что делают с бриллиантами
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
Алмаз считается одним из ценнейших камней на Земле. Многие так же знают, что алмаз также считается самым твердым материалом. Однако для создания ювелирного изделия алмаз нужно серьезно обработать.
Если материал обладает такой прочностью, чем его обрабатывают?
То, что если потереть один необработанный алмаз о другой, их грани шлифуются и блеск обоих возрастает, заметили еще в древней Индии. В Европе гранить алмазы начали значительно позже, в XIV—XV вв.. В середине XV века ювелир бургундского герцога Людвиг ван Беркем впервые огранил алмаз, который впоследствии получил название «Санси».
В XVII веке алмазы научились распиливать. Первые пилы представляли собой железную проволоку, поверхность которой была шаржирована (насыщена) алмазным порошком. Распиливание крупных алмазов длилось подолгу: например, алмаз «Регент», весивший 410 карат, пилили около двух лет, расходуя огромное количество алмазного порошка.
Нынче алмазы режут на специальных станках с помощью быстро вращающихся бронзовых дисков толщиной 0,05−0,07 мм. На диски подают суспензию алмазного порошка. Современные установки предусматривают применение для интенсификации резки алмазов ультразвуковой, электроэрозионной, лазерной и других видов обработки. Самым сложным и ответственным процессом при изготовлении из алмазов бриллиантов является огранка. Ее производят с помощью быстро вращающегося диска из медного сплава, в который впрессованы мелкие алмазы, или чугунного диска, в поверхность которого втирают алмазный порошок, разведенный в репейном или оливковом масле. При этом форму драгоценного камня и расположение граней в нем делают с таким расчетом, чтобы падающий свет не проходил сквозь камень, а, претерпев полное отражение от внутренних поверхностей граней, возвращался бы обратно, обеспечивая «игру» света.
Огранка бриллиантов — необычайно сложный и трудоемкий процесс. Крупные камни гранят месяцами, а уникальные — по нескольку лет. Масса алмаза от этой операции сокращается вдвое или втрое, пропорционально растет и его стоимость.
Поэтому перед тем, как приступить к огранке крупных алмазов, тщательно обсчитывают форму будущего бриллианта, которая обеспечит наилучшую «игру» и позволит максимально сохранить массу исходного камня. Сейчас для этой цели используют компьютеры, которые максимально облегчают задачу.
Казалось бы, алмаз — безупречный камень. Но и у него есть недостатки.
1. Он химически активен по отношению к железу и никелю. При повышенной температуре он образует с ними растворы внедрения и разрушается. То есть резать алмазом сталь на высокой скорости невозможно.
2. Алмаз бессилен даже против мягкого железа. Нагреваясь в процессе резания, железо начинает в больших количествах растворять в себе углерод. Тем самым оно «съедает» самый твердый в мире материал.
Алмаз в материнской породе
Впрочем, любой недостаток можно превратить в достоинство. Эту простую химическую реакцию можно использовать для обработки алмазов. Такое свойство неприступного алмаза позволяет легко разрезать его раскаленной стальной проволокой.
Если к алмазу приложить железный резец, нагретый до 1000 °C, он начнет растворять в себе углерод, погружаясь вглубь алмаза со скоростью до 0,3 мм в час. Меняя форму головки резца, из алмазов можно изготавливать сложнейшие детали — например, втулки, шестеренки и прочие сложной формы изделия, которые невозможно изготовить по-другому.
Алгоритм процесса производства бриллиантов
Бриллиант — это великолепный драгоценный камень, от красоты которого невозможно оторвать глаз. Но немногим известно, что эта драгоценность является результатом человеческого труда, поскольку бриллиант является качественно обработанным и ограненным алмазом. Поэтому многих интересует вопрос не только о том, из чего делают бриллиант, но и о том, как происходит процесс изготовления этого камня.
Сведения об алмазе
Алмаз — это сырье, из которого производят бриллианты, поэтому, чтобы узнать об особенностях изготовления, прежде всего следует разобраться в свойствах и видах алмазов. Этот самоцвет имеет наиболее простую, в сравнении с другими минералами, химическую формулу. Алмаз является углеродом (С), который в природе может сочетаться с примесями магния, железа и окисей кальция. В природе кристалл алмаза имеет форму куба и октаэдра. Плотность алмаза составляет 3,52 грамма на сантиметр кубический, что считается высоким показателем.
Алмаз — это уникальный камень, сияние которого не идет в сравнение с любым другим минералом. Так, алмаз отражает весь свет, попавший на его поверхность. Этот камень оценен в 10 баллов по шкале твердости минералов Мооса, и благодаря этому самоцвет обладает безупречной износостойкостью. В отличие от других минералов, алмаз является мощным проводником тепловой энергии.
