Реферат «Путешествие в мир алмаза»
Скачать 381.16 Kb.
|
Глава 5. Первые находки алмазов в России
Первые находки алмазов в России относятся к XIV веку к району междуречья Лены и Енисея. На склонах Уральских гор в течение столетия с момента первых находок было найдено более 300 кристаллов, но это все были мелкие кристаллы, самый крупный из которых весил около 3 карат. В настоящее время на территории Пермской области известно не крупное, но рентабельное россыпное месторождение. С началом Великой Отечественной войны страна стала испытывать возрастающие потребности в добыче алмазов, и после ее окончания перед геологами встала задача - найти коренные алмазы. В конце 30-х годов B.C. Соболев пришел к выводу о том, что наиболее перспективной в отношении алмазоносности является территория Сибирской платформы между реками Енисей и Лена. В конце 30-х годов B.C. Соболев пришел к выводу о том, что наиболее перспективной в отношении алмазоносности является территория Сибирской платформы между реками Енисей и Лена. В 1959 г. началось промышленное освоение сибирских кимберлитовых месторождений алмаза. С момента открытия алмазоносных трубок в Якутии, месторождения были отнесены к разряду уникальных. К настоящему времени карьеры трубок Мир, Айхал, Интернациональная и некоторые другие практически отработаны, и проводятся работы по переходу на подземный способ добычи. К концу 70-х годов были открыты как коренные, так и россыпные месторождения алмазов. На местах обнаружения месторождений создавались стационарные геологические партии для их разведки с последующим подсчетам запасов. В 70-е и 80-е гг. XX века крупных месторождений открыто не было. А вот в 50-е годы старинное якутское село Нюрба приютило у себя первые отряды и партии поисковиков, став затем базой легендарной Амакинской экспедиции. Здесь находился штаб разработки маршрутов и материально-технического обеспечения геологического штурма Сибирской платформы, где-то скрывавшей - в этом были уверены ученые и практики - алмазные сокровища. Самой крупной из отечественных находок продолжает оставаться алмаз весом 342,5 карата, названный в честь ХХI съезда КПСС, добытый в 1980 г. Глава 6. Алмазы и промышленность
Наряду с использованием алмазов в ювелирных изделиях, они применяются и в промышленных целях. Алмазы-украшения и алмазы-инструменты существовали бок о бок на протяжении веков. Более того, не исключено, что алмазы как рабочие орудия начали применяться раньше, чем люди начали носить драгоценные камни как амулеты. Древний Египет не знал ювелирных алмазов, но изучение египетских пирамид заставляет некоторых исследователей склоняться к мысли, что такой точности обработки камня нельзя было добиться без инструментов с алмазными наконечниками. Плиний Старший писал об алмазах: «Вырезыватели на камнях стараются оные приобрести, и оправляют их в железо; посредством их легко продалбливается наитвердейшее вещество», а Бируни через тысячу лет после римского писателя указывал: «Жители Ирака и Хорасана не обращают внимания на сорта алмазов и их цвет. Для них они все одинаковы по качеству, так как там употребляют их только для сверления и изготовления оправы и не почитают так, как это делают жители Индии». Европейские путешественники свидетельствовали о подобном отношении к алмазам в Китае, где резчики по нефриту даже раскалывали крупные кристаллы, чтобы получить больше твердых крупинок для своих инструментов. С давних времен алмазы применялись для резки стекла. После изобретения часов алмазами просверливали тончайшие отверстия в рубинах, без которых механизмы не могли бы точно ходить. Очевидно, по аналогии возникла мысль использовать алмазные инструменты для бурения твердых скальных пород. Во всяком случае, первым, кто применил этот способ в Европе в 1862 г. был швейцарский часовщик Г. Лешо. Его сын Р. Лешо усовершенствовал способ отца и построил первый буровой станок, который успешно использовался при проходке железнодорожного туннеля в Альпах. В России профессор Петербургского Горного института С.Г. Войслав разработал в 1889 г. простую конструкцию ручного бурового станка. В настоящее время используются разнообразные буровые коронки с алмазами и специальные долота. Алмазное бурение позволяет значительно увеличить скорость прохождения нефтяных скважин. В конце XIX в. был осознан огромный выигрыш, который давало использование алмазов в процессе волочения, то есть обработки металлов способом протягивания тонкой проволоки через отверстие, сечение которого меньше сечения исходного изделия. Интересно, что пионером применения алмазов в этом процессе был будущий великий режиссер К.