Статьи по теме:
- Алмаз: как обрабатывают самый твердый материал на Земле
- Как искать алмазы
- Как обработать алмаз
Считается, что первыми обрабатывать алмазы начали Древние Индусы. Они заметили, что если потереть два камня друг о друга, они начинают шлифоваться, а их блеск заметно возрастает. В Европу этот процесс дошел значительно позже – в XV веке. В это время ювелир герцога Людвига ван Брекема впервые начал огранят алмазы. Первый экземпляр назвали «Санси».
В XVII веке технологии дошли до того, что алмазы научились распиливать. Первые пилы напоминали собой простую железную проволоку, однако ее поверхность была насыщена алмазным порошком. Сам процесс распиливания длился невероятно долго. Например, алмаз «Регент», который весил 410 карат, пришлось пилить 2 года, расходуя при этом невероятно большое количество алмазного порошка.
8 Камней Которые Лучше Никогда не Трогать
Современная обработка
В современном мире алмазы режут при помощи специальных станков, на которых очень быстро вращаются бронзовые стержни толщиной не более 0,07 мм. При этом на диск непрерывно подается специальная алмазная суспензия. Также с помощью современных установок можно обеспечить электроэрозионную, ультразвуковую, лазерную и другие виды обработок.
Наиболее сложным и ответственным процессом считается огранка алмазов для изготовления бриллиантов. Ее осуществляют при помощи медного диска, вращающегося с невероятной скоростью. В него впрессованы мелкие алмазы, которые и позволяют добиться такой невероятной чистоты. Реже используют чугунный диск и алмазный порошок, разведенный в оливковом масле.
Форма камня и расположение граней делают таким образом, чтобы свет, падающий на камень, не проходил сквозь него, а отражался от всех внутренних поверхностей. Это позволяет добиться невероятной игры света.
Сложности огранки
Стоит отметить, что огранка бриллианта — не только сложный, но и очень долгий процесс. Крупные камни могут обрабатывать по несколько месяцев, в то время как уникальные – несколько лет. Масса алмаза в ходе этих операций может уменьшиться в три или два раза, но стоимость самого камня увеличивается гораздо больше.
Поэтому ювелиры должны быть не только хорошими умельцами, но и отличными математиками. Прежде чем приступить к обработке, будущая форма бриллианта тщательно просчитывается с условием максимального прохождения света и сохранения наибольшей массы. Однако если раньше ювелирам приходилось все делать вручную, сейчас им во многом помогают компьютеры, которые позволяют автоматизировать данный процесс.
Источник: www.kakprosto.ru
Твердость алмаза: основные влияющие факторы и определение
Здравствуйте, дорогие читатели. Как уже неоднократно отмечалось в наших статьях, алмаз имеет самую высокую твердость среди других минералов. Но какова же твердость алмаза? С чем она сравнивается и кто первым установил этот удивительный факт?
Вообще твердость – это такая величина, благодаря которой можно узнать сопротивление твердого вещества при попытках его повредить другим веществом. Для этого чаще всего экспериментальный образец царапают. Понятное дело, после такой «проверки» экспериментальный образец безнадежно испорчен, так что подобные процедуры проводят только в самых необходимых случаях.
Браслет из серебра
Открытие твердости алмаза
Еще в начале 19 века (а именно в 1911 году) известный и талантливый ученый в области минералогии Моос Фридрих впервые разработал специальную шкалу для определения твердости, названную в его честь. По этой шкале этот параметр минералов определяется при помощи коэффициента твердости, который распределяется от 1 до 10. Очевидно, что у алмаза данный показатель составляет все 10 баллов. Хотя настоящую твердость данная шакала не определяет, однако является важным показателем.
Золотая подвеска с изумрудом
За основу своей шкалы Моос взял самые доступные на тот момент минералы и сравнил их между собой путем царапания.
Держатель для хранения колец
Есть ли минерал тверже алмаза?
На данный момент ученые экспериментируют в области создания камня или минерала, способного превзойти алмаз по своей прочности. На сегодня удалось, например, сделать карборунд. Это материал тверже корунда с твердостью 9, но все равно мягче алмаза. Это был самый твердый после алмаза минерал.
Сплавы сталей на сегодняшний момент также значительно отстают от рассматриваемого камня. Их твердости не превосходят 7,5 по шкале Мооса. Однако даже при таких условиях в некоторых производствах удается заменить алмаз на более дешевые сплавы сталей (для обработки различных деталей и т.п.).
Серьги-пусеты из серебра с топазами
Однако даже при этом факте прочность железа все равно определяют с помощью алмазных пластин, которыми врезаются в поверхность сплава. По создаваемой вмятине и определяют искомый параметр.
