۱۰ مهر ۱۳۹۳

الماس: محبوب‌ترین سنگ جواهر و سخت‌ترین ماده شناخته‌شده در دنیا

۱۰ مهر ۱۳۹۳ 17772 بازدیدکننده 1 نظر
الماس: محبوب‌ترین سنگ جواهر و سخت‌ترین ماده شناخته‌شده در دنیا در این مقاله می خوانید

الماس سنگی است که سال ها در بین مردم محبوبیت داشته و در جواهرات استفاده می شده است. در این مقاله شما را با نحوه ی تشکیل و دیگر خصوصیات این سنگ آشنا می کنیم. ...

الماس: محبوب‌ترین سنگ جواهر و سخت‌ترین ماده شناخته‌شده در دنیا

 

الماس چیست؟

الماس کانی طبیعی و کمیابی است که تنها ماده تشکیل‌دهنده آن کربن است. هر اتم کربن در الماس با چهار اتم کربن دیگر احاطه‌شده و با پیوند کووالانسی قوی به آن‌ها متصل شده است. این ساختار پیوندهای یکنواخت، ساده، و تنگاتنگ، موجب تشکیل یکی از سخت‌ترین و بادوام‌ترین موادی شده که تا کنون شناخته شده است. 

 

الماس کانی مسحورکننده‌ای است. از نظر شیمیایی مقاوم بوده و سخت‌ترین ماده طبیعی شناخته شده است. این خواص الماس را برای استفاده به عنوان ابزار برش، و کاربردهای دیگری که در آن‌ها استحکام بالا مورد نیاز است، مناسب می‌سازد. الماس خواص نوری ویژه‌ای دارد، از جمله ضریب شکست بالا ، پراکندگی نوربالا، و جلای زیاد. این خواص باعث می‌شود الماس محبوب‌ترین سنگ قیمتی دنیا باشد.

الماس تا حدی مرموز است. این سنگ تماماً از عنصر کربن تشکیل‌شده و به همین علت بسیاری از مردم معتقدند که از زغال‌سنگ شکل گرفته است. بسیاری از معلم‌ها هنوز این مطلب به دانش‌آموزانشان یاد می‌دهند، اما این اشتباه است !.

 

الماس

 

یک بلور الماس سبز. رنگ و شکل مکعبی این بلور الماس طبیعی است. بسیاری از بلورهای الماس طبیعی مکعبی یا هشت‌وجهی هستند. طول ضلع این الماس حدود 4 میلی‌متر بوده و برای مصارف صنعتی مناسب است.

 

الماس چگونه شکل می‌گیرد؟

محل طبیعی الماس سطح زمین نیست بلکه در دما و فشار بالا در جبه زمین که در عمق حدود 160 کیلومتری قرار دارد، تشکیل می‌شود.

 

شکل گیری الماس

چهارمنشا پیدایش الماس در سطح زمین  ( به ترتیب فوران‌های آتش‌فشانی عمیق، نواحی فرورانش، برخورد سیارک، شهاب‌سنگ)

 

بیشتر الماس‌هایی که کشف‌شده‌اند، توسط فوران‌های آتش‌فشانی از اعماق زمین به سطح آورده شده‌اند. این فوران‌ها از جبه زمین شروع‌شده و در مسیر خود به سمت بالا قطعاتی از سنگ‌های جبه را کنده‌اند و آن‌ها را (بدون این که این قطعات در ماده مذاب ذوب شوند) به سطح زمین آورده‌اند. این قطعات و بلوک‌های سنگی جبه به عنوان زنولیت (اگزنولیت) شناخته می‌شوند. زنولیتها حاوی الماس‌هایی هستند که در دما و فشار بالا در گوشته تشکیل‌شده‌اند.

الماس، یا با معدنکاری سنگ‌های حاوی زنولیتها، و یا معدنکاری خاک‌ها و رسوباتی که سنگ‌های تشکیل‌دهنده الماس روی آن‌ها فرسوده شده و از بین رفته‌اند، به دست می‌آید. تصور می‌شود که برخی از الماس‌ها در دما و فشار بالا در نواحی فرورانش (نواحی که پوسته اقیانوسی به زیر پوسته قاره‌ای می‌رود مانند حاشیه‌های اقیانوس آرام) و یا نواحی برخورد سیارک (که دما و فشار فوق‌العاده بالا ایجاد می‌کند) تشکیل‌شده‌اند. برخی دیگر با شهاب‌سنگ‌ها به سطح زمین آمده‌اند، اما هیچ معدن الماس تجاری در رسوباتی که این منشأها را دارد تشکیل نشده است .

