¿Cómo se utiliza la propiedad del diamante en tecnología? Áreas de aplicación de los diamantes industriales. Cómo distinguir un original de uno falso

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Ahora existe una gran cantidad de variedades de diamantes. En la literatura se dan varias clasificaciones, basadas en una variedad de principios. Algunas de estas clasificaciones se basan en una combinación de propiedades materiales: físicas y químicas. Se clasifican según el lugar de extracción, color y calidad del material. La variedad de diamante puede incluir parámetros tales como peso, presencia de defectos, densidad y uniformidad de tonos.

Diamante en bruto

Clasificación de diamantes por peso.

El peso de este mineral se mide en quilates. En el sistema SI, un quilate equivale a 0,2 gramos. La característica principal es el peso si la piedra es de tamaño pequeño. Las piedras grandes se clasifican según el tono, la pureza del color y las inclusiones. Existen 3 tipos, según su masa:

• Se consideran piedras pequeñas aquellas cuyo peso no supera los 0,29 quilates;
• las piedras medianas pesan de 0,3 a 0,99 quilates;
• Se consideran grandes todos los minerales que pesan más de 1 quilate.

El precio de las piedras es proporcional al cuadrado de su peso, pero este no es el único parámetro que influye.

Ámbito de aplicación

Según el ámbito de aplicación, los diamantes extraídos se dividen en dos categorías:

• variedad técnica de diamante;
• joyas de diamantes.

• Tablero: intercrecimientos de cristales, fragmentos y cristales que no son de calidad de joyería. Por lo general, son demasiado livianos para cortarlos. Esta categoría también incluye otros cristales de baja calidad, por ejemplo, aquellos con mal color, defectos, grietas o numerosas inclusiones. Una cuenta es un diamante no natural que, para su uso en joyería, se tritura hasta convertirlo en migajas y se utiliza como polvo abrasivo.
• Las ballas son esferulitas de diamante esféricas con una cáscara dura de color oscuro que no contienen inclusiones.
• Carbonado es prácticamente el diamante más famoso. El nombre significa "carbonáceo" en portugués. Esta variedad de diamante aparece como agregados negros formados por granos irregulares o pequeños cristales octaédricos. Tienen un coeficiente de resistencia a la abrasión mayor que los diamantes industriales convencionales.

Alrededor del 20% de los diamantes extraídos son joyas. Su número es mayor en los depósitos aluviales. Estos diamantes deben cumplir ciertos criterios: deben ser transparentes, sin grandes grietas ni inclusiones.

Se someten a cortes, durante los cuales se pierde aproximadamente la mitad de la masa, pero se revelan todas las cualidades del mineral. La talla más utilizada para este propósito se llama talla de diamante. Pero también se pueden utilizar otros, por ejemplo escalonados, cabujones, cuñas y combinaciones de los mismos.

Diamante de 404 quilates extraído en Angola

Separación por color

El color de este mineral se adquiere debido a impurezas e inclusiones, defectos estructurales y la influencia de factores externos, como la radiación. El color puede ser desigual y constar de varios colores. También hay diamantes en los que sólo la capa superior tiene color. Los más comunes son los diamantes pálidos con tintes.

Variedades de diamantes industriales, la mayoría de los cuales (aproximadamente el 80% de todas las piedras extraídas) tienen las siguientes opciones de color:

• blanco lechoso;
• gris;
• negro.

Entre los diamantes con calidad de gema se encuentran:

• diamantes de color y tintes amarillentos;
• Una variedad de diamante de color marrón ahumado.

Los colores raros del mineral son:

• azulado;
• verdoso;
• color de malva.

Es muy raro encontrar diamantes que no tengan color. La mayoría de ellos tienen un tinte sutil llamado tinte. Un diamante transparente sin matices se llama "diamante de agua pura". Existen varias versiones del origen de este término. Una de las más ridículas es que los contrabandistas supuestamente escondieron las piedras en recipientes con agua, en los que no eran visibles.

Todo el absurdo de esta versión radica en el hecho de que, de hecho, se distinguen en el agua. Para que esto no sea así, deben tener un índice de refracción similar. El índice de refracción del agua es 1 y el de los diamantes es 2,5. Por tanto, no es difícil distinguir esta piedra en el agua. Lo más probable es que el término se utilice para denotar la transparencia inherente del agua.

