Diamant: mineral dragulja z lastnostmi za industrijsko uporabo

Posted on
Avtor: Laura McKinney
Datum Ustvarjanja: 4 April 2021
Datum Posodobitve: 10 Maj 2024
Anonim
The Science Behind Industrial Diamonds
Video.: The Science Behind Industrial Diamonds

Vsebina


Diamantni kristal: Diamantni diamantni kristal v kamnini, v katerem je nastajal. Gre za oktaedrski kristal, ki ima na svoji površini trikotne lastnosti raztapljanja in približno 1,5 karata. Iz rudnika Udachnaya, Yakutia, Sibirija, Rusija. Vzorec in fotografija podjetja Arkenstone / www.iRocks.com.


Kaj je Diamond?

Diamant je redek naravni mineral, sestavljen iz ogljika. Vsak ogljikov atom v diamantu je obdan s štirimi drugimi ogljikovimi atomi in z njimi povezan z močnimi kovalentnimi vezmi - najmočnejšo vrsto kemične vezi. Ta enostavna, enotna, tesno povezana ureditev daje eno najbolj trpežnih in vsestransko znanih snovi.

Diamant je najtežje znana naravna snov. Je tudi kemično odporen in ima najvišjo toplotno prevodnost katerega koli naravnega materiala. Te lastnosti so primerne za uporabo kot rezalno orodje in za druge namene, kjer je potrebna trajnost. Diamond ima tudi posebne optične lastnosti, kot so visok indeks loma, visoka disperzija in visok lesk. Te lastnosti pomagajo, da je diamant na svetu najbolj priljubljen dragi kamen in omogočajo njegovo uporabo v posebnih lečah, kjer sta potrebna trajnost in zmogljivost.


Ker je diamant sestavljen iz elementa ogljika, mnogi verjamejo, da se je moral tvoriti iz premoga. To se še vedno uči v številnih učilnicah - vendar ni res!



Poraba diamantov v ZDA
Leta 2018 je uvoz diamantov v ZDA za porabo znašal približno 26 milijard dolarjev. Uvoz za porabo vseh dragih kamnov brez diamantov je znašal približno 2,0 milijarde USD. Ti statistični podatki jasno kažejo, da je diamant najbolj priljubljen dragi kamen pri ameriških porabnikih z ogromno rezervo. Združene države Amerike predstavljajo približno 35% svetovne porabe diamantov, zaradi česar je vodilni porabnik diamantov.

Kako se oblikujejo diamanti?

Diamanti niso domači na Zemljini površini. Namesto tega nastanejo pri visokih temperaturah in pritiskih, ki se pojavljajo v plašču Zemlje, približno 100 milj pod zemeljsko površino.


Smer največje trdote je vzporedna z oktaedrskimi kristalnimi ravninami. Ko se diamantni kristali razrežejo in polirajo v dragulje, jih je zelo težko rezati z diamantno žago v tej smeri. Torej, namesto da bi uporabili diamantno žago ali tradicionalno prakso, da jih lomimo s cepitvijo, velik del tega dela zdaj izvajamo z laserskim žaganjem.

Fasete, ki so rezane vzporedno s smerjo oktaedrskega kristala, je tudi težko polirati, zato sekalniki spremenijo smer ali tvegajo, da na obrazu pusti teksturo "kuščarjeve kože".

Najmehkejša smer diamantnega kristala je vzporedna s kubičnimi ravninami. Najboljše poliranje poteka na plasteh, ki so vzporedne tej smeri. Čeprav je v diamantu to najmehkejša smer, je trdota nekajkrat trša od korunda, drugega najtrdnejšega minerala po Mohsovi lestvici trdote.

Diamantni simulatorji: Na zgornjih fotografijah primerjajo stroncijev titanat, moissanit in kubični cirkonij z diamantom. Moissanit in kubični cirkonij imata disperzije, ki so konkurenčne diamantu, disperzija stroncijevega titanata pa je previsoka. Na zgornji fotografiji je stroncijev titanat 6 milimetrski krog. Drugi kamni so 4-milimetrski krogi. Ta razlika v velikosti daje prednost stroncijevemu titanatu.

Diamantni simulatorji

Diamantni simulatorji so materiali, ki izgledajo kot diamant, vendar imajo različne kemične sestave. Simulatorji diamantov so lahko naravni materiali, kot sta brezbarven cirkon ali safir. Pogosteje so to umetni materiali, kot je kubični cirkonij (ZrO)2), moissanit (SiC), YAG (itrijev aluminijast granat Y3Al5O12), ali stroncijevega titanata (SrTiO3).

Sintetični diamanti različnih barv, ki jih goji visokotlačna tehnika visoke temperature. Slika avtorja Wikipedije Materialcientist.

