Алмазы технические и ювелирные

Министерство образования  и науки РФ

федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

«Алтайский Государственный  Технический Университет им. И.И. Ползунова»

 

 

 

 

 

 

Кафедра «Основания, фундамента, инженерная геология и геодезия»

 

 

 

 

Реферат

Тема: «Алмазы технические и ювелирные»

 

 

 

 

 

Выполнил :ст.гр. С-22  Попов Олег, C-22

Проверил: доцент, к.т.н. Амосова  Л.Н.

 

 

 

 

 

Барнаул 2012

 

Содержание

Содержание---------------------------------------------------------------2

Введение----------------------------------------------------------------3

 

Глав I. Алмазы, их геология и применение -------------------------4

§1. Геология алмазов--------------------------------------------------4

§2. Происхождение алмазов------------------------------------------6

§3. Искусственный синтез алмазов-----------------------------------6

§4. Алмазы в жизни человека----------------------------------------7

 

Глава II. Основные направления алмазной промышленности---10

§1. Применение алмазов в  технике---------------------------------10

§2. Ювелирная промышленность-----------------------------------11

§3. Промышленность синтетических алмазов---------------------12

§4. Цены на природные и синтетические алмазы-----------------12

 

Глава III География алмазной промышленности------------------14

§1. Алмазодобывающая и алмазоперерабатывающая промышленность--------------------------------------------------------14

Заключение-----------------------------------------------------------15

Список литературы---------------------------------------------------16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 Введение

 

Алмаз-это природное вещество, драгоценный  камень, техническое сырье. Он был  известен в далеком прошлом, широко применяется в настоящем, велики перспективы его использования  в будущем.

Человек узнал этот твердый, прозрачный, блестящий, играющий всеми цветами  радуги камень еще на ранних стадиях  развития цивилизации. И он стал собирать его любоваться им, украшать им свое оружие и одежду, использовать его  при изготовлении религиозно- культовых предметов и символов власти. Точно неизвестно в какой части света, какой народ, в какое время впервые обратил внимание на алмаз, стал его собирать, а потом специально искать и хранить. Вероятно, как и большинство важных для человечества открытий, а это, безусловно, важное открытие, люди сделали более или менее в одно и то же время независимо друг от друга в разных местах земного шара. Это произошло и в Индии, и в Африке, и в Южной Америке. С тех пор, как научились обрабатывать, шлифовать и полировать алмазы, они стали еще более блестящими, их цветовая игра усилилась, по существу до конца раскрылась природная красота камня- и алмаз, превращенный в бриллиант, стал еще больше цениться.

С развитием техники, когда возникла необходимость в новых видах  минерального сырья, в частности  для обработки камня, металлов, а  в последующем различных твердых  синтетических материалов, алмаз  приобрел как бы вторую жизнь. Были выявлены и изучены его высокие  абразивные свойства, с которыми связаны  возможности использования алмазов  в промышленности. В настоящее  время существование всей обрабатывающей промышленности и машиностроения ( от создания мощных агрегатов до изготовления тончайших механизмов и приборов) практически немыслимо без применения алмазов в той или иной части технологического процесса. Вместе с тем и сейчас алмаз, как и раньше, остается одним из самых красивых и дорогих драгоценных камней, идущих на создание различных ювелирных изделий и украшений, многие из которых являются настоящими произведениями искусства.

Если в последние годы в промышленности все больше и шире используются алмазы как абразивный материал ( абразивные порошки, пасты, шлифовальные круги, алмазные пилы, стеклорезы и т.д.), что основано прежде всего на их чрезвычайно высокой твердости, то в будущем с дальнейшим ростом научно-технического прогресса несомненно найдут применение и другие исключительные свойства такого вещества, как алмаз. Поэтому эта тема является для меня наиболее актуальной и интересной.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                 3

ГЛАВА I. Алмазы, их геология и применение.

 

§1.Геология алмазов.

 

Алмаз-минерал, драгоценный камень 1 класса, по блеску, красоте и твердости  превосходит все известные в  природе минералы и драгоценные  камни. Алмаз представляет собой  почти чистый углерод.