 

خواص فیزیکی الماس

  1.    
    طبقه‌بندی شیمیایی عنصر طبیعی خالص
    رنگ بیشتر الماس‌های درجه صنعتی به علت ناخالصی‌ها رنگ سیاه دارند. الماس تزئینی در انواع رنگ‌ها از جمله بی‌رنگ، زرد، قرمز، نارنجی، سبز، آبی و قهوه‌ای وجود دارد ض
    رنگ خاکه الماس سخت تر از این است که وقتی بر روی چینی بدون لعاب کشیده شود، رنگ خاکه (اثر گرد کانی که از کشیده شدن آن بر روی چینی بی‌لعاب (مانند پشت نعلبکی) به دست می‌آید) داشته باشد. وقتی این وضعیت اتفاق می‌افتد می‌گویند که رنگ خاکه آن بی‌رنگ است
    جلا  - الماسی)adamantine( بالاترین سطح جلا در کانی‌های غیرفلزی
    شفافیت شفاف

    سطح رَخ

    (سطحی که در امتداد آن سنگ  راحت تر گسسته می‌شود)

    رخ کامل (هشت‌وجهی)
    سختی در مقیاس موس سخت‌ترین کانی (سختی 10)
    وزن مخصوص 3.5 تا 3.6
    خواص تشخیص‌دهنده سختی، هدایت گرمایی، شکل بلور، ضریب شکست نور،  پراکندگی نور
    ترکیب شیمیایی عنصر کربن
    سیستم بلوری ایزومتریک
    کاربردها جواهر، ساینده صنعتی

 

الماس صنعتی در برابر الماس تزئینی (جواهر)

الماس‌های جواهری سنگ‌هایی هستند که رنگ و شفافیت آن‌ها برای مصارف تزئینی و جواهری مناسب است. این سنگ‌ها به ویژه کمیاب بوده و بخش کوچکی از تولید الماس در سرتاسر دنیا را تشکیل می‌دهند. الماس‌های جواهری به خاطر کیفیت و زیبایی‌شان به فروش می‌رسند. 

 

الماس صنعتی

اره بتن با تیغه الماس با قطر حدود 1.2 متر

 

الماس‌های صنعتی بیشتر برای برش، حفاری، ابزارهای پولیش و تراش مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این کاربردها ویژگی‌های سختی و هدایت گرمایی الماس ویژگی‌هایی هستند که باید مد نظر قرار بگیرند. بزرگی و ویژگی‌های دیگر مناسب برای الماس‌های جواهری،  در اینجا مهم نیستند. الماس‌های صنعتی اغلب خرد می‌شوند تا به صورت پودرهای ساینده در اندازه میکرون در آیند. مقدار زیادی از الماس‌های جواهری که ویژگی‌های جواهری دارند کوچک‌تر از آن هستند که بتوان آن‌ها را برش داد نیز به عنوان الماس صنعتی خرید و فروش می‌شوند. 

 

الماس به عنوان سنگ جواهر

الماس محبوب‌ترین سنگ جواهرات در دنیا است. پولی که صرف خرید الماس می‌شود از پولی که صرف مجموع تمام جواهرات سنگی دیگر می‌شود بیشتر است. یکی از دلایل محبوبیت الماس، به خاطر خواص نوری آن ( واکنش آن نسبت به نور) است. عوامل دیگر شامل مد، سلیقه شخصی و نیاز بازار است.

 

مصرف الماس در ایالات‌متحده

در سال 2010، خریداران حدود 19 بیلیون دلار را صرف خرید سنگ‌های قیمتی کردند. از این مقدار، حدود 18 بیلیون دلار صرف خرید الماس شده و کمتر از 1 بیلیون دلار، برای سنگ‌های رنگ دار خرج شد. الماس با اختلاف زیاد محبوب‌ترین سنگ جواهر در میان خریداران آمریکایی است.

 

کیفیت سنگ جواهر الماس

 

پراکندگی نور در یک منشور: نور سفید با عبور از منشور به طیفی از رنگ‌ها تجزیه می‌شود. در الماس  مقدار پراکندگی نور بسیار زیاد است.

الماس جلای بسیار زیادی دارد. دلیل جلای زیاد الماس، این است که الماس درصد زیادی از نوری که به سطح آن برخورد می‌کند را منعکس می‌کند. این جلای زیاد، موجب درخشندگی زیبای الماس می‌شود. در الماس پراکندگی نور نیز بالا است. وقتی نور سفید از الماس عبور می‌کند، این ویژگی الماس باعث می‌شود نور به رنگ‌های تشکیل‌دهنده آن تجزیه شود. پراکندگی نور همان ویژگی ای است که باعث می‌شود منشور، نور سفید را به طیفی از نورهای رنگی تبدیل کند. این ویژگی پراکندگی نور است که ویژگی "آتش" الماس را به آن می‌دهد. 

