Что может разбить алмаз

Твёрдость алмаза

Пожалуй, всем известно, что алмаз — самый твёрдый минерал на земле. Благодаря такой характеристике, самоцвет часто используют не только в ювелирной промышленности, но и в других сферах, где твёрдость имеет высокое значение. Всем знакомы такие понятия, как «алмазное напыление», «алмазная крошка» или «алмазное бурение». Но почему же камень обладает таким высоким показателем как твёрдость, ведь он, как и графит, полностью состоит из углерода? А графит, как известно, имеет совсем противоположный показатель по твёрдости, который равен 1-2 по шкале Мооса.

Почему алмаз твёрдый

Иногда тяжело представить, что мягкий черный графит и твердый прозрачный алмаз состоят из одних и тех же атомов — атомов углерода. Свойства этих минералов так отличаются только по той причине, что у них разные типы кристаллических решёток.

Так, кристаллическая решётка графита содержит слабо связанные между собой слои. Алмаз же состоит из атомов, которые очень прочно связаны между собой по всем направлениям, что и обуславливает самоцвету такую исключительную твёрдость.

Прочность алмаза

О прочности самого ценного камня уже очень много сказано. Минерал практически невозможно расколоть или раскрошить. Мало того, при попытке поцарапать самоцветом стекло, он оставит на нём след в виде царапины, а сам при этом нисколько не пострадает. Но так ли это на самом деле?

Можно ли разбить алмаз

Безусловно, если положить камень под пресс и спустить рычаг, минерал сразу же рассыпется. Но вот при незначительных ударах у вас вряд ли получится повредить структуру самоцвета? Так можно ли разбить алмаз? Конечно же, можно. Но тут дело даже не в силе удара, а в правильности его направления.

Для примера можно вспомнить историю со знаменитым алмазом Куллинан. Он имел просто внушительные размеры, ведь его масса равнялась 3106,75 карата. Это чуть более 600 грамм. Так вот при попытке изготовить из минерала бриллианты, ювелиры столкнулись с трудностями, ведь расколоть самоцвет оказалось не так уж просто. Но в какой-то момент Йозеф Ашер, лучший гранильщик того времени, который и изучал Куллинан, заметил на поверхности камня небольшую трещину. Именно этот незначительный дефект позволил разобраться Ашеру, как же расколоть кристалл. Он приставил к царапине стамеску и ударил по ней молотком. Расчёт оказался более чем правильным — минерал раскололся на две части.

Таким образом, можно сделать вывод, что алмаз всё-таки можно разбить, если верно рассчитать место удара и воздействовать на него в правильном направлении.

Что крепче алмаза

Если сравнивать алмаз с другими природными минералами, то прочнее него нет ничего. По шкале Мооса он получил наивысший балл — 10. Только корунд и топаз лишь немного уступают ему по этой характеристике.

Если же сравнивать его с другими кристаллическими веществами, то крепче него считаются:

Конечно же, не стоит забывать, что в современной науке учёные постоянно открывают новые сплавы, которые отличаются ничуть не меньшей твёрдостью, чем алмаз. Но если рассматривать камень исключительно как драгоценный камень (бриллиант), то твёрже его нет ничего на планете Земля.

Источник

Твердость и прочность алмаза: основные физические характеристики

Алмаз – минерал, выдающийся во всех отношениях. Как неказистая куколка (алмаз-самородок действительно внешне не представляет ничего особенного), после огранки он превращается в восхитительную бабочку – бриллиант, стоимостью в сотни, тысячи и даже миллионы долларов.

Но не только неземное сияние и фантастическая цена выделяют этот камень среди собратьев. Алмаз – самый твердый из всех минералов, что определяет широчайшую сферу его применения. Не каждому алмазу дано превратиться в бриллиант – этой чести достойны лишь самые чистые и крупные камни.

Но даже мелкий и мутный самородок не будет выброшен за ненадобностью, а найдет применение в часовой или ядерной промышленности, квантовых компьютерах или микроэлектронике, на худой конец – в производстве абразивного, сверлильного и режущего оборудования. Это же Алмаз!

Общая информация об алмазах

Знаете формулу алмаза? Ее может запомнить даже дошкольник, не имеющий понятия о химии. Это просто С, то есть, алмазы представляют собой чистейший углерод (в идеале, разумеется).