Но эксперименты продолжаются. Немногие слышали, но на данный момент есть так называемый лонсдейлит. Он был синтезирован учеными еще в 20 веке, хотя и встречается также в метеоритных останках и т.п. Этот материал (как ранее заявлялось) в полтора раза прочнее алмаза. Максимальное давление, выдерживаемое этой алмазной модификацией, якобы также на 55 ГПа больше.
Но по факту это не так, хотя и есть способы сделать его даже в два раза прочнее алмаза.
Кольцо золото с изумрудом
Например, при нанокоструированни, можно создавать навнополикристаллы или нанокомпозиты. В результате таких работ как раз и можно добиться ранее упоминаемых результатов. Производители уже готовы предложить такие кристаллы размером около кубического сантиметра.
брошь золото
Однако тут есть и ложка дегтя – стоимость производства лонсдейлита настолько огромна, что практически нигде в наше время не оправдывается экономически. Происходит это из-за трудностей получения вещества, названного в честь британского кристаллографа Лонсдейл Кейтлин. Как минимум, шлифовать лонсдейлит практически нереально в силу его исключительной твердости (если говорить о предварительной специальной обработке, упоминаемой ранее).
Колье из золота
Связанные с твердостью алмаза факты
- Как все мы знаем, графит и его родственник алмаз состоят из одного и того же уникального элемента – углерода. Но при этом минерал получил оценку 10 из 10 по шкале Мооса, а графит – всего лишь 1. Секрет такого распределения прост – все дело в структуре камня, его кристаллической решетке. Ведь стоит атомам распределиться несколько иначе, как мы получим некое вещество с абсолютно другими значениями твердости и других параметров.
- Для графита характерна слоистая структура, а для алмаза кубическая.
- Помимо твердости, в зависимости от вида связей атомов между самими собой, меняются также блеск, пластичность, даже внешний вид и многое другое. Тот же графит, например, обладает очень слабыми межатомарными связями.
- Существует несколько предположений насчет названия камня, о свойствах которого уже очень давно знали наши предки. По одному из них «алмаз» происходит от греческого «адамас» («нерушимый»). По другой версии, от персидского «твердый» («ал-ма»). Ну а третья и вовсе отсылает нас к легенде об Элайзе, которая могла лечить людей от любых болезней, но своего возлюбленного спасти не успела. Из ее слез и появились алмазы, образованные от имени девушки.
кольцо из белого золота
Таким образом, на Земле на данный момент крайне трудно отыскать что-то столь же твердое как алмаз. Однако уже сейчас производятся материалы, превосходящие камень по своей прочности, способности к окислению и температурной устойчивости.
подвеска крест
На этом мы прощаемся с вами, но надеемся еще не раз встретить вас на страницах ресурса. До скорых встреч, друзья.
Как вам статья?
Источник: lubikamni.ru
Керамика, алмаз, натуральный камень – какой брусок выбрать?
Точильные камни — необходимый атрибут любой кухни. Они должны быть под рукой и у домашней хозяйки, и у шеф-повара крупного ресторана. Каждый любитель острых ножей знает: чтобы получить хороший результат, надо иметь хороший точильный брусок. А что значит «хороший» брусок? Как разобраться в разнообразии представленных на рынке разновидностей и на каком из них остановить свой выбор?
На сегодняшний день ассортимент точильных камней делится на две большие группы – натуральные точильные камни и точильные камни искусственного происхождения. Каждый из этих видов имеет свои плюсы и минусы и найдет своего покупателя.
Натуральные точильные камни
Это, по сути, один из древнейших видов абразивных материалов, потому что необходимость в заточке металлических изделий возникла вместе с появлением первых изделий из металла – будь то оружие или инструмент.
Натуральные камни, подходящие для использования в качестве абразивов, встречаются во всех частях света. Самыми известными являются месторождения, расположенные в Бельгии, Уэльсе, Тюрингии, Турции, Японии, арканзасское месторождение в США и другие.
Арканзасский камень
Натуральные абразивы представляют собой мелкие кристаллы кварца, которые связаны осадочными породами, напоминающими окаменевший ил. Величина абразивных кристалликов колеблется в достаточно широких границах. Твердость осадочной породы, которая служит матрицей, также неоднородна. Поэтому найти каменную глыбу, обладающую более-менее хорошей однородностью, не так и легко. А пользоваться бруском, который шлифует в разных местах по-разному, не слишком удобно.
Поэтому из естественных точильных камней наибольшей известностью пользуется так называемый Арканзас, получивший свое название от американского штата, в котором, собственно, и находится месторождение. Научное название – новакулит. Это белый минерал с голубоватым или желтоватым оттенком и восковым блеском.