 

کیفیت سنگ جواهر الماس

کیفیت سنگ جواهر الماس در اصل با چهار فاکتور مشخص می‌شود: رنگ، برش، شفافیت و قیراط

 

کیفیت سنگ جواهر الماس

الماس‌های فانتزی کوچک به رنگ‌های بنفش و زرد روشن با اندازه‌ای حدود 4 میلی‌متر

 

رنگ: رنگ بیشتر الماس‌های با کیفیت جواهری، از بی‌رنگ تا زرد می‌تواند متفاوت باشد. بهترین آن‌ها انواع بی‌رنگشان هستند. این الماس‌ها با بالاترین قیمت‌ها به فروش می‌رسند. اگر چه انواع دیگری از الماس‌های جوهری نیز وجود دارند که محبوبیت آن‌ها رو به افزایش است. این‌ها الماس‌های فانتزی هستند که در انواع رنگ‌ها از جمله قرمز، صورتی، زرد، بنفش، آبی و سبز وجود دارند. ارزش این سنگ‌ها بر اساس شدت رنگ و محبوبیتشان تعیین می‌شود. 

 

رنگ الماس

 

برش: کیفیت برش دادن الماس، تأثیر زیادی بر کیفیت نهایی آن دارد. برش نه تنها بر ظاهر هندسی سنگ الماس تأثیر می‌گذارد، بلکه بر آتش و جلای آن نیز اثرگذار است. سنگ‌های ایده آل کاملاً جلا داده می‌شوند تا به شکلی عالی  منعکس‌کننده نور باشند و حداکثر میزان آتش رنگارنگ را داشته باشند. وجه‌های تراش‌خورده الماس از نظر اندازه و شکل یکسان هستند و لبه‌های هر وجه تراش‌خورده با وجه مجاورش کامل تناسب دارد. 

 

برش الماس

 

شفافیت: الماس ایده آل، بدون هر گونه نقص داخلی و درون گیر (ذراتی از مواد خارجی محبوس در سنگ) است. این‌ها زیبایی ظاهری سنگ را کاهش می‌دهند و مزاحم عبور نور از داخل آن می‌شوند. وقتی مقدار درون گیرها یا شکستگی‌ها زیاد باشد یا بزرگ باشند ممکن است استحکام سنگ را نیز کاهش دهند.

 

قیراط: الماس‌ها با قیراط آن‌ها (واحد وزن برابر با یک پنجم گرم) به فروش می‌رسند. قیمت هر قیراط الماس‌های کوچک نسبت به سنگ‌های بزرگ‌تر که ویژگی‌های یکسانی با آن‌ها دارند، کمتر است. علت آن این است که سنگ‌های خیلی کوچک بسیار بیشتر هستند، درحالی‌که سنگ‌های بزرگ خیلی کمیاب‌اند. 

 

 الماس

 

سر مته دریل که در حفاری چاه‌های نفت استفاده می‌شود. در هر سر برش دهنده، ذرات کوچک الماس در فلز کار گذاشته‌شده‌اند و این باعث می‌شود که دستگاه با چرخش مته در مسیر خود، سنگ‌ها را ببرد.

 

کاربرد الماس به عنوان ساینده

چون الماس بسیار سخت است (سختی آن در مقیاس موس بالاترین یعنی 10 است)، اغلب به عنوان ساینده مورد استفاده قرار می‌گیرد. بیشتر الماس‌های صنعتی برای این منظور مورد استفاده قرار می‌گیرند. ذرات کوچک الماس برای اهداف برش، سمباده یا حفاری، در تیغه اره، سر مته یا چرخ سمباده  جایگذاری می‌شوند. علاوه بر این ممکن است آن‌ها را به صورت پودر آسیاب کرده و به صورت خمیر الماس در آورند که برای پولیش یا سایش خیلی ظریف استفاده می‌شود.

 

کاربرد صنعتی الماس

 

بازار بسیار بزرگی برای الماس صنعتی وجود دارد. تقاضا برای این الماس‌ها از مقداری که از طریق معدن کاری به دست می‌آید بیشتر است، به همین دلیل الماس‌های سنتزی (مصنوعی) برای رفع نیازهای صنعتی ساخته می‌شوند. این الماس‌ها را می‌توان با قیمت پایین تولید کرد و به خوبی در مصارف صنعتی عمل می‌کنند.

 

کاربرد صنعتی الماس

کاربرد صنعتی الماس - سر مته دریل

 

 

سایر کاربردهای الماس

بیشتر الماس‌های صنعتی به عنوان ساینده استفاده می‌شوند، اما مقدار کمی از آن‌ها نیز کاربردهای دیگری دارند:

 

 الماس‌های صنعتی

 

پنجره‌های الماسی: این پنجره‌ها از غشای نازک الماس ساخته می‌شوند و برای پوشاندن منافذ و سوراخ‌ها در دستگاه پرتو ایکس ، لیزر، و مخازن وکیوم استفاده می‌شوند. به دلیل شفافیت، دوام بسیار زیاد، و مقاومت در مقابل گرما و سایش، در این مصارف از الماس استفاده می‌شود.