С. Станиславский, который в 1892 г., являясь совладельцем золотоканительной фабрики, приобрел в Париже соответствующее оборудование. Сначала на алмазе пришлифовывались две параллельные поверхности, затем быстро вращающейся стальной иглой, покрытой алмазным порошком, с двух сторон высверливалось отверстие нужного диаметра. И все-таки затраты окупались - известен случай когда через один фильер была протянута медная проволока такой длины, что ею можно было несколько раз опоясать земной шар. И всё-таки, настоящий бум в использовании алмазов начался с 30-х годов ХХ в., и это было связано с широким внедрением в промышленность твердосплавных материалов. Только алмазный инструмент позволял быстро и точно обработать эти славы. Применение алмазов стало необходимостью. Современная индустрия не может существовать без алмазных резцов и сверел, алмазных пил и отрезных кругов, алмазных паст для шлифования и доводки ответственных деталей. По мере развития науки и техники расширяется и область применения алмаза. Алмазные скальпели уже помогают офтальмологам, а в перспективе возможны операции по вживлению в глаз искусственного алмазного хрусталика. Огромные перспективы имеет алмазная электроника. Алмаз является рекордным по теплопроводности материалом, сохраняющим свои свойства в широком диапазоне температур. Это открыло алмазам дорогу в космос. На космических спутниках устанавливаются алмазные термометры, на американском космическом зонде, спускавшемся на раскаленную Венеру использовался 205-каратный кристалл. Алмазы используются для создания оптических окон и подложек для мощных лазеров и приборов ночного видения, для производства детекторов и дозиметров, высокоэффективных теплоотводов для интегральных схем.
Значительную часть алмазов, используемых в промышленности, составляют искусственные алмазы. История получения синтетических алмазов изобиловала надеждами и разочарованиями. Не счесть алхимиков, пытающихся вырастить в ретортах драгоценные кристаллы, а многие шарлатаны утверждали, что им удалось этого добиться. Самый известный авантюрист бриллиантового века граф Калиостро выманил у жадных простаков немало драгоценностей, уверяя, что умеет переплавлять мелкие алмазы в крупные. Герой басни «Лжец», принадлежащей перу поэта XVIII в. И.И. Хемницера, хвастал: И до того алмаз искусство довели, Что как стекло, его теперь уж плавить стали, А этакой алмаз мне самому казали, Который слишком в фунт из мелких был стоплен. На эту ложь его собеседник с насмешкой отвечал: О, это ничего; теперь уж плавить стали Алмазы в целый пуд А в фунтовых алмазах тут И счет уж потеряли. Одним из первых ученых, пытавшихся, по его собственному выражению, «опытами алмазотворения», был основатель Харьковского университета В.Н. Каразин. Он получил образцы вещества, похожего по твёрдости на алмазы, но, по всей видимости, принадлежащие к группе углеводородов. В 80-х годах XIX в. шотландец Д.Б. Геннэй, прокаливая костяное масло и парафин в наглухо заваренных стальных трубках, объявил, что после множества неудач добился успеха. Однако другим учёным не удалось повторить его опытов. Самое удивительное, что когда через много лет были исследованы полученные шотландцем кристаллы, выяснилось, что они являются настоящими алмазами. В 90-х годах XIX в. знаменитый французский химик Нобелевский лауреат Анри Муассан растворял угольный порошок в расплавленном железе и быстро охлаждал расплав. Он, а вслед за ним профессор Петербургской военно-медицинской академии К.Д. Хрущев, проводивший такие же опыты с расплавленным серебром, получил мельчайшие крупинки, которые при сжигании давали двуокись углерода и царапали корунд, то есть следующий по твёрдости минерал после алмаза. Неудивительно, что Муассан сделал вывод, что ему удалось создать алмазы. Однако коэффициент преломления этих кристалликов оказался иным, чем у алмаза. Впоследствии выяснилось, что Муассан получил карбид кремния, названный «муассанит». Немецкий ученый Отто Руфф, попытавшийся воспроизвести в 1914—1917 гг. все известные к тому времени методы получения алмазов, не получил положительных результатов, а сразу после Первой мировой войны многочисленные опыты были проделаны английским изобретателем и промышленником И. Парсоном, который имел в своем распоряжении гигантские гидравлические прессы собственных судостроительных верфей, затратил на искусственные алмазы тридцать лет жизни и десятки тысяч фунтов стерлингов, но с сожалением должен быв констатировать, что полученные им вещества были всего лишь шпинелями. С тех пор алмазы пытались синтезировать всеми мыслимыми способами: при помощи взрывов стальных бомб, выстрелов пули, расплавления углерода в вольтовой дуге…Не менее десятка раз научный мир облетала сенсационная весть, что тому или другому экспериментатору удалось решить задачу. Так, в 1933 г. немец Карабчек получил патент на способ получения искусственных алмазов. В музеях даже демонстрировались «алмазы Карабчека», однако после тщательной проверки их пришлось убрать с глаз подальше. Рука об руку с экспериментаторами шли теоретики. После вычисления термодинамических функций графита и алмаза выяснилось, что все предшествующие опыты были предприняты в таких термодинамических условиях, когда графит более устойчив, чем алмаз. В 1939 г. советский физик О.