Почему алмаз является твёрдым веществом и можно ли его разбить?

Прочность алмаза

О прочности самого ценного камня уже очень много сказано. Минерал практически невозможно расколоть или раскрошить. Мало того, при попытке поцарапать самоцветом стекло, он оставит на нём след в виде царапины, а сам при этом нисколько не пострадает. Но так ли это на самом деле?

Можно ли разбить алмаз

Безусловно, если положить камень под пресс и спустить рычаг, минерал сразу же рассыпется. Но вот при незначительных ударах у вас вряд ли получится повредить структуру самоцвета? Так можно ли разбить алмаз? Конечно же, можно. Но тут дело даже не в силе удара, а в правильности его направления.

Для примера можно вспомнить историю со знаменитым алмазом Куллинан. Он имел просто внушительные размеры, ведь его масса равнялась 3106,75 карата. Это чуть более 600 грамм. Так вот при попытке изготовить из минерала бриллианты, ювелиры столкнулись с трудностями, ведь расколоть самоцвет оказалось не так уж просто. Но в какой-то момент Йозеф Ашер, лучший гранильщик того времени, который и изучал Куллинан, заметил на поверхности камня небольшую трещину. Именно этот незначительный дефект позволил разобраться Ашеру, как же расколоть кристалл. Он приставил к царапине стамеску и ударил по ней молотком. Расчёт оказался более чем правильным — минерал раскололся на две части.

Таким образом, можно сделать вывод, что алмаз всё-таки можно разбить, если верно рассчитать место удара и воздействовать на него в правильном направлении.

Что крепче алмаза

Если сравнивать алмаз с другими природными минералами, то прочнее него нет ничего. По шкале Мооса он получил наивысший балл — 10. Только корунд и топаз лишь немного уступают ему по этой характеристике.

Если же сравнивать его с другими кристаллическими веществами, то крепче него считаются:

  • фуллерит — молекулярные кристаллы, которые при полимеризации соединяются между собой прочными связями, схожими с алмазными;
  • арсенид галлия (GaAs) — химическое соединение галлия и мышьяка;
  • эльбор или боразон — по твёрдости имеет такую же оценку (10 по шкале Мооса).

Конечно же, не стоит забывать, что в современной науке учёные постоянно открывают новые сплавы, которые отличаются ничуть не меньшей твёрдостью, чем алмаз. Но если рассматривать камень исключительно как драгоценный камень (бриллиант), то твёрже его нет ничего на планете Земля.

Что такое шкала твердости по Моосу для металлов и минералов

Шкала Мооса – это измерительная таблица, позволяющая узнать показатель твердости минерала и каменного материала. Появилась такая шкала в XIX столетии, а название идентично фамилии создателя. После разработки и проведения ряда исследований измерительный показатель стал пользоваться большой популярностью по причине своей максимальной точности и эффективности в рамках раскалывания производственной деятельности.

Определение показателя металлов и минералов по шкале Мооса позволяет подобрать правильную технологию обработки материала для создания комфортных эксплуатационных условий. И благодаря точным показателям, предоставляются точные сведения в плане того, можно ли расплавить алмаз или его лучше разбить молотком, да и возможно ли это вообще. Технические свойства каждого каменного материала идеально описываются в шкале известного геолога.

Почему алмаз твёрдый

Иногда тяжело представить, что мягкий черный графит и твердый прозрачный алмаз состоят из одних и тех же атомов — атомов углерода. Свойства этих минералов так отличаются только по той причине, что у них разные типы кристаллических решёток.

Так, кристаллическая решётка графита содержит слабо связанные между собой слои. Алмаз же состоит из атомов, которые очень прочно связаны между собой по всем направлениям, что и обуславливает самоцвету такую исключительную твёрдость.

Как измеряется твердость алмаза

Даже ребенку известно, что прочность алмаза невероятна (имеется в виду именно его твердость, а не устойчивость к ударам). Она принята за базовую величину по всем шкалам измерения. И это удивительно, ведь ближайшие родственники алмаза, графит и каменный уголь, имеющие тот же элементарный химический состав, не могут похвастаться выдающейся прочностью.

