Алмазы технические и ювелирные

Твердые керамические материалы на основе карбида кремния совершенно не поддаются механической обработке обычными способами и единственной возможной является обработка алмазным инструментом.

Развитие электронной техники  потребовало использования твердых  керамических материалов, способных  выдерживать высокие температуры  и давления. Такие материалы обрабатываются только алмазными шлифовальными  кругами, обеспечивающими высокую  точность обработки (0,00001 мм.). Эти шлифовальные круги изготавливаются из алмазов  размером 0,65-0,065 мм.

Сравнительные испытания показали, что стойкость алмазных шлифовальных кругов в 65-70 раз выше стойкости кругов из других материалов. Доводка алмазными  кругами штампов (с деталями из твердых  сплавов) повышает стойкость штампов  в 20-50 раз.

Применение инструмента для  правки имеет значительное преимущество. Алмазные инструменты обладают высокой  стойкостью. При их применении достигается  высокая точность требуемой формы  шлифовального круга и соответственно высокая точность и 

10

чистота поверхности шлифуемых  деталей.

Очень важным является использование  алмазов для изготовления алмазных волок. До настоящего времени только алмазные волоки оказались наиболее пригодными для производства проволоки  диаметром меньше 1 мм., вплоть до проволок для ламп накаливания диаметром 0,01 мм.

Одной из самых основных задач является внедрение и освоение алмазного  бурения, при котором сокращается  расход материалов, упрощается конструкция  скважин; сокращает парк бурового оборудования. Переход на алмазное бурение способствует сокращению аварийности из-за обрыва бурильных труб.

 

§2.Ювелирная промышленность

Среди драгоценных камней, таких  как рубин, сапфир, изумруд, александрит  и др., ювелирный алмаз по ценности занимает первое место и считается  камнем первого порядка.

Искусство обработки алмазов возникло в глубокой древности в Индии - на родине первых драгоценных камней - и в других странах Востока. Обработка  камня в Индии достигла высокого уровня. Однако древние мастера не сумели найти форму, которая в  полной мере позволила бы проявиться чудесному блеску и игре алмазов.

В процессе обработки алмаза большую  роль играет искусство раскалывания камня с целью уменьшения массы  кристалла и удаления дефектных  частей.

В настоящее время одной из ведущих  стран по обработке алмазов в  бриллианты является Бельгия. Из США  алмазы вывозятся в Бельгию, где  они подвергаются обработке и  затем снова экспортируются в  США уже в виде бриллиантов  или алмазного инструмента. Гранильные фабрики и мастерские имеются  также в Бразилии, Индонезии, Австралии, Японии и др.

Современные технологические схемы  обработки алмазов включают следующие  операции: раскалывание, резку, предварительную  обдирку, огранку и полировку  кристаллов. Все алмазы, поступающие  для обработки на бриллианты, предварительно просматриваются для определения  способа обработки и вида огранки. Для раскалывания, распиловки и огранки  алмазов очень большое значение имеет точная ориентировка кристаллов. Для такой ориентировки широко применяются  рентгеновские лучи.

Если алмаз имеет какой-либо дефект, то по этому месту и ведут  распиловку. После распиловки алмазы подвергаются обдирке (обточке). Эта  операция осуществляется на специальных  токарных обдирочных станках. Обдирка  применяется для обтачивания  граней, ребер и углов кристаллов. Потери при данной операции составляют 15-25%; отходы используются для изготовления алмазных порошков.

После обдирки приступают к огранке  камней. Чаще всего алмаз гранится в форме круглого бриллианта, позволяющего наиболее тонко выявить блеск  и игру светового луча. Для обработки  крупных алмазов неприменимы  стандартные формы огранки. Мастер должен проявить все свое профессиональное умение для обработки такого драгоценного камня, чтобы максимально сохранить  его природную величину. Стоимость  бриллиантов зависит от массы  камня, его цвета и качества.

 

 

 

 

 

11

Производство бриллиантов (в %.)

