаза, каждая из которых используется в самых различных сферах:

• бриллиант – самый ценный ограненный камень алмаз;
• баллас – мелкозернистый кристалл круглой формы с очень прочной оболочкой;
• карбонадо – минерал черного цвета в форме куба;
• якутит – темный камень из семейства алмазов, с большим количеством примесей и самым высоким показателем твердости;
• борт – минерал неправильной формы с графитовыми включениями в своей структуре.

В промышленных отраслях наиболее часто используются борт, баллас и карбонадо.

Сферы применения

Условно отрасли применения этого драгоценного минерала можно разделить на ювелирную и техническую. Обработанные кристаллы, известные как бриллианты, относятся к первой области. В промышленность идет более 80% всех добываемых в мире алмазов. Их отличает наличие трещин, полостей и сколов, более темного окраса, многочисленных примесей. Именно их характеристики определяют, в какую сферу производства они будут направлены.

Строительные работы

Одним из главных преимуществ алмаза является – эго твердость. Это самый крепкий минерал в мире и в большинстве случаев именно данным показателем обусловлена широкая сфера его применения в строительстве.

Интересно! Современные строительные работы производятся с участием объемных конструкций из бетона. Демонтаж, сверление, распил и резка столь прочных материалов требуют не только мощного оборудования, но его деталей с покрытием, чья кристаллическая решетка прочнее и крепче.

Сверла, пилы и ножи со специальным алмазным порошковым нанесением справляются с гранитом, мрамором и бетоном, легко перемалывают камни и щебень, пробивают и просверливают отверстия любого диаметра.

УДИВИТЕЛЬНАЯ МАГИЯ АЛМАЗОВАлмаз — это природное вещество, драгоценный камень, техническое сырьё. Он был известен в…Опубликовано Lemon Суббота, 1 ноября 2014 г.

Прокладку кабелей и траншей невозможно провести без применения специальной техники – проходческого комбайна. Его основной элемент – это диск с лезвием, покрытым алмазной технической крошкой.

Приборостроение

Высокая износостойкость этого минерала обуславливает использование его в приборостроении. Чаще всего его применяют при изготовлении самых различных деталей для инструментов. Это может быть сверло с напылением, используемое для мелкого ремонта в доме и огромные промышленные пилы.

Медицина

В медицине технические алмазы – необходимый элемент в процессе изготовления хирургических скальпелей, ножниц, зажимов, стоматологического оборудования. Специальное покрытие, нанесенное на лезвие, гарантирует более точный и аккуратный разрез. Подобный инструментарий незаменим в ходе сложных операций на спинном и головном мозге.

Еще одна область применения – это медицинские лазеры. Кристалл встраивается в сложный прибор в качестве проводника. Операции с помощью лазера все чаще применяются в современной хирургии, так как они менее травматичны и требуют более короткого реабилитационного периода от пациентов.

Телекоммуникации

Драгоценный минерал не менее востребован и в сфере телекоммуникаций. Кристаллы-проводники способны обеспечить прохождение нескольких разночастотных телефонных линий всего через один кабель. При этом последний становится устойчивым к температурным перепадам и скачкам напряжения.

Активно используется алмаз и при создании высокочувствительной оптики. Так, большинство телескопов в ведущих мировых обсерваториях, изготовлено с применением синтетических камней.

Химическая отрасль

Высокий показатель твердости минерала обуславливает высокие защитные свойства материалов, изготовленных с этим покрытием. Алмаз может противостоять действию кислот, щелочей и высокого давления. Он зарекомендовал себя с лучшей стороны после экспериментов в области квантовой физики и даже был включен в список материалов, применяемых в космическом кораблестроении.

Камень алмаз. Свойства алмаза. Описание алмаза.Алмаз – это, пожалуй, самый популярный, самый драгоценный камень в…Опубликовано Алмазный Дом "Lizard" Среда, 16 января 2013 г.

Добыча полезных ископаемых

Техника, использующая режущие и пробивающие детали с алмазным порошковым покрытием, активно эксплуатируется в горнодобывающей отрасли, а также в сфере добычи полезных ископаемых и разработки месторождений нефти и газа.

