одонтобласты
навыки сотрудника service desk
бурштин в золоті купити

Алмаз

Алмаз

/.
Алмаз занял первое место в ряду драгоценных камней с тех пор, как его искусно ограненные формы, известные под названием бриллиантов, выявили все совершенство удивительных свойств этого минерала. И действительно, он сочетает исключительную твердость, высокое светопреломление, сильную дисперсию и яркий блеск. Сырой алмаз, особенно встречающийся в различных отложениях, часто имеет довольно невзрачный вид и непривлекателен для глаз. Поэтому легко понять, почему персы в XIII в. помещали алмаз в ряду драгоценных камней за жемчугом, рубином, изумрудом и даже хризолитом, а авторы Средневековья часто ценили его ниже изумруда и рубина. Индийские камнерезы, которые первые поняли, что алмаз можно полировать алмазным Hie порошком, обнаружили, сколь замечательный внешний вид приобретает этот камень при удалении «рубашки». Однако они не придавали камню определенную форму, а лишь полировали естественные грани и добавляли многочисленные небольшие площадки в тех случаях, когда хотели скрыть изъяны. Действительно, знаменитый путешественник Тавернье, которому мы обязаны знаниями о развитии горного дела в Индии, неизменно находил, что камни с многочисленными гранями-фасетками имеют много изъянов. Ослепительная красота алмаза открывается только тогда, когда он огранен в форму бриллианта. Следует отметить* что название «алмаз» произошло от слова «адамас» — так называ-* ли минерал, который, как полагали во времена Плиния, превосходил по качеству прочие камни; однако термин «адамас» Плиний явно использовал для обозначения и других минералов, помимо.
того несравненного камня, который со времен Средневековья известен как diamond (алмаз)
Название diamond происходит от латинското слова adaman- , tem и его распространенной формы adiamentem, которые созвуч-.
I ны греческому слову aSifias, означающему «несокрушимый», что содержит намек не только на значительную твердость, но и на ошибочное представление о том, что алмаз может противостоять любому удару
. Слово «борт» происходит, вероятно, от старо-французского bord, или bort (неполноценный). «Карбонадо» — португальское слово, означающее «углистый», оно употреблялось для обозначения плотных зернистых разновидностей алмаза, встречающихся в Бразилии.
Из всех драгоценных камней алмаз имеет наиболее простой * химический состав — он представляет собой просто кристаллический углерод С. В нем часто присутствуют примеси, главным образом окись железа и кремнезем со следами извести и магнезии, но количество примесей обычно не превышает 5%. Именно примесь окислов железа обусловливает желтоватый оттенок, который столь характерен для алмазов печистой воды, особенно для камней из Южной Африки, и который снижает их ценность. Углерод диморфен, другая его кристаллическая разновидность — графит. Поистине, природа превзошла самое себя, создав из одного и того же элемента вещества со столь различными и противоположными свойствами, как твердый, блестящий и прозрачный алмаз и мягкий, маркий и непрозрачный графит. Каждое из этих веществ обладает присущими ему достоинствами. Алмаз * помимо того, что он превосходит по качествам все другие драгоценные камни, находит применение в промышленности в качестве режущего и абразивного материала. Графит употребляется для изготовления карандашей, для чистки кухонных плит, а в смеси с с глиной — для изготовления огнеупорных тиглей. Кроме того, он неоценим как смазочный материал, особенно при работах под большой нагрузкой. Оба минерала существуют в природе, не обнаруживая заметной тенденции переходить один в другой. Действительно, для того чтобы кристалл алмаза почернел при нагревании без доступа кислорода, т. е. для того чтобы он частично.
превратился в графит,- необходима очень высокая температура (по крайней мере 1500°). (При нагревании в атмосфере кислорода или даже на воздухе алмаз окисляется до СО или СО^ при температурах около 800°С.).