Что же должно было произойти, чтобы углерод превратился в алмаз? На этот счет выдвинуто множество гипотез. Самая убедительная из них утверждает, что алмазы образуются на очень большой глубине (свыше 200 км) и под грандиозным давлением – там углерод формирует особую кубическую решетку, присущую алмазам. Во время вулканических процессов кристаллы углерода выносятся ближе к поверхности, где их и обнаруживают алмазодобытчики.

Золотое кольцо с бриллиантами (перейти в каталог SUNLIGHT)

Процесс этот очень небыстрый: возраст алмазов измеряется в сотнях миллионов, а то и миллиардах лет. Так что когда в ходе интенсивной добычи алмазоносные кимберлитовые трубки и иные породы истощатся, запасы этого камня иссякнут ну очень надолго.

Согласно научным данным, некоторые алмазы имеют внеземное происхождение. Они прибыли к нам с метеоритами или попали к нам в результате взрыва сверхновой. Предполагается, что некоторые из них куда старше Солнечной системы!

Алмазов на Земле немало, но лишь мизерная их часть может быть превращена в бриллианты. Самые чистые и крупные алмазы (так называемые «капские») добывают в Африке, а российские запасы этого минерала сосредоточены преимущественно в Якутии.

Среди наиболее выдающихся свойств алмаза следует упомянуть следующие:

Алмазы бывают не только белыми, но и окрашенными. Бурая и желтая окраска снижают стоимость бриллианта, голубая, синяя, розовая, красная, зеленая – повышают до заоблачных высот.

Главная характеристика, решающая судьбу необработанного алмаза – это прозрачность («чистая вода»). Именно поэтому черные алмазы (карбонадо) долгое время считались исключительно техническими. Однако изредка попадаются равномерно окрашенные черные алмазы, сохранившие некоторую прозрачность и характерный блеск. Стоят они умопомрачительно дорого.

Как измеряется твердость алмаза

Даже ребенку известно, что прочность алмаза невероятна (имеется в виду именно его твердость, а не устойчивость к ударам). Она принята за базовую величину по всем шкалам измерения. И это удивительно, ведь ближайшие родственники алмаза, графит и каменный уголь, имеющие тот же элементарный химический состав, не могут похвастаться выдающейся прочностью.

Секрет твердости алмаза кроется в уникальных условиях его образования: высочайших температурах и невероятном давлении. При них атомы углерода образуют уникальную кубическую кристаллическую решетку. Это определяет невероятную твердость конечного вещества, которое может существовать в естественных условиях миллиарды лет!

Непревзойденная твердость позволяет использовать алмаз при производстве оборудования для бурения и сверхточной резки. Перед эталоном не может устоять ни одно вещество!

Шкала Мооса

Первая удачная попытка создать шкалу твердости материалов принадлежит немецкому минералогу Фридриху Моосу. Несмотря на то, что эта система была презентована научному сообществу еще в 1811 году, она продолжает использоваться до сих пор, причем преимущественно в приложении к минералам естественного происхождения (в том числе, и драгоценным камням).

Твердость алмаза в баллах по шкале Мооса равна 10, то есть этот минерал был принят за абсолют: тверже его априори нет ничего. Основа этого теста – царапание. Если на поверхности испытываемого образца остается царапина, то он априори мягче эталона.

Второе место по твердости по классической шкале Мооса удерживают корунды, к которым относятся сапфиры и рубины – 9 баллов. Поцарапать их можно только алмазом!

Однако очень редко встречающийся природный муассанит и его искусственный аналог карборунд (химическая формула SiC) имеет прочность аж в 9,5 баллов по Моосу. Кстати, карборунд зачастую заменяет алмаз как в промышленности, так и при производстве ювелирных изделий. Визуально он практически неотличим от благородного собрата, но стоит на порядок дешевле!

Всем известно, что алмаз имеет большую прочность, чем графит, несмотря на идентичность химического состава. Однако не каждый знает, что они находятся на диаметрально противоположных концах шкалы Мооса. Твердость графита сопоставима с аналогичной характеристикой талька, а это – всего лишь единица!

Система Роквелла

С появлением синтетических материалов и свехтвердых сплавов общепринятая шкала Мооса стала неудобной. Было предложено множество систем, но в металлургической промышленности более всего прижилась шкала Роквелла (точнее, Роквеллов, ибо их было двое, отдаленных родственников с одной фамилией).