В природных условиях минералы встречаются в виде включений в графит, серпентины и горные оливины. Реже самоцвет можно найти в галечной россыпи реки или моря, особенно если эти водоемы находятся вблизи вулканических пород. Порода, в которой может содержаться алмаз, называется алмазосодержащей рудой.
Вес алмаза оценивается с точки зрения метрической системы карат, где 1 карат равняется 200 миллиграммам оцениваемого камня. Что касается среднего веса алмазов, встречаемых в природе, то он не достигает 15 карат. Если же этот показатель превышает число 15, то камень будет относиться к редким алмазам. Добыча алмазов — это трудоемкий процесс, поскольку для получения 1 карата минерала добытчикам необходимо обработать как минимум 250 тонн алмазной руды. Камень можно добыть на любом континенте Земли, но все же свыше половины общего объема добычи алмазов 50% приходится лишь на несколько государств. Это Россия, ЮАР, Намибия, Конго, Ангола, Боствана и Австралия.
Окрас алмаза определяется такими факторами, как интенсивность природного облучения радиацией, количества включений и примесей, наличия дефектов в структуре минерала и т. д. Зачастую в природе встречаются алмазы, которые сочетают в себе 2 цвета. К примеру, это желто-белый, серо-белый и золотисто-белый алмаз. Что касается цвета алмаза, то от этого критерия оценки камня будет зависеть сфера применения алмаза. Если камень имеет молочный, серый, бурый и черный окрас, то это не позволит использовать его с целью дальнейшей огранки и превращения алмаза в бриллиант. Непрозрачные камни темных оттенков — это 80% от общего объема добычи алмазов.
Что касается ювелирных камней: то именно они подходят в качестве сырья для производства бриллиантов. В природных условиях ювелирные алмазы встречаются в бледно-желтом, буро-коричневом, зеленоватом, розоватом, вишневом, винном, фиолетовом и голубоватом оттенке. Наиболее ценными считаются бесцветные прозрачные алмазы, но и они имеют слабовыраженный оттенок, который называется нацветом.
Добыча алмаза, пригодного для изготовления бриллианта, является достаточно редким явлением, поскольку лишь 15% общей добычи камня подходит для производства бриллиантов. Сам же алмаз в необработанном виде никак не относится к драгоценным самоцветам.
Бриллиант: как его делают?
Что такое бриллиант? Этот вопрос интересует многих людей, ведь практически все ассоциируют эту драгоценность с алмазом. Некоторые считают, что алмаз в природных условиях выглядит так, как бриллиант, предлагаемый в ювелирном магазине, но это не так. Алмаз неправильно называть бриллиантом, поскольку он должен пройти сложную обработку, прежде чем превратиться в драгоценный камень. Бриллиант — это граненный и шлифованный алмаз, который в соответствии с принятым стандартом имеет 57 граней. В процессе огранки алмаз становится на 60% легче.
Технология производства бриллиантов является достаточно сложной. Однако основы изготовления бриллиантов уже на протяжении сотен лет остаются неизменными. Все же техники огранки перманентно совершенствуются, что позволяет повысить производительность огранки алмазов и качество получаемых бриллиантов. Специалисты также постоянно трудятся над созданием новых форм и типов огранки камня.
Прежде чем приступить к огранке алмаза, эксперт должен тщательно оценить:
Профессионал, занимающийся огранкой алмазов, всегда делает выбор в пользу качества камня, который получается в конце работы. Его же окончательный размер имеет второстепенное значение.
Для того чтобы получить бриллиант, необходимо поэтапно выполнить такую работу:
Огранка бриллианта сочетается с его полировкой, которая позволяет максимально очистить поверхность камня, тем самым повысив коэффициент светоотражения.
Для придания бриллианту идеальной чистоты организовывается промывка камня. С этой целью используются такие вещества, как серная кислота, соединенная с азотнокислым калием, дистиллированной водой и чистым спиртом. После выполнения перечисленных этапов работы бриллиантам можно давать экспертную оценку.
Добыча сырья и непосредственное производство бриллиантов — это сложный процесс, требующий значительного интеллектуального потенциала. Поэтому бриллиант во все времена был и будет самым дорогостоящим драгоценным камнем.
Применение алмаза: как люди используют драгоценный камень
При слове «алмаз» бо́льшая часть из нас представляет высокопрочный прозрачный минерал или ювелирные изделия с бриллиантами, блеск и игру света которых не спутаешь ни с одним известным камнем. Но неужели этим и ограничивается область применения минерала? Что делают из алмазов еще?