¿Cuáles son los tonos de diamantes más valiosos? Además de los transparentes, también son valiosos los diamantes pintados en colores brillantes, que, como ya se mencionó, se llaman elegantes. Son extremadamente raros. Estos incluyen: diamantes dorados y amarillo vino, así como algunos otros colores más raros, por ejemplo, rojo, cereza, azul, rosa. Los tipos de diamantes más raros son aquellos con los siguientes colores: violeta, verde brillante y negro, siempre que sean de la variedad de joyería.

minería de diamantes

Hasta el siglo XIX, los diamantes se extraían únicamente mediante minería a cielo abierto. Sin embargo, después de esto, se descubrieron tuberías de kimberlita y se necesitaba una nueva tecnología de extracción. La veta que contiene diamantes se adentra profundamente en la tierra y, en este sentido, se decidió desarrollar métodos de extracción subterránea.

Hay varias formas de extraer mineral.

El uso del diamante tiene una historia de más de dos siglos. Casi hasta mediados del siglo XX, los diamantes fueron un material exclusivamente de joyería. Pero para darle una u otra faceta (para cortar un diamante), es necesario utilizar otro diamante, ya que ningún otro material puede procesar este mineral duradero. Para desbloquear todo el potencial del mineral, químicos y físicos realizaron una serie de experimentos y descubrieron sus propiedades, así como los parámetros limitantes que contribuyen al uso del diamante en diversos campos de actividad.

Propiedades del diamante

Cualquier diamante es una modificación alotrópica del carbono que, por cierto, también está presente en el grafito de un simple lápiz. Por tanto, a temperaturas elevadas, cualquier diamante se convierte fácilmente en grafito. En la escala de dureza de Mohs, el mineral tiene 10 puntos sobre 10 posibles. Su densidad es de 3,4 – 3,5 g/cm³. Su conductividad térmica es extremadamente alta y asciende hasta 2300 W (mK).

El mineral tiene un coeficiente de fricción muy bajo para el metal (aproximadamente 0,1), lo que se debe a la presencia de una fina película de gas adsorbido en su superficie. En su ausencia, el coeficiente de fricción aumenta 5 veces. Las dos características más importantes son la relación de compresión más baja y el módulo de elasticidad más alto.

El diamante se funde a una presión de 11 GPa y una temperatura de 4000° C. En el aire arde a una temperatura de 800 a 1000° C, y con la participación de oxígeno puro arde, como el propano puro, con una llama azul y arde. completamente, liberándose en forma de dióxido de carbono.

Si se calienta el mineral sin acceso al aire a una temperatura de 2000° C, rápidamente se convierte en grafito y se rompe en pedazos con algodón. Es de destacar que a temperaturas superiores a 2000° C la termodinámica del mineral adquiere un carácter anómalo.

Debido a sus propiedades "extremas", el diamante se utiliza en las industrias modernas de fabricación y procesamiento.

Aplicación de diamante

En la construcción, el uso de diamantes se justifica por las características específicas de las estructuras complejas de hormigón y acero. La perforación, corte y desmontaje con diamante, independientemente del material de trabajo, le permite lograr resultados sin la formación de microgrietas destructivas. Se utilizan taladros y sierras de grandes diámetros para aserrar hormigón, moler piedra triturada e incluso cortar granito y mármol.

El mineral se utiliza en la fabricación de instrumentos de precisión y en ingeniería pesada. Tornear metal es también prerrogativa del diamante.

Una resistencia al desgaste extremadamente alta, junto con el acceso ilimitado a diamantes artificiales e industriales, hace posible diseñar y construir literalmente de todo (desde instrumentos quirúrgicos de precisión hasta vehículos espaciales).

Figura 1. Aplicaciones de los diamantes.

Por ejemplo, sólo en Rusia hoy en día se producen más de 1200 tipos de herramientas que utilizan diamante (Fig. 1, áreas de aplicación de los diamantes). Taladros, cortadores, muelas abrasivas, cortadores de vidrio, tijeras para metal y sierras para metal y piedra: los diamantes se utilizan activamente en todas partes (principalmente industriales, es decir, sintéticos).

Sin este mineral es imposible tender cables y construir túneles. Cuando no es posible realizar voladuras, se utiliza una rozadora armada con un enorme disco cubierto de hojas con una fina capa de virutas de diamante.

El diamante también se utiliza en medicina, donde el grosor de la hoja del bisturí es fundamental. Al reducir el ancho de la incisión y permanecer afilada durante mucho tiempo, el bisturí de diamante es la principal herramienta del cirujano moderno. Mención aparte merecen desarrollos prometedores como, por ejemplo, un láser de cristal médico, en el que el mineral actuará como conductor activo.