Состоит арканзасский камень из обыкновенного кристаллического кремнезёма, или кварца. Причем, чистота кварцевой породы уникальна – она на 99,5 % состоит из оксида кремния. Другая особенность этого точильного камня – мелкая зернистость (от 1 до 6 микрон) и однородность камня. И третья особенность – у арканзасского камня самые прочные связи между абразивными зернами. Благодаря импликационной структуре, когда каждая частица похожа на зубец и границы зерен «врастают» друг в друга, создается очень прочная и мало изнашиваемая точильная поверхность.
Арканзасский камень залегает пластами. В зависимости от условий формирования пластов, помимо основного вида камней, описанных выше, встречаются камни, залегающие в расположенных ниже или выше пластах. Они несколько отличаются по структуре, имеют более крупное зерно и большую пористость, а потому меньшую твердость, называясь при этом также арканзасским камнем. Разнообразие геологических факторов при формировании горных пород, таким образом позволяет разделять арканзасский камень на три вида: твердый средний и мягкий.
При добыче арканзасского камня также часто находят его сопутствующую разновидность – камень вашита (Washita). Он бывает черного, бурого или серого цветов. По сути, это самый мягкий из арканзасских камней, имеющий большое количество примесей. Но, при этом, вашита является неплохим по своим физическим характеристикам точильным камнем. И стоимость его несколько ниже, чем стоимость твердых сортов арканзаса.
Японские водные камни
Другим известным видом натуральных точильных камней являются японские водные камни — Awase. Добыча этих камней ведется не одно столетие в окрестностях города Киото. Такие камни очень высоко ценятся среди мастеров и любителей за отличное сочетание абразивных свойств и мягкости заточки ножей. Умение работать с японскими водными камнями позволяет быстро затачивать ножи или инструменты до бритвенной остроты, даже изготовленные из стали высокой твердости (60-62 HRC).
Основным недостатком натуральных точильных камней является их высокая стоимость. На сегодняшний день месторождения камней истощились, а их добыча строго регламентируется государством. Соответственно, и стоимость выросла в несколько раз. Так, цена хорошего камня может достигать 3000-5000 долларов. Поэтому натуральные камни стали не просто повседневным бытовым предметом, а в большей степени показателем уровня мастерства или состоятельности их владельца.
Искусственные точильные камни
Альтернативой натуральным точильным камням на сегодняшний день являются искусственные камни. Технология производства этих материалов достаточно хорошо отработана. Это позволило вывести на рынок большое количество высококачественных изделий, не уступающих по своим эксплуатационным параметрам натуральным материалам.
Абразивные искусственные камни
Абразивные искусственные камни (бруски) — одни из наиболее распространенных на рынке. В своей основе они имеют зерна электрокорунда (сверхтвердый материал на основе оксида алюминия) или карбида кремния (карбокорунд) и связующего материала. Эти два компонента равномерно перемешиваются и скрепляются между собой под воздействием высокой температуры и давления.
Остроугольные грани абразивных кристаллов значительнее прочнее стали, поэтому, при соприкосновении с лезвием ножа или другого инструмента, срезают металл слой за слоем. Отработанные твердые фракции абразива постепенно выпадают из основы слой за слоем, образуя дефекты поверхности. После выравнивания керамические бруски возобновляют свои характеристики.
Сочетание калибровки зерна и качества связующего материала является основным показателем для определения качества всего изделия. Бруски невысокого ценового диапазона имеют, как правило, очень неоднородные размеры абразивного зерна и не очень качественное связующее вещество, поэтому быстро выкрашиваются и их приходится часто выравнивать.
При этом, качественные керамические бруски имеют большой ресурс и высокую износоустойчивость. Керамика с зерном среднего размера изнашивается крайне медленно. Бруски с мелким зерном – практически не изнашиваются. Поэтому и служить будут долго.
При работе керамические бруски, особенно мелкие, быстро засоряются частичками снятой стали и от этого начинают терять свои абразивные качества. Чтобы вернуть бруску его рабочие характеристики, его достаточно промыть мыльным раствором и просушить. Желательно делать это после каждой работы. Иначе шлифовать сталь брусок будет еле-еле, а вот образовывать заусенец — преотлично.
Искусственные японские водные камни
Искусственные японские водные камни, как видно из названия, прямая альтернатива натуральным. При этом искусственные камни имеют ряд преимуществ. Технология позволяет выдерживать постоянный размер зерна и варьировать твердость камня.
По типу абразивного зерна водные камни похожи на обычные керамические бруски: в качестве абразива используется карбид кремния, оксид хрома, оксид алюминия.
Но разница есть, и она, прежде всего, в качестве исполнения, а именно, в однородности абразивных зерен и составе и твердости матрицы – используются керамическая или бакелитовая связка. Поэтому стоимость их выше, чем у аналогичных камней других типов, но ниже, чем у природных камней.
