Реферат: Алмазы

ÐÅÔÅÐÀÒÏÎ ÕÈÌÈÈ

ÏÎÄÃÎÒÎÂËÅÍ:

ÀËÌÀÇ.

(Ëåãåíäàèäåéñòâèòåëüíîñòü.)

Àëìàç!Ýòîíàçâàíèåèçâåñòíîêàæäîìó. Ñ íèìàññîöèèðóåòñÿïðåäñòàâëåíèåî íåñðàâíåííîìáëåñêå èíåïðåâçàéäåííîéòâåðäîñòè.Ñî âòîðûìñâîéñòâîìñâÿçàíî èíàçâàíèå ìèíåðàëà,êîòîðîåïðîèñõîäèòèëè îò àðàáñêîãîñëîâà àë-ìàñ(“òâåðäåéøèé”),èëè îò ãðå÷åñêîãîàäàìàñ(“íåïðåîäîëèìûé”,”íåñîêðóøèìûé”).

Àëìàçûèçäàâíîèñïîëüçîâàëèñüâ êà÷åñòâåñàìûõèçûñêàííûõóêðàøåíèé.Þâåëèðû ðàçäåëÿþòàëìàçûïî÷òè íàòûñÿ÷èñîðòîâ âçàâèñèìîñòèîòïðîçðà÷íîñòè,òîíà, ãóñòîòûèðàâíîìåðíîñòèîêðàñêè,íàëè÷èå òðåùèí,ìèíåðàëüíûõâêëþ÷åíèé èíåêîòîðûõäðóãèõïðèçíàêîâ. Âêîíöåäâàäöàòîãî âåêààëìàçûíà÷èíàþòïðèìåíÿòñÿíà ïðîèçâîäñòâå. íàñòîÿùååâðåìÿýêîíîìè÷åñêèéïîòåíöèàëíàèáîëååðàçâèòûõãîñóäàðñòââçíà÷èòåëüíîéìåðå ñâÿçûâàåòñÿñèñïîëüçîâàíèåìèìè àëìàçîâ.

Êàêèå æåñâîéñòâààëìàçàîïðåäåëÿþòåãî øèðîêîåèñïîëüçîâàíèåâ ñàìûõðàçëè÷íûõîáëàñòÿõíàðîäíîãîõîçÿéñòâà? Âïåðâóþ î÷åðåäü,êîíå÷íî,èñêëþ÷èòåëüíàÿòâåðäîñòü,êîòîðàÿ, åñëèñóäèòü ïîñêîðîñòèèñòèðàíèÿ, â150 ðàç âûøå,÷åì óêîðóíäà, è âäåñÿòêè ðàçëó÷øå, ÷åì óëó÷øèõñïëàâîâ,ïðèìåíÿåìûõäëÿèçãîòàâëåíèÿðåçöîâ.Àëìàçïðèìåíÿåòñÿïðè áóðåíèåãîðíûõ ïîðîäè ìåõàíè÷åñêîéîáðàáîòêåñàìûõðàçíîîáðàçíûõìàòåðèàëîâ,äëÿïðîòÿãèâàíèå(âîëî÷åíèÿ)òîíêîéïðîâîëêè, âêà÷åñòâåàáðàçèâà èò.ï.