Борт (bort, или, как иногда пишут, boart) представляет собой скрытокристаллическую форму, в которой кристаллы алмаза расположены беспорядочно, без определенной ориентировки. Этот термин используется также для обозначения кристаллов и их обломков, не находящих применения в ювелирном деле; такие кристаллы измельчаются и используются для резания и полировки. Карбонадо, или черный алмаз, также является скрытокристаллической разностью алмаза и представляет собой неоднородную маё-су еще более мелких кристаллов; он имеет черный цвет, непрозрачный или только просвечивающий. В скрытокристаллических формах отдельные кристаллы не способны раскалываться по определенным направлениям. По этой причине такие массы обладают исключительной твердостью алмаза, но не раскалываются под воздействием сильного удара; они кажутся более твердыми, чем одиночные кристаллы алмаза. Карбонадо пользовался большим спросом для изготовления режущих инструментов *.
Об абсолютно прозрачных и свободных от изъянов алмазах говорят, что они «чистой воды». Такие алмазы, когда они не обладают каким-либо цветовым оттенком, за исключением, возможно, голубоватого, ценятся наиболее высоко. Камни со слабым желтоватым оттенком называются камнями «нечистой воды» и це-
нятся значительно ниже. Иногда предпринимались попытки улучшить камни нечистой воды, покрывая их базальные грани голубой пленкой. Такую пленку обычно можно удалить, промывая камень в бензоле, метиловом спирте или даже в горячей воде, но если эти способы не помогают, можно использовать и кислоту.. Определенную привлекательность имеют камни канареечно-желтого цвета, которые, однако, относятся к другой категории. Обыч-, ны также зеленоватые камни, хотя действительно хороший оттенок этого цвета редко выдерживается в пределах целого кристалла. Нередки коричневые камни, особенно из Южной Африки. Розовые камни менее обычны, а рубиново-красные, розовато-лиловые и синие камни редки. Камни, обладающие последним из перечисленных цветов, имеют, как правило, «стальной» оттенок. Сапфировосиние камни встречаются исключительно редко и стоят весьма дорого. Для обозначения алмазов с черными пятнышками углистого материала внутри используют французское, слово «пике» (pique), означающее «исколотый» или «пятнистый от укусов насекомых».
Алмаз кристаллизуется в виде октаэдров (рис. 118) со свер- кающими гладкими гранями и реже — в виде кубов с грубо протравленными гранями. Иногда вместо каждой из граней октаэдра развиваются три или шесть граней, и камень приобретает почти ! сферическую форму. Поверхности граней кристаллов часто усеяны равносторонними Треугольными углублениями, которые воз
Рис. 118. Кристаллы алмаза.
пикают вследствие травления и растворения
. Часто наблюдающееся искривление ребер кристаллов является результатом последовательного отступания плоскостей роста. Обычны двойники, в которых два отдельных кристалла соединяются вместе или прорастают друг друга, а также звездчатые формы. Иногда октаэдрические кристаллы изумительно симметричны. Округлые кристаллы нередко покрыты смолоподобной оболочкой, которая мягче самого кристалла. Большое число природных кристаллов алмаза экспонируется в коллекции драгоценных камней Геологического музея в Лондоне
Определение структуры кристалла алмаза явилось одним из наиболее ранних достижений рентгеноструктурного анализа. Схема упаковки углерода в структуре алмаза приведена на рис. 40; видно тетраэдрическое расположение атомов в кристалле. Детальное изучение прозрачности алмазов в ультрафиолетовых лучах показало, что алмазы можно подразделить на несколько типов. Обычный тип I прозрачен только для лучей с длиной волны около 3000 А и содержит свободный азот. Более редкий тип II имеет границу полосы поглощения, соответствующую длине волны 2250 А. Эту группу на основе различий в фосфоресценции можно подразделить на типы На и НЬ. Остальные физические свойства являются, по-видимому, одинаковыми для всех типов, и в настоящее время вышеприведенное подразделение не имеет непосредственного значения для использования алмазов в качестве драгоценных камней. Однако оно интересно с точки зрения ок-.
раски алмазов, как естественной, так и наведенной облучением а также для суждения о происхождении алмазов. Вначале считали, что алмазы типа II не содержат азота, но сейчас полагают, что между обогащенным азотом типом I и бедным этим элементом типом II существуют постепенные переходы.
Было обнаружено, что карбонадо имеет скрытокристаллическую структуру, состоящую из связанных в единую массу мельчайших кристаллов алмаза.