Особенность водных камней в том, что до начала использования их следует замочить в воде. В зависимости от твердости камня, время замачивания составляет от 5 до 20 минут. Надо просто подождать, когда из камня выдут все пузырьки воздуха. Зачем же это нужно? При работе с камнем образуется большое количество снятой металлической стружки, порошка, которые забивают абразив.
В результате этого, поверхность камня делается гладкой и теряет свои абразивные качества.
При использовании мокрого камня на его поверхности образуется суспензия из воды, металлического порошка и каменной крошки. До окончания работы ее ни в коем случае не следует убирать. Именно она и обеспечивает высокое качество заточки режущей кромки.
Главное преимущество японских камней – их мягкость. Однородная структура абразива делает заточку ножей и инструмента более качественной, быстрой и удобной. Мелкие по размеру зерна при заточке мягко обрабатывают металл и делают кромку более устойчивой к затуплению.
При работе японские бруски стачиваются быстрее, чем керамические, обнажая при этом новые зерна абразива, а отработанные зерна переходят в водную суспензию. Поэтому японские камни имеют более высокую скорость износа, но при этом обеспечивают стабильно высокую производительность при великолепном качестве обработки поверхности клинка.
Алмазные бруски
Большое распространение получили также алмазные бруски. Этот вид брусков выпускается с разным размером крошки, что позволяет применять бруски из такого материала для широкого спектра работ. Бруски, изготовленные из алмазной крошки, имеют свои характерные особенности.
Преимущества алмазных брусков не только в том, что алмаз — самый твердый минерал на свете. Но и в том, что характер кристаллической решетки придает зернам алмазного абразива форму с более острыми режущими гранями, чем у других абразивов. К тому же, они не изменяют своей формы в процессе работы, а потому, и не тупятся.
Рабочая поверхность алмазного бруска не потеряет своей правильной, плоской формы даже после длительной и интенсивной работы. Ведь толщина алмазного напыления измеряется долями миллиметра, поэтому никакая выработка поверхности бруску не грозит. Даже окончательно потерявший абразивные свойства алмазный брусок остается практически идеально плоским. Добиться «облысения» бруска — крайне сложно.
В связи с тем, что алмаз является очень твердым материалом, заточить нож при помощи такого бруска можно весьма быстро. Но, в то же время, режущая кромка ножа быстро затупляется, потому что алмазный брусок при заточке создает не ровную режущую поверхность, а, по сути, микропилу, которая быстро стачивается при работе.
Работать на алмазном бруске можно как насухо, так и слегка смочив его водой. Алмазный брусок не засоряется отработанными частичками стали. А чтобы его очистить по окончании работы, достаточно просто сполоснуть водой.
Из плюсов следует отметить также и такой момент. Стирают сталь алмазные бруски очень эффективно, что позволяет значительно сократить длину бруска. По сравнению с керамическими – в полтора раза. Конечно, на длинном бруске работать удобнее и проще. Но если речь идет о карманных, походных точилках, длина которых не очень большая, то, несомненно, преимущества за алмазными брусками.
Настоящий алмазный брусок не может стоить дешево. И дело не только в стоимости материала. Технология производства хороших алмазных абразивов остается достаточно дорогой. Поэтому, если вам попался дешевый алмазный брусок – будьте готовы к тому, что «лысеть» он начнет прямо на глазах!
Керамические точильные камни
Наиболее современным видом абразивных материалов являются керамические точильные камни. Их изготавливают из специальной керамики, по составу и свойствам схожей с керамикой для микросхем.
Из них производители делают как точильные бруски, так и различные абразивные поверхности в устройствах для заточки. Керамические точильные камни сочетают в себе качество обработки поверхности природных камней и слабую изнашиваемость алмазных брусков. Заточка на керамических камнях идет медленно, поэтому основное их назначение – это правка лезвий, или доведение их до остроты бритвы и зеркального блеска. При работе их не требуется смачивать, а промываются водой они после окончания применения. Часто такие бруски имеют особую форму, что позволяет точить не только ножи, но и иголки, рыболовные крючки.
На сегодняшний день покупатель имеет достаточно большой выбор абразивных точильных камней для ежедневного применения в быту или в походных условиях. Натуральные камни дороги, но имеют свои преимущества, так как, являясь классическим инструментом, сегодня являются еще и показателем статуса владельца и, несомненно, предметом зависти для коллег и друзей, которые понимают толк в холодном оружии.
В свою очередь, искусственные точильные камни дают возможность недорого и качественно следить за ножами и другим инструментом, что делает их не только удобными, но, порой, и незаменимыми в повседневной жизни.
Источник: cekatop.ru