Áîëååïîëîâèíûäîáû÷èòåõíè÷åñêèõàëìàçîâèäåò íàèçãîòîâëåíèÿñïåöèàëüíîãîèíñðóìåíòàäëÿîáðàáàòûâàþùåéïðîìûøëåííîñòè.Ïðèìåíåíèåàëìàçíûõðåçöîâ è ñâåðëíàîáðàáîòêåöâåòíûõ è÷åðíûõìåòàëîâ,òâåðäûõ èñâåðõòâåðäûõñïëàâîâ,ñòåêëà, êàó÷óêà,ïëàñìàññ èäðóãèõñèíòåòè÷åñêèõâåùåñòâäàåòîãðîìíûéýêîíîìè÷åñêèéýôôåêò ïîñðàâíåíèþ ñèñïîëüçîâàíèåìòâåðäîñïëàâíîãîèíñòðóìåíòà.×åðåçâû÷àéíîâàæíî, ÷òîïðè ýòîì íåòîëüêî âäåñÿòêè ðàçïîâûøàåòïðîèçâîäèòåëüíîñòüòðóäà (ïðèòîêàðíîéîáðàáîòêåïëàñòìàññäàæå â ñîòíèðàç!), íîîäíîâðåìåííîçíà÷èòåëüíîóëó÷øàåòñÿêà÷åñòâîïðîäóêöèè.Îáðàáîòàííûåàëìàçíûìðåçöîìïîâåðõíîñòüíå òðåáóþòøëèôîâêè, íàíèõïðàêòè÷åñêèîòñóòñòâóþòìèêðî òðåùåíû,â ðåçóëüòàòå÷åãîìíîãîêðàòíîóâåëè÷èâàåòñÿñðîê ñëóæáûïîëó÷àåìûõäåòàëåé.

Ïðàêòè÷åñêèâñåñîâðåìåííûåîòðàñëè ïðîìûøëåííîñòè,â ïåðâóþî÷åðåäüýëåêòðîòåõíè÷åñêàÿ,ðàäèîýëåêòðîííàÿè ïðèáîðîñòðîèòåëüíàÿ,â îãðîìíûõêîëëè÷åñòâàõèñïîëüçóþòòîíêóþïðîâîëêó,èçãîòàâëèâàåìóþèçðàçëè÷íûõÏðè ýòîìïðåäúÿâëÿþòñÿñòðîãèåòðåáîâàíèÿê êðóãîâîéôîðìå èíåèçìåííîñòèäèàìåòðàïîïåðå÷íîãîñå÷åíèÿ ïðîâîëêèïðè âûñîêîé÷èñòîòåïîâåðõíîñòè.Òàêàÿïðîâîëêà èçòâåðäûõìåòàëëîâ èñïëàâîâ(âîëüôðàìà,õðîìîíèêåëåâîéñòàëè è äð.) ìîæåòáûòüèçãîòîâëåíàëèøü ñïîìîùúþ àëìàçíûõôèëüåð.Ôèëüåðûïðåäñòàâëÿþòñîáîéïëàñòèí÷àòûåàëìàçû ñïðîñâåðëåííûìèâ íèõòîí÷àéøèìèîâåðñòèÿìè.

Øèðîêîåïðèìåíåíèåâïðîìûøëåííîñòèíàõîäÿò èàëìàçíûåïîðîøêè. Èõïîëó÷àþòïóòåìäðîáëåíèåíèçêîñîðòíûõïðèðîäíûõàëìàçîâ, àòàêæåèçãîòàâëèâàþòíàñïåöèàëüíûõ ïðåäïðèÿòèÿõïîïðîèçâîäñòâîñèíòåòè÷åñêèõàëìàçîâ.Àëìàçíûåïîðîøêèèñïîëüçóþòñÿâ äèñêîâûõàëìàçíûõïèëàõ,ìåëêîàëìàçíûõáóðîâûõêîðîíêàõ,ñïåöèàëüíûõíàïèëüíèêàõè â êà÷åñòâåàáðàçèâà.Òîëüêî ñ ïðèìåíåíèåìàëìàçíûõïîðîøêîâóäàëîñü ñîçäàòüóíèêàëüíûåñâåðëà,êîòîðûåîáåñïå÷èâàþòïîëó÷åíèåãëóáîêèõòîíêèõ îòâåðñòèéâ òâåðäûõ èõðóáêèõìàòåðèàëàõ.