En telecomunicaciones y electrónica, el diamante se utiliza para transportar señales de diferentes frecuencias a través de un único cable. Por supuesto, sus dimensiones son extremadamente pequeñas, pero sus propiedades superan con éxito los grandes cambios de temperatura y las mayores sobretensiones. Es especialmente crítico su uso junto con el rubí en fotocélulas ultrasensibles, la óptica que sirve a los astrónomos.

En química y física, el diamante se utiliza principalmente como elemento protector. Un entorno químico agresivo que puede dañar el vidrio (ácido fluorhídrico), así como los experimentos científicos en los campos de la física cuántica, la óptica, la tecnología láser y la exploración espacial, en los que los errores son inaceptables, requieren el uso activo de diamantes.

El uso de este mineral es muy activo en la minería. Superficie de carbón, producción de petróleo y gas: dondequiera que sea necesario perforar, tender tuberías y tratar formaciones muy duras en el suelo (formaciones rocosas, piedra caliza), el acero endurecido por sí solo no es suficiente.

¿Qué tipo de diamantes se utilizan en la producción?

No todos los diamantes son aptos para su uso en producción. Las piedras de joyería cuestan cantidades increíbles de dinero y se extraen en varios lugares del planeta, lo que no es rentable ni está justificado en la industria masiva. Aquí es donde los elementos sintéticos acuden al rescate. Desde 1953, más del 97% de todos los diamantes utilizados en la industria han sido cultivados artificialmente. Actualmente, existen 3 métodos conocidos para la obtención de este mineral:

1. CVD: deposición química de vapor o deposición química de vapor.
2. HPHT – alta presión alta temperatura, o con la participación de altas temperaturas y presión.
3. Síntesis con detonación, simulando las condiciones más cercanas a las naturales (se detonan explosivos que contienen carbono).

De este modo, la industria mundial cubre plenamente sus necesidades de diamantes y complace incansablemente a la humanidad con nuevos logros tecnológicos.

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Si hablamos de piedras preciosas, las más versátiles y al mismo tiempo las más caras son los diamantes. Esto lo confirma lo que se hace hoy con diamantes, ya que las piedras se utilizan no solo en la industria de la joyería, sino también en la industria. Los minerales incluso se clasifican según su uso: industriales y preciosos. Al mismo tiempo, los diamantes industriales pueden ser tanto naturales como sintéticos.

Calidad del diamante

El diamante tiene buenas propiedades físicas y químicas. El mineral tiene una estructura de red cristalina única, que es la más compacta de la naturaleza. Es este factor el que asegura la máxima dureza de la sustancia. La piedra también es frágil, lo que permite convertirla en polvo de diamante.

Anillos de diamante

La densidad de la piedra está dentro de los siguientes parámetros: 3,4-3,5 g/cm3. Pero la conductividad térmica del diamante es alta, lo que no es típico de otras piedras preciosas. Las características importantes son la baja relación de compresión y el alto módulo elástico.

El mineral tiene un alto punto de fusión: 4000 grados Celsius, y si el proceso se lleva a cabo sin acceso a oxígeno, la piedra se derretirá a una temperatura de 2000 grados y se convertirá en grafito. Después de esto, los cambios que se producen en el diamante son anómalos y no se pueden clasificar. Por tanto, no cabe duda de las propiedades únicas de esta piedra.

En la industria de la joyería, una piedra se convierte en diamante. El proceso de procesamiento del diamante es una tarea minuciosa que requiere precisión y se desarrolla en varias etapas:

• cortar la muestra en pedazos;
• dar forma a la piedra;
• Corte de diamante.

Cada detalle en la producción importa, ya que el resultado depende de la profesionalidad del maestro. Puedes arruinar un diamante o, por el contrario, darle la forma ideal, ocultar imperfecciones y defectos con la ayuda del corte por parte de un especialista. El procesamiento se realiza en fábricas especiales y grandes empresas que compran materias primas. La industria de la joyería sigue ocupando la posición líder en el consumo de diamantes.

Antes de comenzar la tercera etapa de corte, debe pensar y dibujar un diagrama de la piedra terminada con todas las dimensiones. El costo de la piedra depende de la precisión del corte y del tamaño de la faja, corona y pabellón. El diamante terminado pasa por una etapa de evaluación basada en cuatro parámetros:

• pureza de la piedra, presencia o ausencia de defectos;
• corte: variedades de formas, así como la economía del proceso (minimizando el desperdicio);
• el peso es un parámetro que se mide en quilates;
• color: de azulado a amarillento.