Секрет твердости алмаза кроется в уникальных условиях его образования: высочайших температурах и невероятном давлении. При них атомы углерода образуют уникальную кубическую кристаллическую решетку. Это определяет невероятную твердость конечного вещества, которое может существовать в естественных условиях миллиарды лет!

Непревзойденная твердость позволяет использовать алмаз при производстве оборудования для бурения и сверхточной резки. Перед эталоном не может устоять ни одно вещество!

Шкала Мооса

Первая удачная попытка создать шкалу твердости материалов принадлежит немецкому минералогу Фридриху Моосу. Несмотря на то, что эта система была презентована научному сообществу еще в 1811 году, она продолжает использоваться до сих пор, причем преимущественно в приложении к минералам естественного происхождения (в том числе, и драгоценным камням).

Твердость алмаза в баллах по шкале Мооса равна 10, то есть этот минерал был принят за абсолют: тверже его априори нет ничего. Основа этого теста – царапание. Если на поверхности испытываемого образца остается царапина, то он априори мягче эталона.

Второе место по твердости по классической шкале Мооса удерживают корунды, к которым относятся сапфиры и рубины – 9 баллов. Поцарапать их можно только алмазом!

Однако очень редко встречающийся природный муассанит и его искусственный аналог карборунд (химическая формула SiC) имеет прочность аж в 9,5 баллов по Моосу. Кстати, карборунд зачастую заменяет алмаз как в промышленности, так и при производстве ювелирных изделий. Визуально он практически неотличим от благородного собрата, но стоит на порядок дешевле!

Всем известно, что алмаз имеет большую прочность, чем графит, несмотря на идентичность химического состава. Однако не каждый знает, что они находятся на диаметрально противоположных концах шкалы Мооса. Твердость графита сопоставима с аналогичной характеристикой талька, а это – всего лишь единица!

Система Роквелла

С появлением синтетических материалов и свехтвердых сплавов общепринятая шкала Мооса стала неудобной. Было предложено множество систем, но в металлургической промышленности более всего прижилась шкала Роквелла (точнее, Роквеллов, ибо их было двое, отдаленных родственников с одной фамилией).

Твердость алмаза по Роквеллу не измеряется – он принят за эталон и основной рабочий инструмент. Измерительный станок Роквеллов визуально напоминает швейную машинку, но вместо иглы используется алмазный конус, а ткань заменяет испытуемый материал.

На образец воздействуют алмазным конусом с заданны

На образец воздействуют алмазным конусом с заданным давлением в течение нескольких секунд, затем оценивают параметры вмятины по литерно-цифровой шкале.

Что такое переогранка, и как она может помочь?

Переогранка — просто процесс, посредством которого ювелир создает меньший камень из большего. Само название предполагает, что алмаз снова подвергается огранке, часть его убирается и камень понижается в весе карата.

Более низкий вес карата означает, что ваш алмаз также становится менее ценным. Сколько потеряет ваш камень в плане ценности, будет зависеть от того, насколько серьезное повреждение.

Чем больше скол, тем больше алмаза ювелиру придется убрать. К тому же, переогранка будет стоить вам дополнительных денег.

Если вы не хотите платить больше, и скол вас сильно не беспокоит, вы всегда можете оставить его в таком виде.

Независимо от того, что вы делаете, всегда помните, что обращаться со своими алмазами нужно бережно.