Ювелирное мастерство

Самое известное производство, где задействован алмаз – это ювелирная отрасль. Причем здесь минерал применяется и в качестве объекта, и как средство его обработки. Оборудование с алмазным напылением – необходимое условие качественной огранки. Именно с помощью него из измененной формы углерода на свет появляется драгоценный бриллиант – один из самых дорогих самоцветов в мире.

Этот камень нередко является центральным элементом императорских и королевских сокровищ. Им украшены и корона российских императоров, и корона британской империи, он вставлен в скипетры, королевские жезлы и державы. Владение украшениями с бриллиантами подчеркивает статус и положение в обществе, демонстрирует показатель финансового состояния хозяина. Драгоценности с этим камнем нередко становились семейными реликвиями и передавались из поколения в поколение.

Стоимость изделий с бриллиантами со временем не уменьшается, а только растет в цене.

Ядерная промышленность

В ядерной отрасли алмаз применяется в качестве элемента для изготовления более точных детекторов ядерного излучения. Счетчики, в которых они используются, измеряют скорость быстрых частиц. И делают они это точнее, чем искусственные кристаллы других видов или газы.

Основные выводы

Алмаз – не только красивый и баснословно дорогой драгоценный камень, который можно увидеть в эксклюзивных украшениях. Область его применения значительно шире.

1. Алмаз – это видоизмененный углерод, родственник всем привычного графита.
2. Данный минерал демонстрирует самую высокую прочность, что позволяет использовать его во многих сферах.
3. Строительство, медицина, ядерные и нанотехнологии, приборостроение – вот лишь небольшая часть отраслей, где востребован этот камень.
4. Со второй половины прошлого века технические разновидности алмаза были заменены искусственным аналогом.

Драгоценный минерал, тесно связанный с историей человечества, уже давно перестал быть только элементом украшения. Он стал неотъемлемым фактором технического прогресса и процесса научной модернизации.

Источник

Области использования алмазов

Природные и синтетические алмазы благодаря уникальным свойствам используются для создания ювелирных украшений, в производстве высокоточного и медицинского оборудования, инструментов с высокой прочностью. Камни разделяют на ювелирные и технические. Первые обладают высокой степенью прозрачности, могут иметь уникальные фентезийные оттенки и после огранки качественно преломляют свет с характерным блеском. Технические образцы не имеют столь высоких характеристик, их не подвергают огранке, а используют для нужд науки и производств. Несмотря на все достижения синтеза искусственных камней, алмазы остаются ценным материалом и желанным приобретением.

Применение алмаза в ювелирном деле

Только камни с безупречными характеристиками – чистотой, цветом, отсутствием дефектов признаются «ювелирными». Они проходят огранку превращаясь в прекрасные, сверкающие бриллианты. Уникальные экземпляры становятся достоянием коллекций и государственных сокровищниц. Большинство камней после огранки используются для изготовления ювелирных изделий.

Бриллианты используются для женских и мужских украшений. Высококачественные камни закупаются на аукционах для коллекций модных домов или создания уникальных авторских украшений. Массовое производство ювелирных изделий допускает применение камней среднего качества:

• их дефекты не различимы невооруженным глазом, украшение можно спокойно носить в повседневной жизни;
• стоимость таких камней ниже, чем у высококачественных безупречных собратьев, потому ювелирные украшения доступны по цене массовому потребителю.

Нет таких ювелирных изделий, где не могли бы использоваться бриллианты. Драгоценные гарнитуры в современном мире – олицетворение роскоши, но, даже не имея сверхвысоких доходов, женщины стараются приобрести в коллекцию драгоценностей серьги, кулоны, браслеты и колье с бриллиантами. Ювелиры также применяют бриллианты и алмазную крошку для производства часов.

Что делают из алмазов кроме украшений

Кроме ювелирных изделий камни применяются в часовых механизмах, оптических приборах, фотоаппаратах. Алмазы позволяют создать защитные элементы для приборов, повышающие срок эксплуатации. Также свойства драгоценных камней используют при создании мощных, быстрых и компактных компьютеров.

Где применяют бриллиант кроме украшений

Физико-химические свойства ограненного алмаза нашли применение не только в ювелирной промышленности. Технические алмазы перерабатывают для производства прочных, не теряющих остроты инструментов и шлифовальных дисков, синтетические камни применяются в электронике, медицине, научных исследованиях. Благодаря устойчивости бриллиантов к радиации их применяют даже на космических станциях.