Где используется алмаз
Оказывается, сфера применения минерала огромна. Алмазы обрабатывают, получая не только камни разной формы и размера, но и крошку и алмазную пыль. Практически нет области промышленного производства, науки, в которых исключалось бы применение алмаза. Подробно рассмотреть все аспекты использования минерала невозможно, но составить общую картину и понять, для каких целей применяется алмаз, — вполне реально.
Медицина
Основное целевое направление — производство высокоточного хирургического оборудования с алмазным напылением. Тонкие и острые полостные надрезы позволяют хирургам максимально эффективно проводить сложнейшие операции в области сердца и других жизненно важных органов. Хирургический инструмент имеет хорошую износостойкость и практически не тупится.
Алмаз является хорошим проводником, и это свойство позволяет применить минерал в составе медицинского лазера. Тончайшее алмазное напыление дает возможность использовать указанное оборудование в разных направлениях медицины.
Применение алмазной дермабразии в косметологии позволяет провести шлифовку лица. Алмазная корректировка деликатно удаляет ороговевший слой кожи, устраняет пигментные пятна, акне. Затем полировка доводит эпидермис практически до идеального состояния. Процедура настолько нежна и деликатна, что позволяет работать с кожей вокруг глаз и губ.
Каким образом человеком используется алмаз в инновационных технологиях современной медицины? Разработки ученых из Санкт-Петербурга открыли новую страницу медицинской алмазной диагностики. Синтетические ультрадисперсные алмазы (УДА) находят применение в новейших тест-системах для диагностики инфекционных заболеваний. Маркеры-антигены закрепляются на специальных наноносителях, к числу которых и относится УДА. Например, на стекле смешивается УДА, сыворотка крови больного и антиген-возбудитель сифилиса, через 15 минут четко видны последствия реакции агглютинации. Чувствительность методики достигает 95%, а специфичность — 100%.
Американские специалисты используют синтетические наноалмазы в стоматологии для защиты корневых каналов после удаления нерва и пульпы. Скорость выздоровления пациентов в данном случае существенно возрастает.
С получением новых структур на основе алмазов наблюдается расширение границ использования минерала в медицине.
Промышленность
Применение алмазов в промышленности достаточно многогранно. И в этом большую роль сыграли их особенные свойства: твердость, теплопроводность и др.
Приборостроение и промышленное оборудование
При создании особо сложных деталей для любого оборудования, используются фрезеровочные, токарные и другие станки. Ножи по металлу, фрезы, шлифовальное оборудование также выпускаются с алмазным напылением. Длительный срок службы и высокая точность выполненной работы — главная особенность насадок и блоков с алмазным напылением.
До недавнего времени буровые коронки и долото выполнялись только с применением алмаза. Сейчас они вытеснены другими, более дешевыми материалами или синтетическими монокристаллами.
Высокая твердость алмаза обуславливает его использование в соплах станков гидроабразивной резки и фильерах для производства полимерных волокон.
Станок гидроабразивной резки
Алмазные наковальни позволяют исследовать поведение различных соединений при высоких давлениях (до 100 ГПа).
Алмаз применяется в самолетостроении, космической промышленности для создания сверхпрочных покрытий воздушных и космических кораблей, способных выдерживать высокие температуры и нагрузки.
Электроника и оптика
Применение алмазов в промышленности тесно связано с такими направлениями, как оптика и электроника. Это алмазные транзисторы, детекторы ионизирующих излучений на алмазе, матричные УФ-фотоприемники, поликристаллические алмазные пленки. Сложное узкоспециальное оборудование помогает человеку в различных направлениях жизнедеятельности.
Строительные и отделочные работы
Кто хотя бы раз занимался ремонтом или строительством, знает, что просверлить отверстие в бетоне или разрезать керамогранит обычными инструментами проблематично. Это долгий, монотонный труд, с большой затратой физических сил и с не всегда хорошим результатом.
Алмазный абразивный диск
Но, как только в дело вступают так называемые алмазные сверла и диски, работа выполняется в считаные минуты. Отверстия получаются аккуратные, нужной глубины и размера, а срез — ровным, без сколов. И неважно, где выполняются работы: в рамках квартиры или огромного строящегося здания, алмазное напыление в шлифовальных инструментах — гарантия высокого качества выполненных работ. Минералу под силу работа с любыми материалами: бетон, гранит, мрамор и др.
Ювелирное дело
Всем известно, что при огранке можно сделать из алмаза бриллиант — неповторимый по красоте и игре света камень. Крупные бриллианты используются для украшения тиар или диадем царственных особ.