Твердость алмаза по Роквеллу не измеряется – он принят за эталон и основной рабочий инструмент. Измерительный станок Роквеллов визуально напоминает швейную машинку, но вместо иглы используется алмазный конус, а ткань заменяет испытуемый материал.

На образец воздействуют алмазным конусом с заданным давлением в течение нескольких секунд, затем оценивают параметры вмятины по литерно-цифровой шкале.

Что тверже алмаза?

Было предпринято множество попыток создать или найти в природе материал, более прочный, нежели алмаз. Пока они не увенчались успехом: обсидан, титан, сверхтвердые сплавы, всевозможные инновационные материалы не могут посостязаться с благородным эталоном. Более того: многие химики и физики и вовсе утверждают, что вещества крепче алмаза (точнее, тверже) существовать не может.

Самая известная и скандальная история связана с веществом под названием лонсдейлит, в химическом и физическом смысле представляющим собой гексагональный алмаз. В 60-х годах минувшего столетия этот минерал был синтезирован искусственно, а чуть позже – в небольших количествах обнаружен в кратерах метеоритов.

В 2009 году группа китайских ученых опубликовала сенсационную работу, в которой утверждалось, что лонсдейлит тверже кубического (известного нам) алмаза более чем вполовину. К сожалению, эти данные оказались мистификацией и не подтвердились даже выкладками в вышеуказанной работе.

Самая удачная попытка создать вещество тверже алмаза была предпринята совсем недавно, в 2021 году. Дуэту американских ученых удалось получить алмазы-гексагоны из графита путем направленных взрывов. Полученные образцы продемонстрировали лучшую звукопроводность, нежели классический кубический алмаз, что теоретически свидетельствует о большей твердости.

К сожалению, проверить теоретические выкладки американских ученых опытным путем пока не удалось. А оскандалившийся лонсдейлит, полученный из графита путем воздействия колоссальным давлением, показывает прочность всего в 7-8 баллов по шкале Мооса. Да и использовать его вряд ли получится: он представляет собой кристаллики, видимые только под микроскопом, а получение этого вещества обходится фантастически дорого.

Золотая подвеска с коньячными бриллиантами (перейти в каталог SUNLIGHT)

Существуют и другие вещества, мало уступающие алмазу по твердости: фуллериты, всевозможные соединения бора, карбин и так далее. Они немногим мягче алмаза, но зачастую превосходят его по иным характеристикам: прочности, устойчивости к химическому воздействию и сверхвысоким температурам.

На основе кубического алмаза можно создать более прочное вещество (например, при помощи наноконструирования). Японцам это удалось, только как обрабатывать этот беспрецедентно твердый материал?

Можно ли алмаз поцарапать или разбить молотком?

Исходя из вышесказанного можно сделать вывод: поцарапать бриллиант невозможно. Это дает возможность быстро выявлять грубые подделки из стекла, легко царапающиеся стальной иглой или пилочкой для ногтей. Правда, имитации бриллианта вроде фианита, а тем более, карборунда, таким образом распознать невозможно.

А вот веществ прочнее алмаза предостаточно – да та же сталь! Это значит разбить алмаз вполне реально. Естественно, камень спокойно переживет падение со значительной высоты, да и если наступите на него, ничего критичного не приключится. Но если с силой ударить по алмазу молотком, он треснет, а то рассыплется в мелкую крошку.

Только делать этого не стоит: слишком дорогостоящим выйдет эксперимент, а мир лишится еще одного бриллианта, формировавшегося в течение сотен миллионов лет!

Источник

Что делать, если ваш алмаз разбит и поврежден?

Каменные природные материалы представлены в ассортименте, причем, весомая часть из них – это драгоценные изделия, которые активно применяются в ювелирном искусстве, так как красота в сочетании с надежностью формирует соответствующие эксплуатационные удобства. Но особым образом выделяется алмаз, так как это прочность, механическая стойкость, надежность и, самое главное, привлекательный вид.

Алмаз – это бриллиант природного происхождения, который при нормальных температурных и влажностных условиях метастабилен. Это обеспечивает срок эксплуатации без повреждений и нарушений технических свойств. В вакуумном пространстве или контакте с инертным газом при высоких температурах превращается в графит. По шкале эталонных минералов твердости Мооса изделие занимает первое место. Прочность подтвердилась рядом испытаний и лабораторных исследований структуры.