Страны	1965г.	1970г.	1974г.	1978г.
Бельгия	47	36	34	25
Израиль	28	27	33	35
Индия	4	17	17	28
США	6	10	7	6
ЮАР	4	5	4	2
Прочие страны	11	5	5	4

Лидерами в ювелирной перерабатывающей промышленности является Италии ( в художественном отношении ).

 

§3.Промышленность синтетических алмазов

В 1957г. Дженерал Электрик разработала  промышленный процесс производства искусственных алмазов, позволяющий  изготовить синтетические алмазы за несколько минут. Проверкой оптических свойств, рентгеновским и химическим анализами, испытанием твердости было доказано, что эти кристаллы, полученные синтетическим способом, были действительно  алмазами.

Пуск первого завода по производству синтетических алмазов был произведен Дженерал Электрик в 1957г., в Детройте. Мощность завода составляла 3,2-3,5 млн. кар. искусственных алмазов в год.

Скорость роста кристаллов при  синтезе алмазов очень велика и она равна 0,33 мм/мин. Скорость роста  зависит от давления и температуры. При снижении скорости роста синтетических  алмазов качество кристаллов улучшается. Цвет искусственных алмазов также  зависит от температуры и давления. При нижнем интервале температуры  получаются черные алмазы, а при  более высоких температурах начинает образовываться бесцветный алмаз. Установленный  определенным способом режим процесса производства искусственных алмазов  позволяет получить широкое разнообразие оттенков.

Самый распространенный для получения  синтеза алмазов аппарат конструкции  Ч.Г. Холла «белт». Основными деталями являются два конических пуансона, сделанные из прочного материала. Пуансоны, сдвигаясь, образуют небольшую камеру (камера высокого давления). Двигаясь, они сжимают массу, находящуюся в камере высокого давления. Нагрев массы производиться электрическим током проходящим через пуансон. Для того, чтобы полученные алмазы снова не перешли в графит в конце операции их охлаждают.

 

§4.Цены на природные и синтетические  алмазы

Стоимость алмаза зависит от величины кристалла, цвета, прозрачности, дефектов, трещин.

В настоящее время, несмотря на открытие новых месторождений и значительное увеличение добычи алмазов, цены на ювелирные  алмазы продолжают возрастать. Алмазному  синдикату удается не только сохранить  существующий уровень цен на ювелирные  алмазы, но и обеспечить постоянное их повышение.

Минерологи предложили производить  оценку алмазов по формуле N=m/2(m+2)K, где N- цена алмаза; m- его масса; K- цена кристалла  того же качества массой 1 кар.

 
12

Цены на алмазы (в дол.($)США за 1 кар.)

 

год	Бельгия	Израиль	Бельгия	Израиль
1950	16,85	24,51	101,85	73,41
1960	23,86	32,65	106,97	97,06
1970	22,70	42,66	159,91	137,56
1975	43,66	68,05	269,62	199,80
1976	41,52	70,52	227,98	215,51
1977	---	81,95	---	302,10
1978	---	---	---	---
1979	---	---	---	---
1980	---	---	---	---

 

На международном алмазном рынке  стоимость ювелирных алмазов  во много раз превосходит стоимость  технических и синтетических  алмазов. Цена технических алмазов  оставалась в десятки, а иногда и  в сотни раз ниже цены ювелирных  кристаллов.

Стоимость алмазов устанавливается  окончательно экспертами. Иногда алмазными  синдикатами вводятся разовые надбавки к ценам. Купленная партия алмазов  высылается в адрес покупателя. Брокеры  могут осмотреть предлагаемые образцы  и сделать выбор заранее. Часто  продажа производиться по спецификации без предварительного осмотра товара, в этом случае товар передается покупателям  в упакованном виде с печатями сбытовой организации.

Природные алмазы являются драгоценным  экспортируемым материалом и рассматриваются  как валютное и стратегическое сырье. С освоением производства синтетических  алмазов роль и назначение природных  алмазов не уменьшаются.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

Глава III. География алмазной промышленности.