В тройку алмазов-лидеров по размерам входят:
Дальнейшая судьба этих подарков природы довольно стандартна: их раскалывают на более мелкие части и выполняют огранку, получая бриллианты. Высокое значение показателя преломления и дисперсии обуславливают игру граней всеми цветами радуги. Также следует знать, что поверхность бриллиантов не царапается и сохраняет характерный блеск.
Крупные бриллианты в виде отдельного камня или в составе украшения — хорошее финансовое вложение и гордость любого коллекционера:
Алмаз применяется для создания эксклюзивных ювелирных украшений. Красота в каждой детали, сочетание с другими драгоценными камнями и баснословная стоимость — особенности, присущие неповторимому камню.
Самые дорогие ювелирные украшения с бриллиантами:
Химическая и физическая отрасли
Не менее важно значение алмаза и в этих сферах. Создание новых перспективных материалов, например, ультрадисперсионного алмаза, позволило использовать его в качестве углеродного носителя при электролизе.
Алмаз является хорошим полупроводником, а высокая светочувствительность позволяет использовать минерал в оптических приборах.
Учеными-химиками разработаны технологии, позволяющие использовать синтетические алмазы в качестве гальванического покрытия на основе серебра, золота, хрома и т. п. Наноалмазы также применяются для создания полимерных композитов и твердых смазок.
Минералы, наряду с синтетическими рубинами и сапфирами, используются в составе часовых камней в кварцевых часах для повышения износостойкости и долговечности.
Основные свойства алмаза
Алмаз — это твердая аллотропная модификация углерода, которая имеет:
Наличие люминесценции позволяет минералу светиться различными цветами на солнце, что особенно заметно при огранке в бриллиант.
Большинство природных алмазов бесцветны или имеют желтый окрас, но встречаются минералы розовой, голубой и коричневой окраски.
Синтетические алмазы
В последние годы особую значимость и распространенность приобретают искусственные (СVD или HPHT) алмазы. Хотя термин «синтетические» в данном случае не вполне корректен. Физические свойства алмаза, как и структура, соответствуют натуральному аналогу, однако он выращен искусственно, хоть и не содержит инородных синтетических материалов. В промышленности до 97% (от общей массы используемых алмазов) приходится на искусственные кристаллы.
Смотреть всю коллекцию «ШОКОЛАД» в каталог SUNLIGHT
Попытки создания кристаллов были предприняты еще в XIX веке, но лишь в 1953 г. была сконструирована специальная установка и получены первые кристаллы.
Чем режут алмаз
Если для разрезания других твердых материалов используются инструменты с алмазным напылением, то как и чем можно разрезать сам алмаз?
Алмазы режут с их же помощью. Для этой цели применяется тончайшая дисковая пила с алмазным напылением. Процесс протекает по направлению меньшей твердости в течение нескольких часов. Скорость резки минимальна.
С появлением инновационных технологий все шире используется лазерная резка.
Алмаз, как и бриллиант на его основе, не только красивый, но и особый по свойствам минерал. Поэтому ювелирное направление — лишь небольшая функциональная составляющая его возможностей. Медицина, электроника, приборостроение и т. д. активно расширяют границы применения этого материала.
Современные технологии выращивания кристаллов и создание искусственных наноматериалов позволяют существенно раздвинуть область использования прочного и оптически деятельного минерала.
«Это изменит алмазный бизнес». Эксперты — о выращенных бриллиантах
Бывший президент алмазодобывающего холдинга «Алроса» Андрей Жарков сегодня занимается продвижением технологий выращивания бриллиантов. Его компания Ultra C (основана в 2017 году в Москве) пока проходит этап лабораторных испытаний и готовится приступить к промышленному производству синтезированных алмазов. В 2018-м вместе с супругой Викторией Даниловой Андрей Жарков основал ювелирную компанию Shiphra. На сегодняшний день это первый и единственный в мире бренд уровня fine jewelry, создающий украшения с искусственно выращенными бриллиантами. Предприниматели рассказали «РБК Стиль» об инвестиционном потенциале выращенных алмазов и об их конкуренции с природными экземплярами.
Андрей Жарков,
основатель компании Ultra C
— Чем отличаются лабораторно выращенные бриллианты от натуральных, созданных природой?
— Строго говоря, ничем. Это тот же самый углерод с кристаллической решеткой, что и у обычного бриллианта. У них одинаковые химические, физические и оптические свойства, поэтому природный и синтезированный камни невозможно отличить ни на глаз, ни с помощью оптических приборов. Это возможно сделать лишь с помощью профессионального оборудования для спектрального анализа. И, собственно, разница спектров натуральных и выращенных бриллиантов служит основой для их различия.