Бытовые средства измерения твёрдости драгоценных камней

Измерение твердость алмаза по шкале Мооса – это возможность получить точные показатели, но вот многие желают самостоятельно в домашних условиях узнать, насколько твердым считается драгоценный камень.

Определить технические свойства преломления и стоимость драгоценного камня можно только тогда, когда известен показатель его прочности и твердости.

Есть определенные методы определения твердости минералов, таких как сапфир, аметист, изумруд или рубин, в домашних условиях, если правильно отнестись к постановлению требований и выбору соответствующей методики.

Можно попытаться разбить драгоценный камень, в данном случае алмаз, при использовании молотка, гидравлического оборудования или распилить. Разнообразие способов измерения твердости предоставляет возможность активно поэкспериментировать и проверить, на что способен материал. Но, вне зависимости от выбранного способа, в любом случае, окажется, что драгоценный камень ничем не портится и не деформируется.

Но, в любом случае, самые точные результаты сможет предоставить экспертиза качества, которая позволяет оценить прочность по шкале Мооса.

Как разбить алмаз

Автор Владимир Пугач

Однажды много лет назад в одном московском бизнес-клубе я услышал эту реальную историю.

Как-то раз известный русский бизнесмен купил в Южной Африке огромный алмаз величиной с желток куриного яйца. Алмазы такой величины настолько редки, что обычно имеют имя, например, знаменитые «Куллинан», «Кох-и-Нор». Но, вот незадача, внутри камня была трещина, которая изгибалась примерно под углом 120°.

Ювелир, которому новый владелец камня показал этот алмаз, восхищённо покачал головой, затем сказал:

То же самое, слово в слово, говорили ему ювелиры в тех странах, где он бывал в своих деловых поездках. Наконец кто-то посоветовал ему обратиться к ювелирам из Амстердама, потомкам братьев Asscher, первыми научившимися гранить бриллианты из алмазов.

Бизнесмен прилетел в Амстердам, нашёл средневековую улочку и мастерскую с вывеской «JEWELRY»1. Зашёл внутрь. Там, за старинной стойкой сидел старый еврей, больше похожий на часовщика. Он с интересом рассмотрел камень через монокль и наконец начал говорить о большом риске. Хозяин камня прервал его, сказав, что эту историю он уже знает наизусть. Тогда ювелир назвал цену своей работы. Хозяин камня согласился, и ювелир обратился к молодому человеку, который сидел к ним спиной и что-то делал за своим столом. Парень взял алмаз, положил на ладонь, один раз ударил по нему молоточком, разбив на две части и, не оглядываясь, вернул ювелиру.

Потрясённый хозяин камня спросил:

— Давно он у вас работает?

— Третий день. Он не знает цены этого камня и поэтому его рука была твёрдой.

… Ещё со средних веков и до сегодняшнего дня лучшими мастерами в мире остаются ювелиры из Амстердама. Они различают бриллиант-«мальчик» и бриллиант-«девочка», умеют определить «верх-низ» камня, передавая свои Тайны и Секреты из поколения в поколение Мастеров …

Несколько лет назад в качестве туриста я побывал на «Бриллиантовой бирже» в Тель-Авиве. В процессе экскурсии я вскользь сказал о том, что есть бриллианты «мальчики» и бриллианты «девочки». К моему удивлению через некоторое время ко мне вышел старейший гранильщик, русский еврей, который представился: «дядя Борух». Его пальцы были чёрные, потрескавшиеся. Перехватив мой взгляд, он сказал: «Это царская водка, издержки профессии», и спросил насчёт «мальчиков-девочек». Я сказал, что при соблюдении «верх-низ» при гранении — у нах разная радуга при отражении света и гранить их нужно по-разному. «Хм, я это знаю», — сказал старый гранильщик, — «А вы-то откуда это знаете?»…

Продолжение истории здесь.

1 Jewelry — ювелир (англ.). В переводе с иврита Jewel — еврей, ry — работа, дело. Jewelry — еврейское дело. Есть варианты толкования: Jewel — драгоценность; ry — работа.

[консультант-переводчик терминов с иврита — Владимир Бершадский или]

Классификация природных каменных материалов по твёрдости

Природные каменные материалы – это большой ассортимент изделий, благодаря чему можно ознакомиться с техническими и эксплуатационными качествами. Каждый вариант имеет свои определенные структурные особенности, качество, надежность и внешний вид, а также отличаются отрасли применения. И именно поэтому первоначальное ознакомление с уровнем прочности и твердости – это возможность продумать основные методы применения.

