РЕФЕРАТПО ХИМИИПОДГОТОВЛЕН АЛМАЗ. Легенда и действительность. Алмаз! Это название известнокаждому. С ним ассоциируется представление о несравненном блеске и непревзайденнойтвердости.Со вторым свойством связано и название минерала, которое происходит илиот арабского слова ал-мас твердейший , или от греческого адамас непреодолимый , несокрушимый .Алмазы издавно использовалисьв качестве самых изысканных украшений. Ювелиры разделяют алмазы почти на тысячисортов в зависимости от прозрачности, тона, густоты и равномерности окраски, наличиетрещин, минеральных включений и некоторых других признаков.
В конце двадцатого векаалмазы начинают применятся на производстве.В настоящее время экономический потенциалнаиболее развитых государств в значительной мере связывается с использованием имиалмазов.Какие же свойства алмазаопределяют его широкое использование в самых различных областях народного хозяйства?В первую очередь, конечно, исключительная твердость, которая, если судить по скоростиистирания, в 150 раз выше, чем у корунда, и в десятки раз лучше, чем у лучших сплавов,применяемых для изготавления резцов.
Алмаз применяется при бурение горных породи механической обработке самых разнообразных материалов, для протягивание волочения тонкой проволки, в качестве абразива и т.п.Более половины добычи техническихалмазов идет на изготовления специального инсрумента для обрабатывающей промышленности.Применение алмазных резцов и сверл на обработке цветных и черных металов, твердыхи сверхтвердых сплавов , стекла , каучука, пласмасс и других синтетических веществдает огромный экономический эффект по сравнению с использованием твердосплавногоинструмента.
Черезвычайно важно, что при этом не только в десятки раз повышает производительностьтруда при токарной обработке пластмасс даже в сотни раз но одновременно значительноулучшается качество продукции. Обработанные алмазным резцом поверхность не требуютшлифовки, на них практически отсутствуют микро трещены, в результате чего многократноувеличивается срок службы получаемых деталей.Практически все современныеотрасли промышленности, в первую очередь электротехническая, радиоэлектронная иприборостроительная, в огромных колличествах используют тонкую проволку, изготавливаемуюиз различных При этом предъявляются строгие требования к круговой форме и неизменностидиаметра поперечного сечения проволки при высокой чистоте поверхности.Такая проволкаиз твердых металлов и сплавов вольфрама, хромоникелевой стали и др. может бытьизготовлена лишь с помощъю алмазных фильер.Фильеры представляют собой пластинчатыеалмазы с просверленными в них тончайшими оверстиями.Широкое применение в промышленностинаходят и алмазные порошки.
Их получают путем дробление низкосортных природных алмазов,а также изготавливают на специальных предприятиях по производство синтетическихалмазов.
Алмазные порошки используются в дисковых алмазных пилах,мелкоалмазных буровыхкоронках, специальных напильниках и в качестве абразива.Только с применением алмазныхпорошков удалось создать уникальные сверла, которые обеспечивают получение глубокихтонких отверстий в твердых и хрубких материалах.Алмазные порошки находятприменения на гранильных фабриках, где все самоцветы, и в том числе алмазы, подвергаютсяорганике и шлифовке, благодаря чему невзрачные до этого камни становятся таинственносветящимися или ослепительно сверкающими драгоценностями, к не повторимой красотекотрых никто не останется равнодушным.
В алмазе под действием заряженной частицепроисходит световая вспышка и возникает импульс тока. Эти свойства позволяют использоватьалмазы в качестве детекторов ядерного излучения.
Свечение алмазов и возникновениеимпульсов электрического тока при облучении позволяет применять их в счетчиках быстрыхчастиц.Алмаз в качестве такого счетчика обладает неоспоримыми преимуществами посравнению с газовыми и другими кристаллическими приборами.В Советском Союзе послеоткрытия якутских месторождений была создана алмазодобывающая промышленность.
Взначительных масштабах у нас производятся и синтетические алмазы.Алмазом, как и другим кристаллическимтелам, свойственна анизотропия некоторых характеристик в том числе и анизотропиятвердости, что обусловленно особенностями внутреннего строения кристаллов.Твердостьменяется не только от грани к грани, но и не редко в пределах одной грани кристалла,что не обходимо учитывать при обработке алмаза и при работе с алмазным инструментом.Прочие физико-механическиесвойства.
Важное значение имеет очень низкий коэффициент трения алмаза по металлуна воздухе - всего 0.1, что связано с образованием на поверхности кристалла тонкихпленок адсорбированного газа, играющих роль своеобразной смазки.Когда такие пленкине образуются, коэффициент трения возрастает и достигает 0.5-55. Низкий коэффициенттрения обуславливает исключительную износостойкость алмаза на истирание, котораяпревышает износостойкость корунда в 90 раз, а других абразивных материалов - в сотнии тысячи раз. В результате, например, при шлифовании изделий из твердых сплавовалмазного порошка расходуется в 600-3000 раз меньше, чем любого другого абразива.