Posteriormente, la piedra se vende o se engasta en un producto. El costo de la piedra aumenta con cada etapa posterior de procesamiento y, como resultado, el precio del diamante aumenta al menos tres veces. Un diamante adornará cualquier metal precioso y cualquier tipo de producto: pendientes, colgantes, pulseras, anillos. El tamaño y las características deben seleccionarse en función del costo del producto. Y tampoco olvide comprobar todos los certificados y otros documentos que confirmen la autenticidad de la piedra.

Uso industrial

El uso industrial de los diamantes también está muy extendido debido a sus propiedades. En tales casos se utilizan piedras naturales, extraídas de la naturaleza y que tienen defectos que no permiten el corte. También utilizan minerales obtenidos en laboratorios, los llamados diamantes sintéticos. Al mismo tiempo, el coste de los diamantes es mucho más económico debido al bajo coste de las materias primas.

Diamantes artificiales en la industria.

Es beneficioso utilizar el mineral, ya que las herramientas que tienen un revestimiento de diamante funcionan mejor: no quedan microfisuras en los materiales. El mineral hace frente a tareas como serrar hormigón, triturar piedra triturada, cortar granito y mármol. Es decir, incluso las sustancias sólidas se prestan a ello, ya que el mineral es la sustancia más dura de la Tierra.

Los diamantes también se utilizan de una forma u otra:

• En torneado de metales, ya que la dureza del diamante permitirá realizar el proceso con precisión y sin fallos.
• Al recubrir herramientas: cortadores de vidrio, limas, taladros, cortadores. Esto es necesario para aumentar la durabilidad de los dispositivos y garantizar la precisión de su funcionamiento.
• En medicina, en particular, la producción de instrumentos quirúrgicos (bisturís, pinzas, tijeras), ya que dichos instrumentos realizan con precisión todos los cortes y cortes y permanecerán afilados durante mucho tiempo.
• En telecomunicaciones, el mineral se utiliza para fabricar cables porque preserva y permite la transmisión de señales a largas distancias, a pesar de los cambios de temperatura y voltaje. Los troqueles de diamante ayudan a lograr una sección transversal ideal.
• Uso en construcción naval espacial, óptica y tecnologías láser.
• Durante la construcción de túneles, así como en lugares donde exista atmósfera explosiva.
• Como detectores de radiación nuclear.
• En el trabajo de empresas productoras de petróleo, así como en la extracción de otros minerales, donde se utilizan perforadoras, perforadoras y otros equipos.

El diamante se utiliza en diferentes formas, pero la mayoría de las veces se utilizan astillas de diamante. Se trata de una sustancia barata, pero sólo está disponible para los fabricantes. Las siguientes formas son populares en la industria:

Todo el mundo conoce el uso de diamantes en joyería para crear joyas. Pero su uso no se limita a esto. Hoy en día es indispensable en la industria, la medicina, la astronomía y la física nuclear. Y esto es sólo una idea general de las oportunidades que tenemos con el descubrimiento de este mineral. Lea más sobre qué es una piedra, qué propiedades tiene y qué aporta al mundo.

Características naturales y otras del mineral.

La mayoría de estas piedras extraídas en la naturaleza son diamantes industriales. Obtuvieron su nombre del griego Adamas: indestructible u omnipotente. El diamante tiene un 99% de carbono y un 1% de impurezas. Son ellos quienes influyen en la tonalidad del mineral.

Los diamantes puros prácticamente nunca se encuentran en la naturaleza. Su color cambia debido a las impurezas: cromo, titanio, vanadio, manganeso. Las piedras técnicas son aquellas que tienen algún defecto y no son aptas para el procesamiento de joyas.

El diamante se considera el mineral más duro y su densidad es de tres gramos por cm cúbico. Es 150 veces más duro que el corindón y 1500 veces más duro que el cuarzo.

Pero dureza no es sinónimo de indestructibilidad. Las piedras naturales suelen tener grietas, lo que las hace inadecuadas para el procesamiento de joyas. Entonces, en el siglo XV, ocurrió un incidente desagradable: en un intento de probar la resistencia de los diamantes con un martillo, los mercenarios destruyeron una enorme colección. Su dueño era Carlos el Temerario.

"Tablero" y "piedras de agua limpia": características distintivas

Los humanos utilizan diamantes industriales, llamados "borets", en muchas áreas. Te contaremos sobre esto más adelante. Las piedras destinadas a la joyería, los diamantes, adquieren su belleza solo después del corte. Pero los minerales de baja calidad no se pueden procesar.

