יהלום: מינרל פנינה עם תכונות לשימוש תעשייתי

Posted on
מְחַבֵּר: Laura McKinney
תאריך הבריאה: 4 אַפּרִיל 2021
תאריך עדכון: 14 מאי 2024
Anonim
The Science Behind Industrial Diamonds
וִידֵאוֹ: The Science Behind Industrial Diamonds

תוֹכֶן


קריסטל יהלומים: קריסטל יהלומים באיכות פנינה בסלע בו נוצר. זהו גביש אוקטאהדרלי עם פני השטח המשולשים על פני השטח ומשקל משוער של בערך 1.5 קראט. ממכרה אודאצ'אניה, יקוטיה, סיביר, רוסיה. דגימה ותצלום מאת ארקנסטון / www.iRocks.com.


מה זה יהלום?

היהלום הוא מינרל נדיר, המופיע באופן טבעי המורכב מפחמן. כל אטום פחמן ביהלום מוקף על ידי ארבעה אטומי פחמן אחרים ומחוברים אליהם על ידי קשרים קוולנטים חזקים - הסוג החזק ביותר של קשר כימי. הסדר הפשוט, האחיד והקשור היטב, מניב את אחד החומרים העמידים והמגוונים ביותר הידועים.

היהלום הוא החומר הטבעי הקשה ביותר הידוע. הוא גם עמיד כימית ובעל המוליכות התרמית הגבוהה ביותר של כל חומר טבעי. מאפיינים אלו הופכים אותו למתאים לשימוש ככלי חיתוך ולשימושים אחרים בהם נדרש עמידות. ליהלום יש גם תכונות אופטיות מיוחדות כמו אינדקס גבוה של שבירה, פיזור גבוה וזוהר גבוה. תכונות אלה עוזרות להפוך את היהלום לאבני החן הפופולריות ביותר בעולמות ומאפשרות להשתמש בו בעדשות מיוחדות בהן דרושה עמידות וביצועים.

מכיוון שהיהלום מורכב מהיסוד פחמן, אנשים רבים מאמינים שהוא כנראה נוצר מפחם. זה עדיין נלמד בכיתות רבות - אבל זה לא נכון!




צריכת יהלומים בארצות הברית
בשנת 2018 הסתכם יבוא היהלומים לארצות הברית לצריכה בכ -26 מיליארד דולר. היבוא לצריכה של כל אבני החן הנדיאמונד הסתכם בכ -2.0 מיליארד דולר. נתונים סטטיסטיים אלה מראים בבירור כי היהלום הוא אבן החן הפופולרית ביותר בקרב צרכני ארה"ב בהפרש עצום. ארצות הברית היוותה כ -35% מצריכת היהלומים העולמית והפכה אותה לצרכן היהלומים המוביל.

איך נוצרים יהלומים?

יהלומים אינם טבעיים על פני כדור הארץ. במקום זאת הם נוצרים בטמפרטורות ולחצים גבוהים המתרחשים בכדור הארץ מעטפים כמאה מיילים מתחת לפני השטח של כדור הארץ.

כיוון הקשיות הגדול ביותר הוא מקביל למישורי הגבישים של אוקטאהדרלה. כאשר נחתכים ומברקים גבישים יהלומים לאבני חן, קשה מאוד לחתוך אותם בכיוון זה עם מסור יהלום. אז במקום להשתמש במסור יהלום או בתרגול המסורתי של שבירתם על ידי מחשוף, חלק גדול מהעבודה הזו נעשית כעת באמצעות ניסור לייזר.


קשים לליטוש פנים אשר חתוכות במקביל לכיוון גביש אוקטאהדרל, ולכן חותכים משנים כיוון או מסתכנים בהשארת מרקם "עור לטאה" על הפנים.

הכיוון הרך ביותר בגביש יהלום מקביל למישורי הקוביות. ההברקה הטובה ביותר מתבצעת על צדדים המקבילים לכיוון זה. למרות שזה הכיוון הרך ביותר ביהלום, הקשיות קשה פי כמה מקורונדום, המינרל השני-הקשה ביותר בסולם הקשיות של מוה.

סימולציות יהלומים: התמונות שלעיל משוות בין סטרונטיום טיטנטאט, מוריסניט וזירקוניה מעוקב עם יהלום. Moissanite וזירקוניה מעוקב יש פיזור תחרותי עם יהלום, והפיזור של סטרונציום טיטנט הוא יתר על המידה. בתמונה למעלה, סטרונציום טיטנט הוא סיבוב של 6 מילימטר. האבנים האחרות הן בסיבוב של 4 מילימטר. הבדל בגודל זה אכן נותן יתרון לסטרונציום טיטנט.

סימולנטים של יהלומים

סימולנטים של יהלומים הם חומרים שנראים כמו יהלום, אך יש להם תרכובות כימיות שונות. הדמי יהלומים יכולים להיות חומרים טבעיים כמו זירקון חסר צבע או ספיר. לעתים קרובות יותר הם חומרים מעשה ידי אדם כמו זירקוניה מעוקבת (ZrO2), moissanite (SiC), YAG (גרניט אלומיניום yttrium Y3אל5O12), או סטרונציום טיטנטט (SrTiO3).

יהלומים סינתטיים של צבעים שונים הגדלים בטכניקת הטמפרטורה הגבוהה בלחץ גבוה. תמונה מאת תורם ויקיפדיה Materialscientist.