Свободный углерод встречается  в природе в трех аллотропических  формах-аморфный(в виде сажи) и двух кристаллических формах- графит и алмаз.

Алмаз- прозрачный кристалл, приобретающий после обработки чудесный, ослепительный блеск, графит-темный, совершенно непрозрачный. Алмазы в основном являются изоляторами. Графит хороший проводник электричества. Наиболее важное свойство алмаза- чрезвычайно высокая твердость. Графит очень мягок. Графит растворяется в некоторых кислотах, алмаз стоек к кислотам и щелочам (окисляется только в растворе некоторых щелочей). Различие свойств алмаза и графита объясняется различием их кристаллической структуры. Плотность алмаза 3,47-3,55. Плотность графита2.25. Алмаз может быть превращен в графит при нормальном давлении, а чтобы превратить графит в алмаз надо применить сверхвысокое давление и температуру.

В течение столетий алмазы ценились как драгоценности и украшения, но за последние 20-30 лет роль и значение их для развития человеческого общества резко изменились и повысились. Благодаря  своей непревзойденной твердости  и другим ценным свойствам алмазы нашли широкое применение прежде всего в обработке металла. Развитие техники XX в. предъявляет непрерывные требования к повышению прочности металла и тщательной обработки многих деталей сложных механизмов, без чего не могли бы быть созданы многие уникальные системы, имеющие важное значение для прогресса техники.

Проблема удовлетворения все возрастающих потребностей в алмазах в многих странах разрешается в двух направлениях.

Первое направление, имеющее длительную историю, связано с поисками алмазных месторождений и созданием алмазодобывающей промышленности. Второе направление, которое  успешно развивается в последние  годы,-искусственное получение алмазов.

Алмазных месторождений в мире немного. Алмазы в коренных месторождениях встречаются в составе магматических  ультраосновных пород, известных под  названием кимберлитов. Это и  послужило благородной почвой для  создания целой системы гипотез  о кристаллизации алмазов из магмы  в верхней мантии Земли и последующем  выносе их на дневную поверхность  с помощью вулканических аппаратов. Однако всем этим гипотезам присущ большой недостаток. Они не обосновывают возможности возникновения физико-динамических условий, необходимых для синтеза  алмазов в природной обстановке и сохранения их в процессе перемещения  вместе с магмой из глубин 70-140 км. На поверхность Земли. Все эти гипотезы не дают также четкого научного аргументированного ответа на вопрос о возможности существования  в термодинамических условиях, необходимых  для синтеза алмазов, обильного  источника материала для их образования-свободного углерода.

Ввиду ценности и уникальности алмаза, его геология постоянно исследуется, а география изучается и расширяется. На сегодняшний день известно не так  уж много, по сравнению с другими  породами, месторождений.

                                                                  4           

АФРИКА

Африканский континент известен как  классическая область распространения  коренных алмазосодержащих пород-кимберлитов. Коренные и россыпные месторождения  Африки занимают первое место в мире по размерам добыче алмазов. Наиболее важные алмазоносные районы располагаются  в Южной, Западной (Гвинея-Судан) и  Восточной Африке.

АВСТРАЛИЯ

Алмазы в Австралии были открыты  раньше, чем в Африке (в 1851 г.), но добыча здесь никогда не была велика и  с промышленной точки зрения австралийские  месторождения являются второстепенными. Приурочены они к западной и южной  частям Австралийского материка.

ИНДИЯ

Алмазы из россыпных месторождений  Индии добывают в течение многих столетий. Коренные месторождения алмазов  долго были неизвестны, хотя некоторые  исследователи считали, что они  могли быть связаны с породами из вулканических некков Ваджра - Карура. В тридцатых годах XX века в Индии открыты трубообразные тела, сложные брекчиевыми породами, весьма сходными по составу с африканскими и сибирскими кимберлитами. В пределах Индостанского полуострова известны три алмазоносных района: южный располагается в бассейнах рек Кистна, Пеннер и нижнего течения реки Годавари в провинции Мадрас; центральный в бассейне рек Брахмани, Маханади и верхнего течения р. Годавади в провинции Бихор, Орисса и штате Нагпур; северный- в Бундельканде на междуречье Сон-Сонар.