Àëìàçíûåïîðîøêèíàõîäÿòïðèìåíåíèÿíà ãðàíèëüíûõôàáðèêàõ,ãäå âñåñàìîöâåòû, èâ òîì ÷èñëåàëìàçû,ïîäâåðãàþòñÿîðãàíèêå èøëèôîâêå,áëàãîäàðÿ÷åìóíåâçðà÷íûåäî ýòîãîêàìíèñòàíîâÿòñÿòàèíñòâåííîñâåòÿùèìèñÿèëèîñëåïèòåëüíîñâåðêàþùèìèäðàãîöåííîñòÿìè,ê íåïîâòîðèìîéêðàñîòåêîòðûõíèêòî íåîñòàíåòñÿðàâíîäóøíûì. àëìàçå ïîääåéñòâèåìçàðÿæåííîé÷àñòèöåïðîèñõîäèòñâåòîâàÿâñïûøêà è âîçíèêàåòèìïóëüñòîêà. Ýòèñâîéñòâàïîçâîëÿþòèñïîëüçîâàòüàëìàçû âêà÷åñòâå äåòåêòîðîâÿäåðíîãîèçëó÷åíèÿ.Ñâå÷åíèå àëìàçîâèâîçíèêíîâåíèåèìïóëüñîâýëåêòðè÷åñêîãîòîêà ïðèîáëó÷åíèèïîçâîëÿåò ïðèìåíÿòüèõ âñ÷åò÷èêàõáûñòðûõ÷àñòèö.Àëìàç âêà÷åñòâåòàêîãîñ÷åò÷èêàîáëàäàåò íåîñïîðèìûìèïðåèìóùåñòâàìèïî ñðàâíåíèþñ ãàçîâûìè èäðóãèìèêðèñòàëëè÷åñêèìèïðèáîðàìè.

ÂÑîâåòñêîìÑîþçå ïîñëåîòêðûòèÿÿêóòñêèõìåñòîðîæäåíèéáûëàñîçäàíààëìàçîäîáûâàþùàÿïðîìûøëåííîñòü.Âçíà÷èòåëüíûõìàñøòàáàõó íàñïðîèçâîäÿòñÿè ñèíòåòè÷åñêèåàëìàçû.

Àëìàçîì,êàê è äðóãèìêðèñòàëëè÷åñêèìòåëàì,ñâîéñòâåííààíèçîòðîïèÿíåêîòîðûõõàðàêòåðèñòèêâ òîì ÷èñëå èàíèçîòðîïèÿòâåðäîñòè,÷òîîáóñëîâëåííîîñîáåííîñòÿìèâíóòðåííåãîñòðîåíèÿêðèñòàëëîâ. Òâåðäîñòüìåíÿåòñÿ íåòîëüêî îòãðàíè êãðàíè, íî è íåðåäêî â ïðåäåëàõîäíîé ãðàíèêðèñòàëëà,÷òî íå îáõîäèìîó÷èòûâàòüïðèîáðàáîòêåàëìàçà è ïðèðàáîòå ñàëìàçíûìèíñòðóìåíòîì.

Ïðî÷èåôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèåñâîéñòâà.Âàæíîåçíà÷åíèåèìååò î÷åíüíèçêèé êîýôôèöèåíòòðåíèÿàëìàçà ïîìåòàëëó íà âîçäóõå — âñåãî 0.1, ÷òîñâÿçàíî ñîáðàçîâàíèåìíàïîâåðõíîñòèêðèñòàëëàòîíêèõ ïëåíîêàäñîðáèðîâàííîãîãàçà,èãðàþùèõðîëü ñâîåîáðàçíîéñìàçêè.Êîãäà òàêèåïëåíêè íåîáðàçóþòñÿ,êîýôôèöèåíòòðåíèÿ âîçðàñòàåòè äîñòèãàåò0.5-0.55. Íèçêèéêîýôôèöèåíòòðåíèÿîáóñëàâëèâàåòèñêëþ÷èòåëüíóþèçíîñîñòîéêîñòüàëìàçà íàèñòèðàíèå,êîòîðàÿïðåâûøàåòèçíîñîñòîéêîñòüêîðóíäà â 90ðàç, à äðóãèõàáðàçèâíûõìàòåðèàëîâ — â ñîòíè èòûñÿ÷è ðàç. Âðåçóëüòàòå,íàïðèìåð, ïðèøëèôîâàíèèèçäåëèé èçòâåðäûõñïëàâîâàëìàçíîãîïîðîøêàðàñõîäóåòñÿâ 600-3000 ðàçìåíüøå, ÷åìëþáîãîäðóãîãî àáðàçèâà.