Алмаз не обладает двупреломлением, но отдельные зоны кристаллов двупреломляют, что часто связано с включениями капелей жидкой угольной кислоты и возникающими вокруг них внутренними напряжениями. Эти напряжения бывают столь велики, что многие прекрасные камни при извлечении из вмещающей их горной породы «взрываются», разлетаясь на отдельные кусочки. Средняя величина показателя преломления бесцветных камней равна 2,4175 в желтом свете натрия с весьма небольшими отклонениями (до 0,0003), что свидетельствует о чистоте состава. С увеличением количества примесей величина показателя преломления увеличивается до максимального значения 2,421. Показатель преломления камней нечистой воды лежит в интервале между этим значением и 2,419. Дисперсия для интервала В—G равна 0,044, и в этом отношении алмаз превосходит все бесцветные камни, но уступаеткасситериту, сфену (титаниту) и зеленому гранату (демантонду), а также синтетическому рутилу и синтетическому титанату етронция. Блеск полированного алмаза настолько характерен, что был назван «алмазным»; он обусловлен сочетанием высокого светопреломления и исключительной твердости. Алмаз, в отличие от стекла, прозрачен для рентгеновских лучей. Он фосфоресцирует под действием лучей, лежащих за пределами фиолетовой части видимого спектра, даже под действием коротковолнового излучения эманаций радия. Некоторые, но не все алмазы флюоресцируют в ультрафиолетовых лучах в голубых или желтовато-зеленых тонах. Многие из них светятся в темноте после выдержки на солнечном свету, а некоторые даже излучают свет, если их потереть,— явление, известное под названием триболю-минесценции.
Путем облучения алмазу можно придать искусственную окраску Бомбардировка нейтронами вызывает зеленую окраску, причем ее интенсивность зависит от дозы облучения. Если такой зеленый алмаз нагревать, то цвет его изменяется, приобретая различные оттенки желтизны, но не исчезает полностью даже при высокой температуре. Бомбардировка электронами придает си-.
нюю окраску. Камни с естественной синей окраской можно отличить по их полупроводниковым свойствам. Цвет облученных ал-.
мазов объясняется, пб-видимому, «радиационным нарушением» структуры кристалла, которая лишь частично восстанавливается при нагревании.
Удельный вес алмазов довольно постоянен, хотя он, естественно, более изменчив, чем показатель преломления, поскольку на его величину влияют включения газов и минералов, в то время как на показателе преломления эти факторы не сказываются. Средняя величина удельного веса для кристаллов равна 3,520 с возможными колебаниями, достигающими 0,010, причем удельный вес камней нечистой воды выше. Для высококачественного карбонадо средняя величина удельного веса равна 3,45 с колебаниями до 0,05; низкосортный материал имеет удельный вес всего лишь 3,10. Удельный вес борта (средняя величина) равен 3,501 с колебаниями до 0,004. Довольно высокие значения удельного веса указывались для австралийских алмазов. Недавние точные определения, проведенные на серии из 35 алмазов, дали преимущественно низкие значения удельного веса, колеблющиеся от 3,51477 до 3,51554, в среднем 3,51532 г/см
при температуре 25°С. Кристаллы, относящиеся к типу I, дают более высокие значения и имеют меньшие пределы колебаний, чем кристаллы типа II
Укажем следующие величины показателя преломления и удельного веса отдельных алмазов. Все перечисленные ниже камни происходят из Южной Африки (кроме тех, для которых источник указан особо). Показатель преломления: белые — 2,4174, 2,4175, 2,4177, 2,4184, 2,4186, 2,4188; канареечножелтый — 2,4191, золотистый — 2,4205. Удельный вес (вес в метрических каратах указан в скобках): голубовато-белый—(11,504), 3,515; неотполированный желтовато-зеленый из Бразилии — (38,217), 3,521; октаэдрический из Индии — (57,627), 3,522; белый — (13,812), 3,527. Для каждого из перечисленных ниже алмазов в скобках указан вес в метрических каратах, а затем приводятся удельный вес и показатель преломления: капский серебристый — (6,632), 3,523 , 2,4190; капский — (11,740), 3,523, 2,4200; коричневый — (7,685), 3,518, 2,4180; красновато-коричневый — (около 2), 3,518, 2,4192; голубовато-стальной — (5,055), 3,523, 2,4192.