Tiene sentido cortar solo diamantes que no tengan defectos notables: grietas, inclusiones obvias, cambios bruscos de color. El resto se utiliza para crear collares, anillos y otras joyas no muy sofisticadas.

La naturaleza no pretendía que el diamante fuera una joya. Entre las piedras extraídas, el grueso es el lateral. Traducido del francés - "inferior". Su contraparte mejorada es el carbonado, un mineral duradero de color negro y forma antiestética. Tiene los indicadores de resistencia al desgaste y resistencia más avanzados.

¿Qué características son más demandadas?

Entonces, ¿de qué características estamos hablando? Todo el mundo sabe que los diamantes están hechos de carbono. Pero el grafito tiene la misma composición química. Sin embargo, sus campos de aplicación son completamente diferentes. Vamos a resolverlo.

Los diamantes son los minerales más duros del planeta y miden 10 en la escala de Mohs. Y este es el indicador máximo posible. El mineral tiene una conductividad térmica extremadamente alta: 2300 W. Además, su coeficiente de fricción es sólo de 0,1.

Esta baja fricción se debe a la presencia de una fina película de gas adsorbido en la superficie del diamante. Si no fuera así, las cifras se habrían quintuplicado. Puedes derretir una piedra creando una presión de 11 hPa y una temperatura de 4000 grados. El diamante tiene la relación de compresión más baja con el módulo elástico más alto. Esto nos permite fabricar con él muchas cosas que son indispensables en la industria.

Clasificación de calidad

Los diamantes de joyería son hermosos diamantes grandes que tienen poco o ningún color. Todas las demás piedras se clasifican como técnicas. Por regla general, se trata de muestras oscuras y defectuosas que no se pueden cortar. Antes de que la gente aprendiera a utilizarlos, hasta el 80% de los minerales se desechaban durante la minería.

Hoy en día se utilizan en casi todos los ámbitos de la humanidad. Pero, dependiendo de la calidad inicial, se dividen en tres grupos (la clasificación es muy arbitraria). La primera categoría incluye diamantes a los que se les puede dar una forma específica. Posteriormente se utilizan para crear herramientas para cortar metales.

El segundo grupo incluye piedras que no requieren procesamiento. En este caso, el ámbito de aplicación de los diamantes son los lápices y brocas de diamante. La tercera categoría incluye cristales abrasivos que tienen defectos importantes. Se les da en forma de polvo.

¿Dónde hay demanda de tableros?

El uso de diamantes es común en la industria metalúrgica. A partir de ellos se fabrican puntas para taladros y cortadores. Esto es necesario para el fresado y torneado fino de materiales duros y superduros. Gracias a ellos, la calidad y productividad del trabajo aumenta varias veces.

El diamante también se utiliza en otras áreas:

• industria de la joyería: para pulir piedras preciosas;
• física nuclear, para registrar partículas rápidas en cámaras;
• astronomía: producción de lentes ultrasensibles;
• industria electrónica – para aislamiento térmico;
• astronomía: realización de trabajos de investigación.

El uso de diamantes ha permitido crear puntas para instrumentos de medición de alta precisión. Son indispensables a la hora de cortar vidrio. El material se incluye en alambres metálicos a modo de troqueles (placas con agujeros perforados).

Secreto indio: una técnica para procesar los minerales más duros

Para crear un diamante, el diamante se procesa: se corta. Pero las piedras preciosas habituales se obtienen solo después de procesarlas con algo no menos duro. Los especialistas muelen y pulen las muestras resultantes durante mucho tiempo antes de insertarlas en joyas.

La técnica del corte fue descubierta en la India por uno de los joyeros. Después de frotar un diamante contra otro, notó que las piedras comenzaron a brillar y cambiar de forma. Durante mucho tiempo la tecnología se mantuvo en secreto y la India fue el único exportador de diamantes.

En Europa, la tecnología de corte no se conoció hasta 1465, gracias a Ludwig Berkem. Creó un diamante con forma de rosa, pero hoy en día esta técnica casi nunca se utiliza. Pero los artesanos modernos han aprendido a aserrar la piedra preciosa para acelerar el trabajo.

Para el corte se utiliza una emulsión especial que contiene polvo de diamante. Anteriormente, los diamantes se cortaban con trozos de alambre de acero, lo que requería mucho tiempo.

Perforación y corte: principio de funcionamiento y ventajas.

La mayoría de las herramientas de diamante se utilizan para procesar materiales duros con fines industriales. Los espacios en blanco se dividen en dos grupos. El primero es el campo de perforación y el segundo es el campo de corte.