— В Америке все это называется словом «бриллиант». Это справедливо?
— Конечно. Ведь получаемый в лаборатории продукт — это не стекло, не кварц и не имитация алмаза, добытого в недрах. Он имеет свойства, идентичные природному бриллианту, например ту же твердость 10 по шкале Мооса. Вместе с тем это продукт высокотехнологичный, т.е. подлежит масштабированию, его можно производить в промышленном количестве, поэтому с точки зрения редкости он почти антагонист природному камню. Добытый бриллиант обладает вторичной стоимостью, которая определяется его редкостью. C инвестиционной точки зрения у выращенного бриллианта нет вторичной стоимости, также не интересны для инвестиций и природные алмазы весом до 10 каратов. В среднем 1 карат природного камня в два-четыре раза дороже лабораторного образца с равнозначными характеристиками.
— Значит ли это, что мы можем вырастить бриллиант с любыми заданными свойствами?
— Мы можем спрогнозировать цвет, каратность и чистоту будущего камня. Существует две основных технологии выращивания. Первая — HPHT (высокое давление, высокая температура), известная с 50-х, использует прессы. Вторая, более новая, — CVD — это осаждение из газовой фазы (процесс идет в реакторе). В области первой технологии замечательные результаты показала российская компания New Diamond Technologies из Сестрорецка, их рекорд — камень весом 22 карата. Наша Ultra C работает с технологией осаждения из газовой фазы. Этот метод дает возможность более четкого контроля параметров роста, т.е. финальных характеристик бриллианта. Для получения фантазийных оттенков добавляются примеси соединений азота (для желтых), бора (для голубых). В среднем один цикл роста составляет 21– 30 дней.
— А что служит сырьем?
— Графит, расплав, т.е. металлический сплав, и затравка — «зернышко» алмаза, на которое этот графит потом осаждается. Это может быть как натуральный, так и выращенный фрагмент.
— Именно так. Но культивированный жемчуг растет в естественной морской среде, а алмаз формируется в реакторе, в котором созданы условия, идентичные недрам земной коры.
— А как обстоит дело с сертификацией лабораторных бриллиантов?
— Они получают сертификаты от тех же уважаемых мировых институций GIA, HRD, IGI с указанием их цвета, размера, чистоты, типа огранки и с обязательным упоминанием, что этот камень выращен в лабораторных условиях. Эти официальные сертификаты очень важны для конечного покупателя, который осознает, что перед ним украшение не с природным алмазом, но и не с куском стекла. Пока далеко не все понимают, что такое лабораторно выращенные бриллианты. Так что одной из наших задач мы считаем повышение грамотности в этом вопросе.
Один карат природного камня в два-четыре раза дороже лабораторного образца с равнозначными характеристиками.
— Как конкурируют между собой алмазодобывающая отрасль и производители лабораторных бриллиантов?
— Говоря о конкуренции природных и лабораторно выращенных бриллиантов, необходимо отметить, что, с одной стороны, синтезированные камни стали триггером для новых потребителей в силу их большей доступности, с другой — производство выращенных алмазов, несомненно, disruptive technology (прорывная технология. — «РБК Стиль»), которая изменит традиционный алмазный бизнес. Спрос на выращенные бриллианты будет расти в первую очередь благодаря их промышленному использованию в высокотехнологичной индустрии. И глубина этого «технического» рынка в десятки раз превосходит объемы производства камней ювелирного качества.
Если же говорить о ювелирных лабораторных бриллиантах, то они отлично укладываются в глобальную парадигму демократизации, ответственного потребления, сохранения экологии. Миллениалы предпочитают тратить деньги на эмоции и впечатления, поэтому в списке их покупок материальные ценности занимают далеко не первые строчки. Им больше не важен и не интересен лозунг De Beers «Diamonds are forever», надолго привязавший бриллиант к вечным ценностям и особым моментам жизни.
— А что говорят цифры?
Виктория Данилова,
креативный директор Shiphra
Ювелирная компания зарегистрирована в Швейцарии, а производство находится в Италии, в Валенце, по соседству с известными мировыми брендами. Ряд фабрик отказались с нами сотрудничать из-за ненатуральных бриллиантов, считая, что это испортит их репутацию. Незадолго до пандемии мы начали продаваться в мультибрендовом магазине на Мэдисон-авеню в Нью-Йорке. В Москве работает шоурум по предварительной записи. Мы абсолютно уверены, что скоро на рынке украшений с неприродными бриллиантами появятся и другие игроки. И нам важно сразу установить эту максимально высокую планку качества, чтобы отношение к рынку изделий из лабораторно-выращенных бриллиантов было соответствующим.