Алмаз — наиболее твердое вещество из всех, встречающихся в природе. Он отмечен Моосом в его шкале твердости баллом 10, но различие в твердости между алмазом и корундом, которых! имеет твердость 9 по шкале Мооса, огромно. Трудно измерить абсолютную твердость алмаза, но различные методы определения.
относительной твердости дали цифры, указывающие, что алмаз в 90—180 раз тверже корунда. Гранильщики опытным путем нашли, что твердость алмаза меняется в зависимости от направления в кристалле, причем направление, соответствующее грани октаэдра, характеризуется наибольшей твердостью, а направление, отвечающее грани куба,— наименьшей. Эти наблюдения подтверждаются многочисленными детальными исследованиями твердости алмаза при шлифовке в различных направлениях. Гранильщики отмечают также, что алмазы с Калимантана и из Новогр Южного Уэльса заметно тверже, чем алмазы из Южной Африки; с которыми они обычно имеют дело. Трудно предположить, что похожие кристаллы могут отличаться по твердости, и отмеченный парадокс связан, вероятно, с существованием двойников, которые невозможно установить оптическими методами, поскольку алмаз не обладает двупреломлением. Искусственные материалы, такие, как карборунд (карбид кремния) и боразон (кубический нитрид бора), обладают твердостью, сравнимой с твердостью алмаза.
Несмотря на свою исключительную твердость, алмаз под воздействием ^ильного удара легко раскалывается по плоскостям, параллельным граням правильного октаэдра; он имеет четыре направления спайности. Как указывалось выше, это свойство алмаза используется для того, чтобы придать камням определенную, форму еще до их огранки и шлифовки. Вплоть до начала нынешнего столетия бытовало ошибочное, но не столь уж противоестественное мнение, что алмаз может противостоять удару молота, даже будучи помещен на наковальню. Полагали, что это является надежным способом испытания, и кто знает, сколько прекрасных камней было раздроблено вследствие этого заблуждения? Тот факт, что алмаз можно расколоть, был известен индийским камнерезам еще во времена путешествия Тавернье, а по свидетельству Боодта, способность алмаза раскалываться была известна в XVI в. и в Европе, но в те времена этому обычно не верили, и это знание вскоре было забыто. В начале нынешнего века знаменитый химик и минералог, первооткрыватель палладия и родия В. X. Волластон вновь открыл это свойство и использовал свое знание, так сказать, не без выгоды, покупая крупные алмазы, которые из-за их неудачной формы или наличия изъянов отвергались ювелирами, и продавая их вновь после того, как раскалывал их на камни подходящей формы.
Выше уже было отмечено, что различие в твердости между алмазом и корундом, который следует за алмазом в шкале твердости Мооса, гораздо больше, чем между корундом и наиболее мягким из минералов. Поэтому алмаз можно полировать только с помощью алмазного же порошка, и огранка алмазов отличается от огранки других драгоценных камней. Вследствие этого в юве-.
лирном деле различают обработку алмазов,/с одной стороны, й
обработку всех других драгоценных камней — с другой.
В настоящее время алмазам придают форму главным образом бриллиантов и только небольшие алмазы гранятся в форме розы.
I С возрастанием роли механических станков для огранки драгоценных камней появилась тенденция придавать камню в его экваториальной плоскости круговое сечение или форму, представляющую собой сочетание двух таких сечений, вместо удлиненного сечения, которое являлось первичной формой, или квадратного сечения, которое длительное время было излюбленной формой ювелиров. В ряде случаев
например при изготовлении серег или подвесок, используются менее симметричные формы, такие, как каплевидные формы панделок или бриолет. Иногда экваториальный поясок (рундист) имеет ромбовидную или еще более прихотливую форму. Совершенный бриллиант имеет 58 граней, но небольшие камни могут обладать не более чем 44 гранями, в то время как исключительно крупные камни могут иметь и много больше граней. Например, крупнейший камень, известный под названием «Звезда Африки», являющийся частью алмаза «Кул-линан», имеет не менее 74 граней..
При обработке большинства камней, полученных из отдельных очень крупных необработанных алмазов, как, например
, «Президент Варгас» и «Йонкер», использовалась изумрудная огранка, причем преимуществом такой огранки является значительно меньшая потеря веса, чем та, которая произошла бы при бриллиантовой огранке.
