Використання алмазів

У промисловості використовуються переважно алмази, непридатні для огранювання: непрозорі, з численними включеннями, тріщинами, дрібнозернисті зростки, алмазна крихта і т.п. Єдиної класифікації технічних алмазів не існує, оскільки кожна галузь промисловості висуває свої вимоги до їх сортування.

Які ж властивості алмазу визначають його широке використання в різних галузях народного господарства? В першу чергу, звичайно, виняткова твердість, яка, якщо судити по швидкості стирання, в 50 разів вище, ніж у корунду, і в десятки разів вище, ніж у кращих сплавів, застосовуваних для виготовлення різців. Алмаз застосовується для буріння гірських порід і механічній обробці найрізноманітніших матеріалів.

Буріння свердловин в товщах гірських порід, що складають земну кору, в широких масштабах застосовується при пошуку та розвідки родовищ корисних копалин, а також при експлуатації нафтових і газових покладів. Не обійтися без буріння і при виконанні всіляких вибухових і інженерно-геологічних робіт, що передують зведення великих будівель, гребель і багатьох інших об'єктів.

У технічному відношенні найбільш досконалим є обертальний алмазне буріння, яке здійснюється висвердлюванням свердловин в товщі гірських порід за допомогою бурових коронок, армованих алмазами. Коронки, армовані алмазами, підвищують швидкість буріння в 8-15 разів у порівнянні з бурінням, заснованим на застосуванні твердосплавних або дробових коронок.

Найкращими алмазами для буріння вважаються тонкозернисті щільні карбонад, оскільки вони володіють підвищеною твердістю і найменш схильні до розколювання. На другому місці стоять кулясті балласи і невеликі монокристали алмазу округлої форми. На виготовлення бурових коронок щорічно витрачається близько 0.6 тонни каміння, що становить приблизно 10% загальної кількості видобуваються у світі технічних алмазів.

Застосування алмазних різців і свердел на обробці кольорових і чорних металів, твердих і надтвердих сплавів, скла, каучуку, пластмас та інших синтетичних речовин дає величезний економічний ефект у порівнянні з використанням твердосплавного інструменту. Надзвичайно важливо, що при цьому не тільки в десятки разів підвищується продуктивність праці, але одночасно значно поліпшується якість продукції. Оброблені алмазним різцем поверхні не вимагають шліфування, на них практично відсутні мікротріщини, в результаті чого багато разів збільшується термін служби одержуваних деталей.

Зовсім незамінні алмази при виточування опорних рубінових каменів, що використовуються в часових і багатьох інших точних механізмах, а також при виправленні шліфувальних кругів.

Практично всі сучасні галузі промисловості, в першу чергу електротехнічна, радіоелектронна та приладобудівна, у величезних кількостях використовують тонкий дріт, що виготовляється з різних металів. При цьому пред'являються строгі вимоги до кругової формі і незмінності діаметра поперечного перерізу дроту при високій чистоті поверхні. Така дріт з твердих металів і сплавів може бути виготовлена ​​лише за допомогою алмазних фільєр. Фільєри представляють собою пластинчасті алмази з просвердленими в них найтоншими (від 0.5 до 0.001 мм) отворами.

Широке застосування в промисловості знаходять і алмазні порошки. Їх отримують шляхом дроблення низькосортних природних алмазів, а також виготовляють на спеціальних підприємствах з виробництва синтетичних алмазів. Алмазні порошки використовуються в дискових алмазних пилах, мелкоалмазних бурових коронках, спеціальних напилок і як абразив. Тільки з застосуванням алмазних порошків вдалося створити унікальні свердла, які забезпечують отримання глибоких тонких отворів в твердих і тендітних матеріалах. Такі свердла ( «алмазні жала») дозволяють висвердлюють, наприклад, в склі отвори діаметром 2 мм і довжиною до 850 мм!

Алмазні порошки знаходять застосування на гранувальних фабриках, де всі самоцвіти, і в тому числі алмази, піддаються шліфуванні, завдяки чому непоказні до цього каміння стають таємниче світяться або сліпуче блискучими коштовностями, до неповторної краси яких ніхто не залишається байдужим.

З 50-х років увагу вчених і конструкторів починають залучати інші фізичні властивості алмаза. Відомо, що, потрапляючи в кристал, швидкі заряджені частинки вибивають електрони з його атомів, тобто іонізують речовину. У алмазі під дією зарядженої частинки відбувається світлова спалах і виникає імпульс струму. Ці властивості дозволяють використовувати алмази в якості детекторів ядерного випромінювання. Світіння алмазів і виникнення імпульсів електричного струму при опроміненні дозволяє застосовувати їх в лічильниках швидких частинок. Алмаз в якості такого лічильника має незаперечні переваги в порівнянні з газовими та іншими кристалічними приладами.

Кристали алмаза, що застосовуються в якості лічильників, вкрай рідкісні, тому ціна їх значно вище, ніж у рівних за величиною ювелірних каменів. Деякі кристали алмазу є напівпровідниками p- типу в широкому діапазоні температур і тисків.

Використання алмазів в напівпровідникових і деяких оптичних приладах, а також в лічильниках ядерного випромінювання досить перспективно, оскільки такі прилади здатні працювати в самих різних умовах, включаючи області низьких і високих температур, сильні електромагнітні і гравітаційні поля, агресивні середовища і т.п. Отже, засновані на алмазах прилади можуть виявитися незамінними при космічних дослідженнях, а також при вивченні глибинної будови нашої планети.

Схожі статті