 

§1.Алмазодобывающая и алмазоперерабатывающая промышленность

 

Алмазные месторождения за рубежом  распределены неравномерно. Так в  Африке добывается 95-98% ежегодной мировой  добычи алмазов, в Южной Америке 2-5%, а на долю остальных стран  и континентов приходится менее 0,1%.

Ведущая роль в добыче алмазов принадлежит  Республике Заир и ЮАР. В Южно-Африканской  республике алмазные месторождения  находятся в бассейнах рек  Оранжевой и Вааль, в широкой  полосе длинной свыше 500 км. в Южном и Юго-Западном Трансваале в районе Претория, в округах Лихтенбург и Вендерсдорн и в Малом Намакваленде в прибрежной полосе Атлантического океана длинной свыше 200км. Большую роль в добыче преимущественно технических алмазов дает Гана.

Первый кризис в алмазодобывающей промышленности был отмечен в 1888г., когда добыча этого ценного минерала намного превысила спрос потребителя. Связано это было с открытием  южно-африканских месторождений, совершенно изменивших характер алмазного рынка. Резкое падение цен вынудило мелкие фирмы прекратить нерентабельную добычу; окрепли крупные компании, такие  как «Де Бирс» (основана в 1883г.), продолжавшие вести конкурентную борьбу против алмазодобывающих компаний в других странах.

В течение 25 лет «Де Бирс» добивалась последовательного повышения цен и прибылей монополистов, умело регулируя добычу в соответствии со спросом, но открытие новых крупных месторождений опять привело к росту конкуренции.

Новое резкое падение цен на алмазы началось в 20-е годы, и многие алмазные компании оказались под угрозой  банкротства. Однако наступившее вслед  за этим оживление промышленной конъюнктуры  вызвало спрос на алмазы на мировом  рынке, и компании вновь смогли продолжать свою деятельность.

Все основные алмазодобывающие страны или совсем не используют алмазы или  используют их очень в незначительном количестве (Конго, ЮАР, Гана). Поэтому  алмазы из этих стран вывозятся в  США, Бельгию, Голландию, Израиль, Канаду и другие страны. Бельгия и Голландия  являются основными странами, ввозящими  ювелирные алмазы, потому что высоко развито гранильное производство.

Основными странами - производители  бриллиантов в мире является Бельгия, Нидерланды, Израиль, ЮАР. Огранка алмазов  осуществляется также в США, ФРГ,, Франции, Италии, Великобритании, Бразилии, Португалии и ряде других стран. В 80-е годы заметно возросла роль Индии как производителя ограненных алмазов.

 

 

 

 

 

 

 

 

14

Заключение.

 

Освоение производства синтетических  алмазов является подлинной технической  революцией для многих отраслей промышленности, ибо работать с применением алмаза значит работать быстрее, выпускать  продукцию высшего качества при  меньшей себестоимости.

Если алмазы были раньше дефицитными  и имели ограниченные области  применения, то с развитием производства синтетических алмазов они стали  доступны любой отрасли промышленности, любому предприятию. В настоящее  время во всех странах ведутся  исследования по широкому внедрению  искусственных алмазов в промышленность и изыскание новых областей, где  натуральные алмазы смогут быть заменены искусственными.

Ведутся исследования по улучшению  свойств синтетических алмазов: снижению хрупкости, увеличению размера  кристаллов, получение монокристаллов, что позволит внедрить искусственные  алмазы во все новые отрасли промышленности и приведет к все возрастающему увеличению производства синтетических алмазов, возможности которого безграничны.

Одновременно с этим в настоящее  время еще многие области, где  натуральные алмазы не могут быть полностью заменены синтетическими - это процессы, где применяются  большие скорости подач и имеют  место высокие удельные давления, при бурении, резке и других операциях.

Синтетические алмазы еще не применяются  для изготовления однокристаллическоо и многокристаллического алмазного инструмента, где требуются большие размеры кристаллов для изготовления стеклорезов, резцов, сверл и др. Кроме того 20% всего количества добываемых натуральных алмазов являются ювелирными алмазами.