Следует отметить, что коренные месторождения  алмазов в Индии были обнаружены только в 1930г. К.П. Сайнором.

СЕВЕРНАЯ АМЕРИКА

Коренные месторождения алмазов  Северной Америки (штат Арканзас) по своему строению и составу вполне сходны с коренными месторождениями  Южной Африки. Добыча алмазов незначительна: с 1906 по 1920г. было найдено всего 3 тыс. камней средним весом 0,4 карата. Наиболее крупный алмаз- уплощенный октаэдр весил 40,22 карата. Отдельные находки алмазов зарегистрированы на территории Канады, в Британской Колумбии. Это одно из колоссальнейших в мире базальтовых плато.

ЧЕХИЯ

На территории Европы, как указывает  В.С. Соболев, отдельные находки алмазов  были зарегистрированы, однако до последнего времени коренных алмазоносных пород  не находили. В Чехии имеются содержащие пиропы вулканические породы, которые  по своей форме проявления в земной коре напоминают трубки сибирских кимберлитов. В дальнейшем на территории Чехии  были найдены три кристалла алмаза (первый в1869г., второй в 1927г. и третий в 1959г.).

РОССИЯ

Якутия является одной из известных  алмазоносных провинций мира. О месторождениях якутских алмазов написано много  книг.

Алмазы, извлеченные из коренных и  россыпных месторождений Якутии, весьма разнообразные - от мельчайших зерен массой 01,-02 мг до кристаллов в  несколько сот каратов. Месторождения  были открыты 50-е годы советскими геологами, проводившими в то время планомерное  изучение этой территории.

Границы Якутской алмазоносной провинции (включая районы россыпной алмазоностности) определяются в настоящее время следующим образом: на западе-по р. Анабару вверх до восточной окраины Анабарского массива и далее вдоль нее на юг,

                                                                 5

затем через верховья Анабара и Оленека по восточному борту Тунгусской синеклизы; с востока провинция ограничена внешней зоной Предверхоянского краевого прогиба, а с юга - областью Алданского щита.

В пределах Якутской алмазоносной провинции  выделяются девять районов проявления кимберлитового магматизма: Алданский, Мало-Бутобинский, Далдыно- Алакитский,Верхне-мунский, Анабарский, Лучакан-Куранахский, Чумордахский, Средне-Оленский и Куойкско- Мерчимденский.

 

§2.Происхождение алмазов

Первые научно обоснованные предположения  о генезисе алмазов были высказаны  геологами, изучавшими африканские  кимберлитовые трубки, еще во второй половине XIX в. К этому времени  относятся высказывания о происхождении  алмазов в результате непосредственного  воздействия магмы на пласты угля. По мнению ученых, алмазы принесены  на поверхность из глубинных очагов перидотитового слоя, находившихся на глубине порядка 150 км.

Существует точка зрения (Т. Бонней и др.), согласно которой алмазы образовались в эклогитовой (грикваитовой) магме на большой глубине и в кимберлиты попали случайно. В качестве довода в пользу отсутствия генетической связи между алмазами и кимберлитами приводятся малоубедительные случаи отдельных находок алмазов в гранат-диопсидовых конкрециях.

В настоящее время большинство  исследователей считают алмазы первичной  составной частью кимберлитов, но расходятся в мнениях относительно места их образования.

По мнению А.В. Вильямса (исследователь  алмазоносных месторождений Африки), на какой-то гипотетической неизвестной  глубине существовал резервуар  расплавленной магмы, которая благодаря  изменениям температуры или давления уже начала кристаллизоваться и  в некоторых участках этого резервуара превращаться в ультраосновные (перидотитовые, пироксенитовые и эклогитовые) породы. Кристаллизация и затвердевание ультраосновных пород, по его мнению, продолжались длительное время, в течение которого состав первоначальной магмы изменялся, пока она не приобрела состав кимберлитовой магмы. Вместе с другими кристаллами и минералов из первоначальной магмы на большой глубине выкристаллизовался и алмаз.

§3.Искусственный синтез алмазов