Н. Лейпунский указал условия, при которых кристаллическая решетка графита может перестроиться в структуру алмаза. «Во-первых, надо нагреть графит не меньше, чем до 2000 градусов, чтобы атомы углерода могли переходить с места на место. Во-вторых, его надо при этом сжать чудовищным давлением, не меньшим, чем в 60 тыс. атмосфер. Тогда он обязательно перейдет в алмаз, подобно тому, как камень, подброшенный рукой, обязательно поднимется с земли в воздух». А вот профессор Гарвардского университета Перси Бриджмен прошел по самому краю открытия, но все-таки успех выпал на долю других экспериментаторов. Группа сотрудников «Всеобщей шведской электрической компании» в составе А. Лиандера, К. Лильбланда, Э. Лундблада и Г. Валлина занималась этой проблемой свыше одиннадцати лет. Аппаратура не выдерживала давления, которое требовалось для экспериментов. Чтобы предотвратить разрушение стенок стальных камер, экспериментаторы обматывали камеры сотнями километров обыкновенных рояльных струн. 15 февраля 1953 г. после бесчисленных опытов шведским исследователям удалось получить несколько мелких кристаллов, оказавшихся, как подтвердила рентгенограмма, алмазами. Из соображений коммерческой тайны шведская фирма скрыла это открытие, и приоритет в синтезе алмазов достался группе сотрудников американской компании «Дженерал Электрик» в составе Ф. Банди, X. Стронга, Г. Холла, Р. Уинторфа. Они добились успеха чуть позже шведов, но почти сразу же объявили об этом в печати. Г. Холл, хотя и был химиком по специальности, проявил конструкторский талант, усовершенствовав установку П. Бридмента, и создав аппарат под названием «Белт». Американские исследователи получили искусственные алмазы при температуре 1560° и давлении 85 тыс. атмосфер. И хотя в открытой печати не были опубликованы весьма существенные детали технологии, другие ученые быстро овладели этим процессом. В 1960 г. алмазы были синтезированы в Институте физики высоких давлений в Москве. Сначала группу экспериментаторов в составе Л.Ф. Верещагина, Ю.Н. Рябинина, В.А. Галактионова и других преследовали неудачи. В бронированной камере постоянно происходили взрывы, и никто не мог понять, в чем причина. Однажды глубокой ночью инженеры института нашли неточность в монтаже и немедленно, не дожидаясь утра, приступили к подготовке аппаратуры для нового эксперимента. Наконец был синтезирован первый кристалл. Профессор Л.Ф. Верещагин вспоминал: «...В тот день мы не поверили анализу. Мы хотели убедиться собственными глазам в алмазных свойствах полученного кристалла. И он не подвел создателей. Он резал стекло, металл, кварц и царапал сверхтвердый сплав, из которого раньше делали заменители алмазов». В 60-70-х годах во многих странах, включая Советский Союз, было налажено производство синтетических алмазов в промышленных масштабах. В настоящее время более половины алмазов, применяемых для изготовления инструмента, являются синтетическими. Если в промышленности синтетические алмазы почти сразу же начали конкурировать с природными, то для ювелирных целей они долгое время и даже сейчас остаются малопригодными. Синтетические алмазы, как правило, чёрного или желтого цвета из-за включения частиц графита, не пожелавшего перестроиться в прозрачный алмаз. В 60-х годах размер синтетических алмазов не превышал десятых долей миллиметра. Только в 70-х годах исследователям лабораторий нескольких американских и японских фирм удалось получить кристаллы весом более одного карата. Позже появились сообщения о кристаллах массой более 10 - 15 каратов. Производители признавали, что затраты на их создание многократно превышали стоимость добычи природных алмазов такой же величины. В настоящее время опыты продолжаются, и синтетические алмазы ювелирного качества уже появились на рынке в товарном количестве, не вызвав, впрочем, особого интереса у покупателей. Тем не менее, уже разрабатывается аппаратура, которая позволит ювелирам легко отличать синтетические алмазы от природных, поскольку полной идентичности тех и других добиться невозможно. Дело в том, что ученые не полностью поняли процесс образования алмазов. Я думаю, наверняка Природа пока не раскрыла тайну алмаза!