Описание свойств алмаза было бы неполным без упоминания других ценных, хотя и имеющих прикладной характер областей его применения. Вез помощи алмаза многие виды современных машиностроительных и горных работ были бы невозможны или на них приходилось бы затрачивать очень много времени и средств.
Использование алмазных буровых коронок значительно облегчает процесс бурения твердых горных пород. Рабочая часть современного бурового долота представляет собой отлитое из стали кольцо. На его торце (коронке) имеется ряд правильно расположенных углублений, в которые вкраплены алмазы (ныне обычно для этой цели применяется буровой борт, хотя часто используется и карбонадо). При вращении бурового долота разбуривается кольцеобразная зона горных пород; внутри остается твердый столбик породы—керн, который можно извлечь на поверхность. Для охлаждения долота и для удаления выбуренных частиц горной породы через рабочую зону насосом прокачивается вода. Срок службы алмазов зависит от природы горной породы и мастерства оператора. Наибольшую трудность представляет бурение таких пород, которые сложены минералами, имеющими резко различ-ную твердость; в этом случае алмазы могут быть легко вырваны.
из своих ячеек. Опытный оператор может по поведению долота определить характер горной породы на забое скважины и, изменяя давление долота на забой, уменьшить риск порчи долота. Кристаллы алмазов, имеющие соответствующую форму и ограненные под требуемым углом, применяются в режущих инструментах для обработки как металлических, так и неметаллических материалов. В промышленности часто используются также инструменты, покрытые алмазным порошком.
Прочность алмаза делает его наиболее подходящим материалом, используемым при изготовлении тонкой проволоки, в частности нитей накаливания электрических ламп.
Хотя почти все драгоценные камни царапают стекло, успешно отрезать полоску стекла можно только алмазом. Однако для этой цели пригодно не всякое зерно алмаза; иногда алмаз рвет стекло. Лучше всего использовать край, где два ребра кристалла сходятся под острым углом. Этим требованиям лучше всего отвечают два ребра ромбододекаэдра. Камни, используемые в стеклорезах, невелики по размерам, не больше булавочной головки, и по весу достигают в среднем
/
доли карата. Они вставляются в медную или бронзовую оправу. Для получения хороших результатов при резке стекла необходим некоторый навык.
Ценность алмаза всегда определялась главным образом размером камня. Стоимость одного карата возрастает довольно равномерно для камней весом до 4 каратов и затем резко подскакивает для камней весом 5 каратов и более. Не следует, однако, ожидать, что стоимость карата будет возрастать и далее, более вероятно ее снижение с увеличением веса камня, потому что для крупных камней существует лишь весьма ограниченный рынок сбыта. Стоимость камней низкого качества почти пропорциональна их весу. Другими признаками, которые следует принимать во внимание при оценке стоимости ограненного алмаза, являются цвет, степень совершенства и качество огранки.
Для описания цвета алмазов использовался ряд терминов, таких, как «ягер», «ривер», «вессельтон» и «кейп»; многие из этих терминов происходили от названий южноафриканских месторождений. Приблизительно 60 лет назад эти «старые термины» в значительной степени были вытеснены чисто описательными определениями, например «голубовато-белый», «чисто белый», «светло-желтый». Однако термин «голубовато-белый» был признан бессмысленным, и его не рекомендовали применять. Немецкие ювелиры использовали числовую классификацию цветов от первого до шестого цвета. Для облегчения процедуры определения цвета алмазов был изобретен прибор, который позволял непосредственно сравнивать цвет камня со стандартными цветами
Степень совершенства кристаллов алмаза/Тесно связана с ко- личеством и природой включений, а также с таким физическим дефектом, как трещины спайности. Изучение включений с по-.
I мощью микроскопа стало важной и увлекательной отраслью науки о драгоценных камнях и часто позволяет получить ценные сведения о их происхождении. При изучении алмазов употребляется лишь 10-кратная ручная лупа, и поскольку при таком обследовании большинство включений кажутся черными, они долгое время были известны под названием угольных. При сортировке алмазов по степени совершенства используется множество терминов: выделяются алмазы от чистых (flawless — бездефектных), через различные градации несовершенных, например VVSI (very, very slightly imperfect — весьма, весьма слабо несовершенные), до несовершенных (IMP — imperfect), называемых «пике» (pique) и содержащих включения, различимые невооруженным глазом.