Äëÿàëìàçàòàêæåõàðàêòåðíûñàìûé âûñîêèé(ïîñðàâíåíèþ ñäðóãèìèèçâåñòíûìèìàòåðèàëàìè)ìîäóëüóïðóãîñòè èñàìûé íèçêèéêîýôôèöèåíòñæàòèÿ.

Òåðìè÷åñêèåñâîéñòâà.Òåìïåðàòóðàïëàâëåíèÿàëìàçàñîñòàâëÿåò3700-4000’C. Íà âîçäóõåàëìàçñãîðàåò ïðè850-1000’Ñ, à â ñòðóå÷èñòîãîêèñëîðîäàãîðèòñëàáî-ãîëóáûìïëàìåíåì ïðè720-800’Ñ,ïîëíîñòüþïðåâðàùàÿñüâ êîíå÷íîì ñ÷åòåâóãëåêèñëûéãàç. Ïðèíàãðåâå äî2000-3000’Ñ áåçäîñòóïàâîçäóõààëìàçïåðåõîäèò âãðàôèò.

Ðàññìàòðèâàåìûéìèíåðàëîáëàäàåòèñêëþ÷èòåëüíîâûñîêîéòåïëîïðîâîäíîñòüþ,÷òîîáóñëîâëèâàåòáûñòðûéîòõîä òåïëà,âîçíèêàþùåãîâ ïðîöåññåîáðàáîòêèäåòàëåé èíñòðóìåíòîì,èçãîòîâëåííûìèç íåãî. Êðîìåòîãî, äëÿàëìàçàõàðàêòåðåííèçêèéòåìïåðàòóðíûéêîýôôèöèåíòëèíåéíîãîðàñøèðåíèÿ(íèæå, ÷åì óòâåðäûõñïëàâîâ èñòàëè). Ýòîñâîéñòâîàëìàçàó÷èòûâàåòñÿïðè âñòàâêååãî â îïðàâóèç ðàçíûõ ìåòàëëîâè äðóãèõìàòåðèàëîâ.

Îïòè÷åñêèåñâîéñòâà.Ñðåäíèéïîêàçàòåëüïðåëîìëåíèÿáåñöâåòíûõêðèñòàëëîâàëìàçà âæåëòîì öâåòåðàâåíïðèìåðíî 2.417, àäëÿðàçëè÷íûõöâåòîâ ñïåêòðàîí âàðüèðóåòîò 2.402 (äëÿêðàñíîãî) äî 2.465(äëÿ ôèîëåòîâîãî).Ñïîñîáíîñòüêðèñòàëîâðàçëàãàòüáåëûé öâåòíà îòäåëüíûåñîñòàâëÿþùèåíàçûâàåòñÿäèñïåðñèåé.Äëÿ àëìàçàäèñïåðñèÿðàâíà 0.063. Êàêïîêàçàòåëèïðåëîìëåíèÿ,òàê èäèñïåðñèÿàëìàçàíàìíîãîïðåâûøàþò àíàëîãè÷íûåñâîéñòâàâñåõ äðóãèõïðèðîäíûõïðîçðà÷íûõâåùåñòâ, ÷òîè îáóñëîâëèâàåòâ ñî÷åòàíèèñ òâåðäîñòüþíåïðåâçàéäåííûåêà÷åñòâààëìàçîâ êàêäðàãîöåííûõêàìíåé.Âûñîêîåïðåëîìëåíèåâ ñîâîêóïíîñòèñ÷ðåçâû÷àéíîñèëüíîéäèñïåðñèåé âûçûâàåòõàðàêòåðíûéáëåñêîòïîëèðîâàííîãîàëìàçà,íàçâàííûìàëìàçíûì.