Ещё важно отметить, что бриллианты являются предметами роскоши, и они конкурируют с другими предметами роскоши в сознании потребителя наряду с произведениями искусства, предметами старины, одеждой от ведущих домов моды, элитной парфюмерией! Так в США 70% невест в день помолвки получают в подарок бриллиантовое кольцо. В Японии женщины покупают для себя бриллианты, вознаграждая за жизненные успехи. Спрос на них появляется в обществе после того, как удовлетворена потребность в предметах первой необходимости. Поэтому бриллианты лучше всего продаются в странах с высоким уровнем экономического развития. В свою очередь, месторождения алмазов встречаются в самых различных точках земного шара, и чаще всего на территории менее высокоразвитых стран. В результате, на мировом рынке можно выделить три группы стран по специализации в алмазном бизнесе: производители алмазов (страны Южной и Центральной Африки, Россия, Канада, Австралия), огранщики бриллиантов (Индия, Китай, Россия, Израиль, Бельгия) и покупатели изделий с бриллиантами (США, страны Юго-Восточной Азии, Япония, ОАЭ, Западная Европа). Реализация готовых бриллиантов проходит через алмазные биржи или через дилеров-оптовиков. Большая часть бриллиантов продается ювелирным фирмам и оправляется ими в ювелирные изделия, остальные после сертификации продаются потребителям как инвестиционные бриллианты. Специальные программы рекламы и маркетинга стимулируют спрос и развивают выгодные условия для участников рынка. |
Похожие:
 | «Путешествие в мир алмаза» Тема первого семинара: Анализ метафизических результатов на комплексе «рофэс» (метафизическая интерпретация математических моделей... | | Краткое содержание проекта: представлена разработка урока путешествие... Название темы «Времена года в словах, красках и звуках (урок-путешествие в мир искусства)» |
| «Путешествие в мир природы и мир поэзии» Анализ темы Целью данного урока является формирование у учащихся средствами литературы способности понимать себя и окружающий мир |  | Реферат по теме: Животный мир Туниса Актуальность исследования. Летом 2010 года мы с папой совершили небольшое путешествие в одну из стран Северной Африки – Тунис. Тунис... |
| Реферат 10 лекарств, изменивших мир Почему именно этот лекарственный препарат можно называть «лекарство, изменившее мир» | | Реферат по предмету: «Окружающий мир» на тему: «Путешествие по Солнечной системе» Галактики, Планетные системы, созвездия, кометы, космические полёты, звездолёты – слова, которые прочно закрепились (оказалось надолго)... |
| Реферат по предмету: «Окружающий мир» на тему: «Путешествие по Солнечной системе» Галактики, Планетные системы, созвездия, кометы, космические полёты, звездолёты – слова, которые прочно закрепились (оказалось надолго)... | | Урок-путешествие Цели: систематизировать и обобщить знания о материках по плану ... |
| «путешествие в мир профессий» Владелец сельскохозяйственного предприятия с использованием земельного участка. – Фермер | | Реферат: «Выращивание кристаллов в домашних условиях» Мир кристаллов это сказочно красивый мир. Они завораживают своим блеском, многообразием цвета и форм |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Сегодня мы совершим путешествие в мир литературы, где соседствует фантастическое и реальное, где происходит чудеса, животные спешат... | | Уроки карибских танцев Для самых маленьких гостей отеля- путешествие в мир праздничного Диснея вместе с группой анимации |
| Рабочая программа кружка «Путешествие в мир экологии» Федеральный закон от 29. 12. 2012 г. №273 фз «Об образовании в Российской Федерации» (часть 5 статья 12) | | “Вот и окончилось все, расставаться пора…” Слова из известной песни... Сегодня 22 августа, вся группа альпинистов уже дома, в Ульяновске. Мы постепенно отходим физически и мысленно от только что закончившегося... |
| Конспект открытого занятия «Путешествие в сказку» Г. Г. Ивченкова, И. В. Потапов «Окружающий мир», 4 класс, часть1; М.: Аст: Астрель, 2011 (Планета знаний) | | Конспект занятия по математике. Тема: «Путешествие в Африку» Г. Г. Ивченкова, И. В. Потапов «Окружающий мир», 4 класс, часть1; М.: Аст: Астрель, 2011 (Планета знаний) |