Как правило, твердость алмаза обеспечивается по шкале Мооса, и если рассматривать показатели природных каменных материалов и физические свойства, например, алмаза, то предоставляются следующие варианты с характерными свойствами в таблице сравнений:

Линейная твёрдость

Алмаз – это природный минерал, который состоит из особых химических элементов, которые положительно влияют на итоговое качество в плане прочности, твердости и надежности. Линейная твердость материала показывает прочность изделия по отношению к механическим нагрузкам или сгоранию. Это ценная информация для ювелиров, работников промышленной отрасли и прочих потенциальных потребителей, которые нуждаются в обработке материала с целью его практичного применения.

Мифы про алмаз[править]

Пара слов о синтетических

Что такое шкала твердости по Моосу для металлов и минералов

Шкала Мооса – это измерительная таблица, позволяющая узнать показатель твердости минерала и каменного материала. Появилась такая шкала в XIX столетии, а название идентично фамилии создателя. После разработки и проведения ряда исследований измерительный показатель стал пользоваться большой популярностью по причине своей максимальной точности и эффективности в рамках раскалывания производственной деятельности.

Определение показателя металлов и минералов по шкале Мооса позволяет подобрать правильную технологию обработки материала для создания комфортных эксплуатационных условий. И благодаря точным показателям, предоставляются точные сведения в плане того, можно ли расплавить алмаз или его лучше разбить молотком, да и возможно ли это вообще. Технические свойства каждого каменного материала идеально описываются в шкале известного геолога.

Плотность (удельный вес) алмаза

Удельный вес алмаза, а именно коэффициент плотности, находится в пределах 3,417-3,55 г/см³, что говорит о возможности уже обработанного изделия справиться с механическими нагрузками в процессе обработки с целью получения нужной формы и размера.

Интересно! При одинаковых объемах алмаз будет примерно в 3,5 тяжелее, чем вода.

Можно ли разбить алмаз молотком

Алмаз применяется в ювелирном деле, промышленности и строительном деле в качестве напыления у специального оборудования, и поэтому многих интересует вопрос, можно ли разбить алмаз молотком, чтобы получить соответствующие технические и декоративные свойства?

Если говорить о работе с настоящим алмазом, а не синтетическим аналогом, то здесь предоставляется высокая прочность, показатель которой находится на вершине шкалы Мооса в плане твердости, то сломать его молотком невозможно. Дело в том, что алмаз в несколько десятков раз прочнее стали. Но если речь идет о синтетическом варианте алмаза, то он легко поддается механическим разрушениям с помощью отбойного молотка или кувалды.

Но как же ювелирные мастера обрабатывают алмаз для получения нужной формы и точных граней? Дело в том, что здесь идет речь об использовании особых технологий обработки материала, а именно применяется пресс, если нужно создать крошку из материала либо методика накала и отбивания. Все зависит от того, какого именно вида драгоценного камня нужно добиться.

Можно ли расплавить алмаз

Алмаз – это дорогой и редкий природный материал, применяемый в ювелирном деле, но процесс обработки требует внимательного отношения ввиду особой прочности. И вот именно поэтому технология расплавления относится к особо актуальным. Но для этого нужно знать, какая температура плавления алмаза.

Температура кипения может выдерживать горение 1000 градусов Цельсия, поскольку так прогревается не только внешняя, но и внутренняя полость, благодаря чему последующее отбивание материала позволяет придать ему нужную форму и размер, как у железа. Но при работе с такой температурой нужно действовать предельно внимательно и аккуратно, поскольку только так можно избежать не только собственного травмирования, но и повреждения драгоценного камня.

Что такое переогранка, и как она может помочь?

Переогранка — просто процесс, посредством которого ювелир создает меньший камень из большего. Само название предполагает, что алмаз снова подвергается огранке, часть его убирается и камень понижается в весе карата.

Более низкий вес карата означает, что ваш алмаз также становится менее ценным. Сколько потеряет ваш камень в плане ценности, будет зависеть от того, насколько серьезное повреждение.

Чем больше скол, тем больше алмаза ювелиру придется убрать. К тому же, переогранка будет стоить вам дополнительных денег.

Если вы не хотите платить больше, и скол вас сильно не беспокоит, вы всегда можете оставить его в таком виде.

Независимо от того, что вы делаете, всегда помните, что обращаться со своими алмазами нужно бережно.

Источник