Качество огранки зависит от правильности пропорций (для определения ее изобретены специальные приборы), точности расположения граней и совершенства полировки.
Bywatex’ (или bye) — термин, применяемый для обозначения камней с желтым оттенком; melee — небольшие камни различного размера, полученные либо при огранке небольшого необработанного алмаза, либо при огранке частей разрезанного более крупного драгоценного камня и весящие каждый в отдельности ме/нее V
карата; melange — термин, употребляемый для обозначения болеэ крупных камней различного размера. Небольшие камни оцениваются по весу, а не по индивидуальным качествам.
С открытием месторождений в Южной Африке алмаз быстро стад обычнейшим и широко распространенным драгоценным камнем, и это его положение укреплялось с открытием других алмазоносных площадей на Африканском континенте. Добыча вскоре превзошла по объему емкость мирового рынка, и для воротил алмазодобывающей промышленности стало совершенно очевидным, ’что необходим контроль за продажей алмазов, а также объединение многочисленных алмазодобывающих предприятий. В соответствии с этим в 1893 г. был учрежден Лондонский алмазный синдикат с целью обеспечить продукции его рудников определенные преимущества и поддерживать уровень цен, приноравливая объем добычи к спросу на мировом рынке.
Соглашение удовлетворительно действовало на протяжении приблизительно 30 лет вплоть до открытия и развертывания работ на других алмазоносных площадях, которые не были представлены в синдикате или не контролировались им (особенно месторождения на юго-западе Африки), что привело к ожесточенной конкуренции, так что синдикат не смог осуществлять эффективный контроль. Однако было признано, что система в целом удовлетворительна, и в соответствии с этим в 1925 г. был создан новый, бо-.
лее крупный синдикат по продаже продукции алмазных рудников Юго-Западной и Южной Африки, Анголы и Конго. Соглашение предусматривало регулирование добычи в нескольких районах системой квот и оплаты поставщикам в соответствии со средней ценой, вычисленной для каждого истекшего шестимесячного периода.
Однако синдикат просуществовал всего пять лет и затем распался, главным образом потому, что правительство Южно-Африканской Республики не захотело передать государственные разработки алмазов в Намакваленде под контроль синдиката. В конце концов в 1931 г. был создан новый орган — Алмазная корпорация со штаб-квартирой в Южной Африке, что было, без сомнения, частично обусловлено стремлением избежать высокого налогообложения в Лондоне. Была введена система квот, и правительство Южно-Африканской Республики согласилось регулировать добычу на государственных рудниках. Эта корпорация столь могущественна, а ее оборудование столь совершенно, что многие мелкие поставщики, не входящие в нее, сочли для себя выгодным доверить ей сбыт своей продукции.
Деятельность по продаже алмазов распределена между отдельными компаниями, причем сбыт ювелирных алмазов осуществляется отдельно от сбыта технических алмазов. Алмазная корпорация продолжает действовать как связующее звено между поставщиками из Южной Африки и из других стран.
Алмаз наиболее успешно имитируется обожженным цирконом (бесцветной разновидностью, получаемой путем нагревания) из-за его высокой дисперсии. Этот циркон можно отличить от алмаза по его меньшей твердости и двунреломленшо, а также по тому обстоятельству, что из-за меньшего светопреломления некоторая часть света всегда ускользает из нижней части камня, имеющего бриллиантовую огранку. Если все же остаются какие-либо сомнения, можно прибегнуть к определению удельного веса. Другие бесцветные минералы — корунд (белый сапфир), топаз и кварц (местами известный как «алмаз») — и бесцветная синтетическая шпинель характеризуются сравнительно слабой игрой; их легко отличить по показателям преломления. Ряд синтетических ’материалов, имитирующих алмаз, был описан выше. Наиболее обычные имитации делают из стекла, но их легко распознать, так как после непродолжительной носки грани такого камня покрываются царапинами или другими отметинами, не говоря уже о их небольшой твердости И: низком светопреломлении.
Иногда, для того чтобы компенсировать желтоватый оттенок камня нечистой воды и, следовательно, придать ему лучший товарный вид и повысить цену, камень окрашивают в синий цвет. Поэтому при покупке изделия необходимо тщательно исследовать камень, низ которого не скрыт оправой.