 

الماس سنتزی

 

گنبدهای اسپیکر الماسی

این اسپیکرها عملکرد با کیفیت بسیار بالایی دارند. الماس ماده بسیار سختی است و هنگامی که به شکل گنبد دایروی نازک در می‌آید می‌تواند به سرعت بدون تغییر شکل ( که باعث کاهش کیفیت صدا می‌شود) ارتعاش کند .

 

هیت سینک یا گرما خور

هیت سینک وسیله‌ای است برای خنک‌ کاری از طریق تبادل حرارتی یک قطعه با محیط استفاده می‌شود. گرماخورها از موادی ساخته می‌شود که گرمای اضافی را جذب یا منتقل می‌کند. الماس بالاترین میزان هدایت حرارتی  را در بین مواد دارد و می‌توان از آن برای هدایت گرما، دور از بخش‌های حساس به گرما در میکرو الکترونیک با عملکرد بالا استفاده کرد.  

 

میکروبرینگ با اصطکاک کم

این میکروبرینگ ها در ابزارهای مکانیکی کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرد. درست همانند برخی از ساعت‌ها که یاتاقان جواهر دارند، در میکروبرینگهایی که به دوام و مقاومت بسیار زیاد در مقابل سایش احتیاج است، از الماس استفاده می‌شود  .

 

سطوح مقاوم در مقابل سایش

می‌توان با پوشاندن سطح مورد نظر با یک لایه نازک الماس، آن را در مقابل سایش مقاوم کرد. در این فرایند، الماس به بخاری تبدیل می‌شود که بر روی سطح بخش‌های مستعد سایش می‌نشیند. 

 

الماس سنتزی

الماس‌های سنتزی (مصنوعی) با رنگ‌های مختلف که با تکنیک دما و فشار بالا به وجود آمده‌اند.

 

الماس سنتزی و شبه الماس

الماس ماده‌ای بسیار باارزش است و بسیاری از مردم برای ساخت الماس‌های سنتزی و شبه الماس تلاش کرده‌اند. الماس سنتزی ماده‌ای ساخته دست بشر است که همان ترکیب شیمیایی، ساختار بلوری، و خواص الماس طبیعی را دارد. شبه الماس موادی هستند که به نظر شبیه به الماس می‌رسند اما ترکیب شیمیایی و خواص فیزیکی متفاوتی دارند .

 

الماس سنتزی

الماس سنتزی بدون  نقص با روش رسوب‌دهی شیمیایی فاز بخار

 

اولین سنتز موفق الماس از نظر تجاری، در سال 1954 توسط جنرال الکتریک انجام شد. از آن زمان به بعد، بسیاری از شرکت‌ها در تولید الماس سنتزی مناسب برای مصارف صنعتی  موفق بوده‌اند. امروزه بیشتر الماس‌های صنعتی مورد استفاده سنتزی هستند که پیشگام آن‌ها کشور چین با تولید بیش از 4 میلیارد قیراط در سال است. 

 

الماس

 

در دهه اخیر، تعدادی از شرکت‌ها به فناوری دست‌یافته‌اند که آن‌ها را قادر می‌سازد الماس آزمایشگاهی باکیفیت تزئینی تا حد چند قیراط اندازه و چند رنگ تولید کنند. برخی از شرکت‌ها از روش دما و فشار بالا استفاده می‌کنند درحالی‌که برخی دیگر از روش رسوب‌دهی شیمیایی از فاز بخار (CVD) استفاده می‌کنند. سنگ‌های آن‌ها در مغازه‌ها با قیمت بسیار کمتری نسبت به سنگ‌های طبیعی با همین اندازه و کیفیت به فروش می‌رسد. لازم است که در هنگام فروش، این اطلاع‌رسانی که این سنگ‌ها به صورت سنتزی یا آزمایشگاهی تولیدشده‌اند، انجام شود.

 

 

مطالب دیگری که ممکن است بپسندید

نظر کاربران

    شما هم می توانید در مورد این مطلب نظر بدهید.

    کاربر گرامی، لطفاً توجه داشته باشید که این بخش صرفا جهت ارائه نظرات شما درباره ی این مطلب در نظر گرفته شده است. در صورتی که سوالی در رابطه با این مطلب دارید یا نیازمند مشاوره هستید، فقط از طریق تماس تلفنی با بخش مشاوره اقدام نمایید.


    نام :
    ایمیل:
    متن مورد نظر:

    عضویت در خبرنامه wiki5040