El mineral tiene una alta resistencia al desgaste y solidez. Recubrir las herramientas con virutas de diamante aumenta su vida útil y aumenta la productividad. Las piedras se utilizan para fabricar muchas herramientas:

• perforar;
• fresas;
• cortadores de vidrio;
• tijeras de metal;
• Rectificadoras.

Y gracias a la aplicación de virutas de diamante a las herramientas, aumenta la precisión de su trabajo. Además, aumenta la velocidad del proceso de trabajo. El equipo hace menos ruido y los trabajadores requieren menos esfuerzo para completar las tareas.

Gracias a las brocas y taladros de diamante, podrás realizar el agujero más preciso sin miedo a grietas y astillas. Esto es relevante al instalar sistemas de suministro de agua, alcantarillado y cables de Internet. Indispensable a la hora de tomar muestras de estructuras monolíticas de hormigón.

Usos alternativos

La gente mejora constantemente las tecnologías existentes y desarrolla áreas de aplicación para componentes antiguos. Anteriormente, los diamantes se utilizaban únicamente en la producción de joyas y para fabricar herramientas. Hoy su demanda es mucho mayor.

Los diamantes se utilizan en electrónica y telecomunicaciones para poder transmitir diferentes frecuencias a través de un solo cable. Gracias a las propiedades del mineral, la fibra óptica no teme los cambios de temperatura ni las subidas de tensión.

El diamante se utiliza ampliamente en química y física como mecanismo de protección. Así, al crear lentes ópticas, el mineral las protege de la destrucción por el ácido fluorhídrico. Esto nos permite alcanzar nuevas alturas en la exploración espacial y planetaria, la física cuántica y mejorar las tecnologías láser.

Campo de uso médico

Gracias a las cualidades descritas anteriormente, el diamante se ha convertido en un material indispensable en el campo médico. Aunque esta es un área de aplicación relativamente nueva (a diferencia de la industria), ya está claro que es el futuro.

Hasta ahora, el principal ámbito de aplicación del polvo de diamante en medicina es la creación de instrumentos de alta calidad. En cirugía se utiliza un bisturí con revestimiento especial para realizar cortes más precisos. Es indispensable para operaciones complejas. Por ejemplo, en la médula espinal o el cerebro.

Además de los bisturíes, el diamante se utiliza para crear tijeras y pinzas. El material se utiliza en la fabricación de equipos dentales. Se está desarrollando un proyecto de láser médico, donde el mineral actuará como conductor.

Diamante: todo el mundo conoce este nombre. Se asocia con la idea de brillo incomparable y dureza insuperable. La segunda propiedad también está asociada al nombre del mineral, que proviene de la palabra árabe almas (más duro) o del griego adamas (irresistible, indestructible).

Los diamantes se han utilizado durante mucho tiempo como las joyas más exquisitas. Los joyeros dividen los diamantes en casi miles de grados según la transparencia, el tono, la densidad y la uniformidad del color, la presencia de grietas, inclusiones minerales y algunas otras características. A finales del siglo XX, se empezaron a utilizar diamantes en la producción. Actualmente, el potencial económico de los países más desarrollados está asociado en gran medida al uso de diamantes.

¿Qué propiedades del diamante determinan su uso generalizado en diversos campos de la economía nacional? En primer lugar, por supuesto, una dureza excepcional que, a juzgar por la tasa de abrasión, es 150 veces mayor que la del corindón y decenas de veces mejor que la de las mejores aleaciones utilizadas para fabricar cortadores. El diamante se utiliza para perforar rocas y mecanizar una amplia variedad de materiales, para trefilar alambre fino, como abrasivo, etc.

Más de la mitad de la producción de diamantes industriales se utiliza para fabricar herramientas especiales para la industria manufacturera. El uso de fresas y brocas de diamante en el procesamiento de metales ferrosos y no ferrosos, aleaciones duras y superduras, vidrio, caucho, plásticos y otras sustancias sintéticas proporciona un enorme efecto económico en comparación con el uso de herramientas de carburo. Es extremadamente importante que esto no sólo aumente la productividad laboral decenas de veces (¡incluso cientos de veces cuando se tornean plásticos!), sino que al mismo tiempo mejore significativamente la calidad del producto. Las superficies procesadas con un cortador de diamante no requieren pulido, prácticamente no presentan microfisuras, por lo que la vida útil de las piezas resultantes aumenta muchas veces.