Для алмаза также характернысамый высокий по сравнению с другими известными материалами модуль упругости исамый низкий коэффициент сжатия.Термические свойства.Температура плавленияалмаза составляет 3700-4000 C. На воздухе алмаз сгорает при 850-1000 С, а в струечистого кислорода горит слабо-голубым пламенем при 720-800 С, полностью превращаясьв конечном счете в углекислый газ. При нагреве до 2000-3000 С без доступа воздухаалмаз переходит в графит.Рассматриваемый минералобладает исключительно высокой теплопроводностью, что обусловливает быстрый отходтепла, возникающего в процессе обработки деталей инструментом, изготовленным изнего.
Кроме того, для алмаза характерен низкий температурный коэффициент линейногорасширения ниже, чем у твердых сплавов и стали . Это свойство алмаза учитываетсяпри вставке его в оправу из разных металлов и других материалов.Оптические свойства.
Средний показатель преломлениябесцветных кристаллов алмаза в желтом цвете равен примерно 2.417, а для различныхцветов спектра он варьирует от 2.402 для красного до 2.465 для фиолетового .Способность кристалов разлагать белый цвет на отдельные составляющие называетсядисперсией.Для алмаза дисперсия равна 0.063. Как показатели преломления, так идисперсия алмаза намного превышают аналогичные свойства всех других природных прозрачныхвеществ, что и обусловливает в сочетании с твердостью непревзайденные качества алмазовкак драгоценных камней.
Высокое преломление в совокупности с чрезвычайно сильнойдисперсией вызывает характерный блеск отполированного алмаза, названным алмазным.Одним из важных свойствалмазов является люминесценция. Под действием солнечного света и особенно катодных,ультрафиолетовых и рентгеновских лучей алмазы начинают люминесцировать - светитьсяразличными цветами.Под действием катодного и рентгеновского излучения светятсявсе разновидности алмазов, а под действием ультрафиолетового - только некоторые.Рентгенолюминесценция широко применяется на практике для извлечения алмазов из породы.Форма кристаллов.
Большая часть алмазоввстречается в природе в виде отдельных хорошо оформленных кристаллов или их обломков.Преобладают октаэдры, ромбододекаэдры и кубы, а также их комбинации. Это кристаллыс ровными плоскими гранями.Так их и называют - плоскогранными. Реже встречаютсякривогранные, округлые кристаллы, однако в некоторых месторождениях они преобладают.Зачастую кристаллы алмаза срастаются друг с другом или же как бы прорастают другдруга, образуя соответственно так называемые двойники срастания и прорастания.Практически во всех алмазныхместорождениях присутствуют микро- и скрытокристаллические агрегаты, сложенные сотнямитесно сросшихся мельчайших зерен алмаза.
Они подразделяются на борт, баллас и карбонадо.Бортом обычно называют неправильные мелкозернистые сростки. Балласы представляютсобой шарообразные агрегаты, радиально-лучистого строения, карбонадо - тонкозернистыеагрегаты, имеющие массивное, пористое, коксовидное и шлаковидное строение.
Наиболееценятся массивные карбонадо, покрытие эмалевидной корочкой, которая тверже самогоалмазного ядра. Карбонадо незаменимы для изготовления алмазных буровых коронок.Классификация алмазов.Попытки классифицироватьалмазы предпринимались с незапамятных времен. Так, древние индусы разделяли алмазы,как и людей, на четыре касты брахманы, кшатрии, вайшии и шудры.
К брахманам относилисьпрозраные высококачественные кристаллы, к кшатриям и вайшиям - камни камни болеенизкосортные с красноватым оттенком, к шудрам - наиболее низкокачественные алмазысерого цвета.Соответственно шудры оценивались в четверть, вайшии - в половину,а кшатрии - в три четверти стоимости брахманов.В настоящее время существуетмножество классификаций алмазов, основанных на различных принципах. В одних классификационныхсхемах сделаны попытки учесть все свойства алмазов, в других - в основу положенгенетический принцип, т.е. представления об условиях образования тех или иных группалмазов.
В Советском Союзе наибольшее распростронение получили классификационныесхемы Ю.Л.Орлова и З.В.Бартошинского.В то же время ювелиры, подходя к данному вопросусо своих позиций, разделяют алмазы почти на тысячу сортов в зависимости от прозрачности,тона, густоты и равномерности окраски, наличия трещин, минеральных включений и некоторыхдругих признаков.В нашей стране принятаклассификация, где учитывается качество алмазов, их размерность, масса и сфера применения.По качеству определяется 9 категорий природного алмазного сырья.
К категориям 1и2 отнесены ювелирные алмазы, к остальным - различные сорта технических. В свою очередь,категории подразделяются на группы с учетом массы и размеров кристаллов, а группы- на подгруппы с указанием области использования алмазов.