Îäíèì èçâàæíûõñâîéñòâàëìàçîâÿâëÿåòñÿëþìèíåñöåíöèÿ.Ïîääåéñòâèåìñîëíå÷íîãîñâåòà èîñîáåííîêàòîäíûõ,óëüòðàôèîëåòîâûõèðåíòãåíîâñêèõëó÷åéàëìàçûíà÷èíàþòëþìèíåñöèðîâàòü — ñâåòèòüñÿðàçëè÷íûìèöâåòàìè. Ïîääåéñòâèåìêàòîäíîãî èðåíòãåíîâñêîãîèçëó÷åíèÿñâåòÿòñÿâñå ðàçíîâèäíîñòèàëìàçîâ, àïîääåéñòâèåìóëüòðàôèîëåòîâîãî — òîëüêîíåêîòîðûå.Ðåíòãåíîëþìèíåñöåíöèÿøèðîêîïðèìåíÿåòñÿíà ïðàêòèêåäëÿèçâëå÷åíèÿàëìàçîâ èçïîðîäû.

Ôîðìàêðèñòàëëîâ.Áîëüøàÿ÷àñòüàëìàçîââñòðå÷àåòñÿâ ïðèðîäå ââèäåîòäåëüíûõõîðîøîîôîðìëåííûõ êðèñòàëëîâèëè èõîáëîìêîâ.Ïðåîáëàäàþòîêòàýäðû,ðîìáîäîäåêàýäðûè êóáû, àòàêæå èõêîìáèíàöèè. Ýòîêðèñòàëëû ñðîâíûìèïëîñêèìèãðàíÿìè. Òàêèõ èíàçûâàþò — ïëîñêîãðàííûìè.Ðåæå âñòðå÷àþòñÿêðèâîãðàííûå,îêðóãëûåêðèñòàëëû,îäíàêî âíåêîòîðûõìåñòîðîæäåíèÿõîíèïðåîáëàäàþò.Çà÷àñòóþêðèñòàëëûàëìàçàñðàñòàþòñÿäðóã ñ äðóãîìèëè æå êàê áû“ïðîðàñòàþò”äðóã äðóãà,îáðàçóÿñîîòâåòñòâåííîòàêíàçûâàåìûåäâîéíèêèñðàñòàíèÿ èïðîðàñòàíèÿ.

Ïðàêòè÷åñêèâî âñåõàëìàçíûõìåñòîðîæäåíèÿõïðèñóòñòâóþòìèêðî — èñêðûòîêðèñòàëëè÷åñêèåàãðåãàòû,ñëîæåííûåñîòíÿìèòåñíîñðîñøèõñÿìåëü÷àéøèõçåðåí àëìàçà.Îíèïîäðàçäåëÿþòñÿíà áîðò,áàëëàñ èêàðáîíàäî.Áîðòîì îáû÷íîíàçûâàþòíåïðàâèëüíûåìåëêîçåðíèñòûåñðîñòêè.Áàëëàñûïðåäñòàâëÿþòñîáîéøàðîîáðàçíûåàãðåãàòû,ðàäèàëüíî-ëó÷èñòîãîñòðîåíèÿ,êàðáîíàäî — òîíêîçåðíèñòûåàãðåãàòû,èìåþùèåìàññèâíîå,ïîðèñòîå,êîêñîâèäíîåèøëàêîâèäíîåñòðîåíèå. Íàèáîëååöåíÿòñÿìàññèâíûåêàðáîíàäî, ïîêðûòèåýìàëåâèäíîéêîðî÷êîé,êîòîðàÿ òâåðæåñàìîãîàëìàçíîãîÿäðà.Êàðáîíàäîíåçàìåíèìûäëÿèçãîòîâëåíèÿàëìàçíûõáóðîâûõêîðîíîê.