Casi todas las industrias modernas, principalmente la ingeniería eléctrica, la radioelectrónica y la fabricación de instrumentos, utilizan en grandes cantidades alambres delgados hechos de diversos materiales. En este caso, se imponen requisitos estrictos en cuanto a la forma circular y el diámetro constante de la sección transversal del alambre con una alta limpieza de la superficie. Este tipo de alambre de metales duros y aleaciones (tungsteno, acero al cromo-níquel, etc.) sólo se puede fabricar con matrices de diamante. Los troqueles son diamantes en forma de placa con agujeros muy finos perforados.

Los polvos de diamante también se utilizan mucho en la industria. Se obtienen triturando diamantes naturales de baja calidad y también se producen en empresas especiales para la producción de diamantes sintéticos. Los polvos de diamante se utilizan en sierras circulares de diamante, brocas de diamante fino, limas especiales y como abrasivo. Sólo con el uso de polvos de diamante fue posible crear brocas únicas que proporcionan agujeros profundos y finos en materiales duros y quebradizos.

Los polvos de diamante se utilizan en las fábricas de corte, donde se cortan y pulen todas las gemas, incluidos los diamantes, por lo que piedras que antes pasaban desapercibidas se convierten en joyas misteriosamente brillantes o deslumbrantes, ante cuya belleza única nadie quedará indiferente. En el diamante, bajo la influencia de una partícula cargada, se produce un destello de luz y se produce un pulso de corriente. Estas propiedades permiten utilizar diamantes como detectores de radiación nuclear. El brillo de los diamantes y la aparición de impulsos de corriente eléctrica durante la irradiación permiten utilizarlos en contadores rápidos de partículas. El diamante como contador tiene ventajas innegables sobre el gas y otros dispositivos cristalinos.

En Rusia, tras el descubrimiento de los depósitos de Yakut, se creó una industria minera de diamantes. También producimos diamantes sintéticos a gran escala.

Propiedades del diamante

El diamante, como otros cuerpos cristalinos, se caracteriza por anisotropía de algunas características incluida la anisotropía de dureza, que se debe a las peculiaridades de la estructura interna de los cristales. La dureza varía no sólo de una cara a otra, sino también a menudo dentro de una cara del cristal, lo que debe tenerse en cuenta al procesar diamantes y al trabajar con herramientas de diamante.

Otras propiedades físicas y mecánicas. De gran importancia es el bajísimo coeficiente de fricción del diamante sobre el metal en el aire: solo 0,1, lo que está asociado con la formación de películas delgadas de gas adsorbido en la superficie del cristal, que desempeñan el papel de una especie de lubricante. Cuando no se forman tales películas, el coeficiente de fricción aumenta y alcanza 0,5-0. 55. El bajo coeficiente de fricción determina la excepcional resistencia al desgaste del diamante a la abrasión, que supera en 90 veces la resistencia al desgaste del corindón y de otros materiales abrasivos en cientos y miles de veces. Como resultado, por ejemplo, al moler productos hechos de aleaciones duras, el polvo de diamante se consume entre 600 y 3000 veces menos que cualquier otro abrasivo.

El diamante también se caracteriza por tener el módulo elástico más alto (en comparación con otros materiales conocidos). y la relación de compresión más baja.

Propiedades termales. El punto de fusión del diamante es 3700-4000`C. En el aire, el diamante arde a 850-1000°C, y en una corriente de oxígeno puro arde con una débil llama azul a 720-800°C, convirtiéndose finalmente en dióxido de carbono. Cuando se calienta a 2000-3000°C sin acceso de aire, el diamante se convierte en grafito.

El mineral en cuestión tiene una conductividad térmica excepcionalmente alta, lo que provoca una rápida pérdida de calor generado durante el procesamiento de piezas con herramientas fabricadas con él. Además, el diamante se caracteriza por un bajo coeficiente de expansión lineal a temperatura (menor que el de las aleaciones duras y el acero). Esta propiedad del diamante se tiene en cuenta a la hora de insertarlo en un marco de diferentes metales y otros materiales.

Propiedades ópticas. El índice de refracción promedio de los cristales de diamante incoloros en amarillo es de aproximadamente 2,417, y para diferentes colores del espectro varía de 2,402 (para el rojo) a 2,465 (para el violeta). La capacidad de los cristales para descomponer el color blanco en componentes individuales se llama dispersión. Para el diamante, la dispersión es 0,063. Tanto los índices de refracción como la dispersión del diamante superan con creces las propiedades similares de todas las demás sustancias transparentes naturales, lo que, en combinación con la dureza, determina las cualidades insuperables de los diamantes como piedras preciosas. El alto índice de refracción, junto con una dispersión extremadamente fuerte, da lugar al brillo característico de un diamante pulido, llamado brillo de diamante.