Мифы про алмаз[править]

  • Алмаз исчезает в воде (отсюда выражение «бриллианты чистейшей воды»). На самом деле у бриллиантов коэффициент преломления света выше, чем у воды, поэтому в ней они ярко сверкают. В воде могут исчезнуть только стекло и горный хрусталь, а также некоторые дешёвые имитации алмаза.
  • Алмаз — несокрушимый камень. На самом деле он не подвержен обычным царапинам, но легко раскалывается. Его можно разбить сильным ударом молотка (хотите — попробуйте дома, если жаба не душит). Миф очень древний, как и сами алмазы. Еще в Римской империи рабу, расколовшему алмаз, давали вольную. Вроде бы никто не получил — фактов нет. В 1476 г. по глупости было разбито много ценных камней, принадлежавших бургундскому герцогу Карлу Смелому. Их проверяли на подлинность наемники Людовика XI, попавшие в палатку в результате битвы.
  • De Beers позиционировала обручальное кольцо с бриллиантом как символ вечной любви («Крепкий камень — крепкий брак»). На самом деле браки с ними распадаются, как и все прочие.
  • Алмаз — самый твёрдый минерал. На самом деле — всего лишь самый твёрдый из относительно распространённых природных минералов. Крайне редкий природный лонсдейлит превосходит алмаз по твёрдости[1], а полученный искусственно фуллерит твёрже более чем вдвое.
  • Пара слов о синтетических

    алмазах.

    • Раньше они широко использовались для режущих инструментов. Но после того, как открыли гораздо более твердые и куда менее хрупкие вещества, которые еще и легче производить, синтетические алмазы отошли на второй план.
    • Сейчас синтетические алмазы используют в виде тончайших пленок для изделий из сферы высоких технологий. Пленки исключительно устойчивые к истиранию, перепаду температур и целой серии реагентов, но, увы, хрупкие. Сейчас в их производство вкладывает свои капиталы De Beers.
    • Синтетические бриллианты не дают большой прибыли, поэтому производятся редко, в небольших количествах, и только бесцветные. «Алмазная империя» их не одобряет, поэтому в РФ они если и есть вообще, то только случайно, единичные экземпляры.

    Плотность (удельный вес) алмаза

    Удельный вес алмаза, а именно коэффициент плотности, находится в пределах 3,417-3,55 г/см³, что говорит о возможности уже обработанного изделия справиться с механическими нагрузками в процессе обработки с целью получения нужной формы и размера.

    Интересно! При одинаковых объемах алмаз будет примерно в 3,5 тяжелее, чем вода.

    Можно ли разбить алмаз молотком

    Алмаз применяется в ювелирном деле, промышленности

    Алмаз применяется в ювелирном деле, промышленности и строительном деле в качестве напыления у специального оборудования, и поэтому многих интересует вопрос, можно ли разбить алмаз молотком, чтобы получить соответствующие технические и декоративные свойства?

    Если говорить о работе с настоящим алмазом, а не синтетическим аналогом, то здесь предоставляется высокая прочность, показатель которой находится на вершине шкалы Мооса в плане твердости, то сломать его молотком невозможно. Дело в том, что алмаз в несколько десятков раз прочнее стали. Но если речь идет о синтетическом варианте алмаза, то он легко поддается механическим разрушениям с помощью отбойного молотка или кувалды.

    Но как же ювелирные мастера обрабатывают алмаз для получения нужной формы и точных граней? Дело в том, что здесь идет речь об использовании особых технологий обработки материала, а именно применяется пресс, если нужно создать крошку из материала либо методика накала и отбивания. Все зависит от того, какого именно вида драгоценного камня нужно добиться.

    Можно ли расплавить алмаз

    Алмаз – это дорогой и редкий природный материал, применяемый в ювелирном деле, но процесс обработки требует внимательного отношения ввиду особой прочности. И вот именно поэтому технология расплавления относится к особо актуальным. Но для этого нужно знать, какая температура плавления алмаза.

    Температура кипения может выдерживать горение 1000 градусов Цельсия, поскольку так прогревается не только внешняя, но и внутренняя полость, благодаря чему последующее отбивание материала позволяет придать ему нужную форму и размер, как у железа. Но при работе с такой температурой нужно действовать предельно внимательно и аккуратно, поскольку только так можно избежать не только собственного травмирования, но и повреждения драгоценного камня.

    можно ли разбить алмаз молотком