יהלומים סינתטיים

היהלום הוא חומר בעל ערך רב, ואנשים עובדים במשך מאות שנים כדי ליצור אותם במעבדות ובמפעלים. יהלומים סינתטיים הם חומרים מעשה ידי אדם שיש להם אותו הרכב כימי, מבנה גביש, תכונות אופטיות והתנהגות פיזית כמו יהלומים טבעיים. שמות אחרים המשמשים ליהלומים סינתטיים כוללים: "גידול במעבדה", "נוצר במעבדה" ו- "מעשה ידי אדם". שמות אלה מצביעים כראוי כי היהלומים לא נוצרו באופן טבעי בכדור הארץ, אלא במקום זאת נוצרו על ידי אנשים.

הסינתזה הראשונה שהייתה מוצלחת מבחינה מסחרית של היהלום הושגה בשנת 1954 על ידי עובדים בג'נרל אלקטריק. מאז, חברות רבות הצליחו לייצר יהלומים סינתטיים המתאימים לשימוש תעשייתי. כיום מרבית היהלומים התעשייתיים הנצרכים הם סינתטיים, כאשר סין היא המובילה העולמית עם ייצור של למעלה מ -4 מיליארד קראט בשנה. המדינות המתועשות החשובות ביותר מסוגלות כיום לייצר יהלומים סינתטיים לשימוש תעשייתי במפעלים.

בעשור האחרון פיתחו מספר חברות טכנולוגיה המאפשרת להן לייצר יהלומים באיכות מעבדה המיוצרים עד כמה קראט בגודל במספר צבעים שונים - כולל צבע חסר צבע. יש חברות שמשתמשות בשיטות בלחץ גבוה וטמפרטורה גבוהה - אלה מכונות יהלומי HTHP. אחרים יוצרים יהלומים תוך שימוש בתהליך הדחה כימי - אלה מכונים יהלומי CVD. אבני חן מעשה ידי אדם אלה נמכרים בחנויות תכשיטים ובאינטרנט בהנחה משמעותית לאבנים טבעיות באיכות ובגודל דומה. יש להם מראה יפהפה ותג מחיר אטרקטיבי. יהלומים סינתטיים נדרשים להימכר עם גילוי נאות המאפשר לקונה להבין בבירור שהם נוצרו על ידי אנשים.


האם הצרכנים יקבלו יהלומים סינתטיים?

יהלומים סינתטיים היו הסוג השולט ביהלומים ביישומים תעשייתיים מאז סוף המאה העשרים. מרבית היהלומים המשמשים לייצור חומרי שוחקים וכלי חיתוך הם כעת סינתטיים. כמעט כל היהלומים המשמשים לייצור חלונות, כיפות רמקולים, כיורי חום, מיקרו-חיכוך נמוך, חלקים עמידים בפני שחיקה ומוצרי טכנולוגיה אחרים הם כעת סינתטיים.

יהלומים סינתטיים למטרות אלה יקרים בהרבה מיהלומים מכורים, הם בעלי תכונות עקביות יותר והופכים לזמינים במפרטים לפי הזמנה. אין מחסומים רגשיים ליהלומים סינתטיים שיחליפו יהלומים מכורים בשימושים אלה.

בענף התכשיטים, יש ויכוח ניכר על נכונותם של הצרכנים לקבל יהלומים סינתטיים.יש הסבורים כי צרכני התכשיטים רוצים "יהלומים אמיתיים" - כלומר "יהלומים מכורים". אחרים מאמינים כי יהלומים סינתטיים יועדפו על ידי אנשים שלא אוהבים את זכויות האדם ובעיות הסביבה הקשורות בחלק מהיהלומים שנכרותו. עם זאת, ככל הנראה המניע האמיתי יהיה מחיר. נכון לעכשיו, ליהלומים סינתטיים רבים המיוצרים לשימוש תכשיטים יש יתרון של 30 עד 40% ליהלומים מכורים. זה כנראה יהיה המניע הגדול ביותר עבור הצרכנים לקבל יהלומים סינתטיים.

תצפית וספקולציות .... אם תיכנסו כמעט לכל חנות תכשיטים לקניון ותבדקו את המקרים בהם נמכרים אודם, ספיר ואמרלד, לרוב תראו שרוב האבנים המוצעות הן סינתטיות. אדם עם מעט מאוד אימונים יכול לרוב לזהות אותם על ידי צבעם הבהיר ובבהירותם המעולה. החומרים הסינתטיים הם בעלי מראה מעולה, ומחיריהם קטנים בהשוואה לאבני חן טבעיות בגודל דומה ובאיכות לכאורה. צרכנים מקבלים מראה טוב יותר במחיר נמוך יותר, ורובם מקבלים את העסקה הזו בסוף המחיר הנמוך של טווח המחירים.

הקרב על רגש ודומיננטיות מכירות בשוק האודם, הספיר והמרלד הפופולריים, ניצח על ידי סינטטיים לפני עשרות שנים. בעשור הבא שוק היהלומים עשוי לנוע גם לטובת הסינתטיים. זה כבר מתחיל כיהלומים סינתטיים תופס עמדה מאוד נראית בשוק. מחירם של יהלומים סינתטיים ככל הנראה יירד ככל שיותר ויותר מכונות לייצורם יושמו בשירות, יתייעלו והתחרות בקרב היצרנים תתעצם. בסופו של דבר, הפרש המחירים בין יהלומים טבעיים לסינתטיים יהיה גדול מכפי שלקוחות רבים יוכלו להתעלם מהם, והם יקנו סינתטי. אם קמפיין הפרסום הבא ברמה העולמית מקדם יהלומים סינתטיים, עשוי להתרחש שינוי עצום בביקוש הצרכני. קמפיין הפרסום ברמה העולמית עשוי להיות Lightbox, המציע יהלומים "לבנים" וצבעוניים במחיר הבלתי נשמע של 800 דולר לקראט.