Инструменты и комплектующие

Твердость алмаза и его способность отводить тепло взяли на вооружение при производстве строительных, промышленных инструментов и оборудования, а также для производства комплектующих машиностроения.

Например, при строительстве сверхзвуковых самолетов детали, подверженные перегреву, покрывают алмазным напылением или помещают в корпус с таким покрытием. Алмаз быстро отводит избыток тепла, исключая преждевременный выход из строя.

Алмазное напыление на режущих дисках, ножах, сверлах, шлифовальном оборудовании также исключает нагрев в результате трения и позволяет работать с материалами высокой твердости:

• металлами;
• бетонными изделиями;
• натуральным камнем твердых пород.

Алмазная крошка способствует не только сохранению остроты инструмента и его прочности, но также позволяет сократить время на проведение манипуляций.

Телекоммуникации

Передача сигнала посредством кабеля может нарушаться из-за скачков напряжения, перепадов температур. Кроме того, необходимо решить вопрос передачи сигналов с разными частотами по общей магистрали кабеля. Кристаллы алмаза устойчивы к перегреву и низким температурам, перепады напряжения никак не влияют на их характеристики. Также они позволяют единовременно передавать несколько сигналов разной частоты через один кабель.

Медицина

Алмазы нашли применение в сфере здравоохранения и медицины, став основой для качественного инструмента и оборудования. Его также используют при производстве специального медицинского белья.

• Камни используют для создания медицинских лазеров, широко применяемых в косметологии, стоматологии и хирургии.
• Хирургические скальпели с алмазным напылением длительно остаются острыми, позволяя осуществлять аккуратные, точные надрезы. Их активно применяют в нейрохирургии и при проведении полостных исследований.
• Стоматологические боры также покрыты алмазной пылью для аккуратного препарирования зубной эмали.
• Специальное алмазное белье оказывает стимулирующее воздействие на процесс кроветворения и циркуляции крови и лимфы в клетках тела.

Прочность алмаза и его химическая инертность делает его незаменимым составляющим для нужд медицины. Инструменты долго сохраняют высокие рабочие характеристики, не вступают в реакции с жидкими средами организма, лекарственными и дезинфицирующими препаратами.

Ядерная промышленность

В данном направлении используются 2 свойства алмаза: обеспечение высокой точности работы приборов, а также в качестве измерителя ядерного излучения. В последнем случае в основе лежит феномен световой вспышки при попадании иона в структуру алмаза.

Химическая сфера

Алмаз устойчив к воздействию кислот и щелочей, что делает его незаменимым помощником в химической промышленности. Во-первых, это создание защитных элементов, способных противостоять самым агрессивным веществам, таким как плавиковая кислота. Во-вторых, использование алмазных инструментов и инвентаря позволяет получать максимально точные результаты о взаимодействии различных веществ между собой.

Электроника

До 2003 года применение алмазов в сфере электроники имело 3 препятствия: высокая стоимость природного сырья, отсутствие надежных источников поставки больших и чистых камней, а также не было механизмов превращения алмаза с характеристиками естественного изолятора в полупроводник p- и n-типа.

• Первая проблема была связана с политикой корпорации «De Beers», являющейся монополистом в секторе добычи природных алмазов.
• Вторая – с тем, что лишь малый процент природных камней с нужными электрическими характеристиками.
• Третья – с тем, что в кристаллической решетке алмаза не было нужных для проведения электричества молекул, а углерод нужным свойством не обладал.

Первые 2 проблемы были решены за счет развития технологий создания синтетических камней. Знаковым стало получение искусственных алмазов ювелирного качества. Последнюю проблему ученые решили за счет включения в молекулярную структуру алмаза бор.

Примерно 90% добываемых алмазов относятся к техническим. При этом высокоточные приборы требуют свойства камней с высокими характеристиками, потому первенство в производстве электроники, оптических и медицинских приборов остается за синтетическими камнями. Натуральные камни также высоко ценятся, ведь их уникальность позволяет создавать настоящие произведения ювелирного искусства.

Источник