Sintetični diamanti

Diamant je zelo dragocen material in ljudje si že stoletja prizadevajo, da bi jih ustvarili v laboratorijih in tovarnah. Sintetični diamanti so umetni materiali, ki imajo enako kemično sestavo, kristalno strukturo, optične lastnosti in fizično obnašanje kot naravni diamanti. Druga imena, ki se uporabljajo za sintetične diamante, vključujejo: "laboratorijsko gojena", "ustvarjena v laboratoriju" in "umetna". Ta imena pravilno kažejo, da diamanti niso bili naravno oblikovani na Zemlji, ampak so jih namesto tega ustvarili ljudje.

Prvo komercialno uspešno sintezo diamanta so leta 1954 opravili delavci General Electric. Od takrat je veliko podjetij uspešno proizvajalo sintetični diamant, primeren za industrijsko uporabo. Danes je večina porabljenega industrijskega diamanta sintetičnega, Kitajska pa je vodilna na svetu s proizvodnjo več kot 4 milijard karatov na leto. Najpomembnejše industrijske države zdaj lahko proizvajajo sintetične diamante za industrijsko uporabo v tovarnah.

V zadnjem desetletju je več podjetij razvilo tehnologijo, ki jim omogoča, da izdelajo diamante kakovostnega laboratorija, ki so bili izdelani do nekaj karatov v več različnih barvah - vključno z brezbarvnimi. Nekatera podjetja uporabljajo visokotlačne in visokotemperaturne metode - ti so znani kot HTHP diamanti. Drugi ustvarjajo diamante s postopkom kemičnega nanašanja hlapov - ti so imenovani CVD diamanti. Ti umetni dragulji se prodajajo v nakitnih trgovinah in na internetu s precejšnjim popustom na naravne kamne podobne kakovosti in velikosti. Imajo lep videz in privlačno cenovno ceno. Sintetične diamante je treba prodati z razkritjem, ki kupcu omogoča jasno razumevanje, da so jih izdelali ljudje.


Ali bodo potrošniki sprejeli sintetične diamante?

Sintetični diamanti so v industrijski uporabi od konca 20. stoletja prevladujoča vrsta diamantov. Večina diamantov, ki so bili uporabljeni za izdelavo brusilnega orodja in rezalnega orodja, je zdaj sintetičnih. Skoraj vsi diamanti, ki se uporabljajo za izdelavo oken, kupole zvočnikov, toplotnih odtokov, mikroelementov z nizkim trenjem, delov, odpornih proti obrabi, in drugih tehnoloških izdelkov so zdaj sintetični.

Sintetični diamanti za te namene so veliko cenejši od miniranih diamantov, imajo bolj skladne lastnosti in so na voljo v specifikacijah po naročilu. Za te namene ni sintetičnih ovir za sintetične diamante, ki bi nadomestili minirane diamante.

V nakitni industriji je veliko razprav o pripravljenosti potrošnikov, da sprejmejo sintetične diamante.Nekateri menijo, da si potrošniki nakita želijo "pravih diamantov" - kar pomeni "minirani diamanti." Drugi verjamejo, da bodo sintetični diamanti naklonjeni ljudem, ki ne marajo človekovih pravic in okoljskih težav, povezanih z nekaterimi miniranimi diamanti. Pravi motivator pa bo verjetno cena. Trenutno imajo številni sintetični diamanti, izdelani za nakit, 30 - 40-odstotno cenovno prednost na minirane diamante. To bo verjetno največji motivator za potrošnike pri sprejemanju sintetičnih diamantov.

Opazovanje in špekulacije .... Če se sprehodite v skoraj kateri koli prodajalni trgovskih centrov in pogledate v primere, kjer se prodajajo rubin, safir in smaragdi, boste pogosto videli, da je večina ponujenega kamenja sintetičnega. Oseba z zelo malo treninga jih lahko pogosto prepozna po svoji svetli barvi in ​​vrhunski jasnosti. Sintetični materiali imajo vrhunski videz, njihove cene pa so majhne v primerjavi z naravnimi dragulji podobne velikosti in navidezne kakovosti. Potrošniki dobijo boljši videz za nižjo ceno in večina jih sprejme to transakcijo na koncu cenovnega razreda z nizkimi cenami.

Boj za čustva in prevlado pri prodaji na trgu priljubljenih cen z rubinami, safirjem in smaragdom je sintetika dobila pred desetletji. V naslednjem desetletju se bo trg diamantov morda premaknil tudi v prid sintetiki. Sintetični diamanti že začenjajo zelo viden položaj na trgu. Cena sintetičnih diamantov se bo verjetno znižala, saj bo vse več strojev, ki jih izdelujejo, dani v uporabo, postali učinkovitejši, konkurenca med proizvajalci pa se bo stopnjevala. Sčasoma bo razlika v ceni med naravnimi in sintetičnimi diamanti večja, kot jih bo lahko veliko kupcev prezrlo in bodo kupili sintetične. Če bo naslednja oglaševalska kampanja svetovnega razreda promovirala sintetične diamante, bi lahko prišlo do velikega spreminjanja povpraševanja potrošnikov. Tista oglaševalska kampanja svetovnega razreda je morda Lightbox, ki ponuja "bele" in obarvane diamante po neprimerni ceni 800 dolarjev za karat.