Una de las propiedades importantes de los diamantes es luminiscencia. Bajo la influencia de la luz solar y especialmente de los rayos catódicos, ultravioleta y X, los diamantes comienzan a brillar en diferentes colores. Todos los tipos de diamantes brillan bajo la influencia de la radiación catódica y de rayos X, pero sólo algunos brillan bajo la influencia de la radiación ultravioleta. La luminiscencia de rayos X se utiliza ampliamente en la práctica para extraer diamantes de las rocas.

Forma de cristal

La mayoría de los diamantes se producen de forma natural. en forma de cristales individuales bien formados o sus fragmentos. Predominan los octaedros, los dodecaedros rómbicos y los cubos, así como sus combinaciones. Son cristales con bordes lisos y planos. Así los llaman: cara plana. Los cristales curvos y redondeados son menos comunes, pero en algunos depósitos predominan. A menudo, los cristales de diamante crecen juntos o, por así decirlo, crecen entre sí, formando, respectivamente, los llamados gemelos de intercrecimiento y germinación.

Casi todos los yacimientos de diamantes contienen agregados micro y criptocristalinos, compuesto por cientos de pequeños granos de diamante muy entrelazados. Se dividen en tabla, ballas y carbonado. Los intercrecimientos irregulares de grano fino se denominan comúnmente perlas. Las balas son agregados esféricos con estructura radial, mientras que los carbonados son agregados de grano fino con una estructura masiva, porosa, parecida al coque y a la escoria. Los más preciados son los carbonados masivos, recubiertos con una corteza similar al esmalte que es más dura que el propio núcleo del diamante. Los carbonados son indispensables para la fabricación de brocas de diamante.

Clasificación de diamantes

Se han realizado intentos de clasificar los diamantes desde tiempos inmemoriales. Así, los antiguos hindúes dividieron los diamantes, como las personas, en cuatro castas: brahmanes, kshatriyas, vaishyas y shudras. Los brahmanes incluían cristales claros y de alta calidad, Kshatriyas y Vaishyas, piedras de menor calidad con un tinte rojizo, y Shudras, los diamantes grises de menor calidad. En consecuencia, los Shudras eran valorados en una cuarta parte, los Vaishyas en la mitad y los Kshatriyas en tres cuartas partes del valor de los Brahmins.

Actualmente, existen muchas clasificaciones de diamantes basadas en diferentes principios. Algunos esquemas de clasificación intentan tener en cuenta todas las propiedades de los diamantes, mientras que otros se basan en el principio genético, es decir, ideas sobre las condiciones para la formación de ciertos grupos de diamantes. En Rusia, los esquemas de clasificación más extendidos son Yu L. Orlov y Z. V. Bartoshinsky. Al mismo tiempo, los joyeros, abordando este tema desde su propia perspectiva, dividen los diamantes en casi mil grados según la transparencia, el tono, el grosor y la uniformidad del color, la presencia de grietas, inclusiones minerales y algunas otras características.

En Rusia se ha adoptado una clasificación que tiene en cuenta la calidad de los diamantes, su tamaño, peso y ámbito de aplicación. Hay 9 categorías de diamantes naturales en bruto determinadas por su calidad. Las categorías 1 y 2 incluyen diamantes de joyería, el resto incluye varios tipos de diamantes técnicos. A su vez, las categorías se dividen en grupos teniendo en cuenta la masa y tamaño de los cristales, y los grupos se dividen en subgrupos indicando el área de uso de los diamantes.

En la antigüedad y en la Edad Media, a los diamantes se les atribuían numerosas propiedades místicas, se consideraba un poderoso talismán que proporcionaba al propietario fuerza, coraje e invencibilidad en la batalla, supuestamente neutralizaba el efecto de un imán sobre el hierro, no sucumbía a los golpes de martillo, sino que se ablandaba en sangre tibia de cabra, etc.; El polvo de diamante se consideraba un veneno mortal.

LOS DIAMANTES son:

Alason, Colorado, Alpino, Alaska, Negro de Alaska, Árabe, Magia árabe, Arkansas, Cormorán, Buffa, Bohemio, Borholm, Brasileño, Brighton, Briançon, Bristol, Oriental, Dauphine, Occidental, Estrella, Cabo, Cayena, Capemay, Killicran, Colorado. Cornish, Lake George, Lippian, Marmarosh, Matar, Medoc, Mexicano, Nevada, Alemán, Rin, Siberia, Ural, Herkimer, Ceilán, Schaumberg, Black.