Êëàññèôèêàöèÿàëìàçîâ.Ïîïûòêèêëàññèôèöèðîâàòüàëìàçûïðåäïðèíèìàëèñüñíåçàïàìÿòíûõâðåìåí. Òàê,äðåâíèåèíäóñûðàçäåëÿëèàëìàçû, êàê èëþäåé, íà÷åòûðåêàñòû:áðàõìàíû,êøàòðèè,âàéøèè èøóäðû. Êáðàõìàíàìîòíîñèëèñüïðîçðàíûåâûñîêîêà÷åñòâåííûåêðèñòàëëû, êêøàòðèÿì èâàéøèÿì — êàìíè êàìíèáîëååíèçêîñîðòíûåñêðàñíîâàòûìîòòåíêîì, êøóäðàì — íàèáîëååíèçêîêà÷åñòâåííûåàëìàçû ñåðîãîöâåòà.Ñîîòâåòñòâåííîøóäðû îöåíèâàëèñüâ ÷åòâåðòü,âàéøèè — âïîëîâèíó, àêøàòðèè — âòðè÷åòâåðòèñòîèìîñòèáðàõìàíîâ.

Âíàñòîÿùååâðåìÿñóùåñòâóåòìíîæåñòâîêëàññèôèêàöèéàëìàçîâ, îñíîâàííûõíàðàçëè÷íûõïðèíöèïàõ. Âîäíèõ êëàññèôèêàöèîííûõñõåìàõñäåëàíû ïîïûòêèó÷åñòü âñåñâîéñòâààëìàçîâ, âäðóãèõ — âîñíîâóïîëîæåíãåíåòè÷åñêèéïðèíöèï, ò.å.ïðåäñòàâëåíèÿîá óñëîâèÿõîáðàçîâàíèÿòåõ èëè èíûõãðóïïàëìàçîâ. ÂÑîâåòñêîìÑîþçåíàèáîëüøååðàñïðîñòðîíåíèåïîëó÷èëèêëàññèôèêàöèîííûåñõåìûÞ.Ë.Îðëîâà èÇ.Â.Áàðòîøèíñêîãî. òî æå âðåìÿþâåëèðû, ïîäõîäÿê äàííîìóâîïðîñó ñîñâîèõïîçèöèé,ðàçäåëÿþòàëìàçûïî÷òè íàòûñÿ÷óñîðòîâ âçàâèñèìîñòèîòïðîçðà÷íîñòè,òîíà, ãóñòîòûèðàâíîìåðíîñòèîêðàñêè,íàëè÷èÿòðåùèí,ìèíåðàëüíûõâêëþ÷åíèé èíåêîòîðûõäðóãèõïðèçíàêîâ.

 íàøåéñòðàíåïðèíÿòàêëàññèôèêàöèÿ,ãäåó÷èòûâàåòñÿêà÷åñòâîàëìàçîâ, èõðàçìåðíîñòü,ìàññà èñôåðàïðèìåíåíèÿ.Ïî êà÷åñòâóîïðåäåëÿåòñÿ9 êàòåãîðèéïðèðîäíîãî àëìàçíîãîñûðüÿ. Êêàòåãîðèÿì1è 2 îòíåñåíûþâåëèðíûåàëìàçû, êîñòàëüíûì — ðàçëè÷íûåñîðòàòåõíè÷åñêèõ. ñâîþî÷åðåäü, êàòåãîðèèïîäðàçäåëÿþòñÿíà ãðóïïû ñó÷åòîì ìàññûè ðàçìåðîâêðèñòàëëîâ,à ãðóïïû — íàïîäãðóïïû ñóêàçàíèåìîáëàñòèèñïîëüçîâàíèÿàëìàçîâ.