Дипломная работа: Драгоценные камни Крыма
Т р е т ь я г р у п п а
Яшмы, письменный гранит, окаменелое дерево, мраморный оникс, лиственит, обсидиан, гагат, джеспилит, селенит, флюорит, авантюриновый кварцит, агальматолит, рисунчатый кремень, цветной мрамор
Японский исследователь Судзуки предложил несколько иную классификацию драгоценных камней. В ней драгоценные камни разделены на три группы: 1 – истинные драгоценные, II – стандартные драгоценные и III – полудрагоценные. В 1 группу входят алмаз, корунд, берилл, шпинель, александрит, циркон, топаз, гранат, опал и бирюза; во II группу – эвклаз, фенакит, оливин, турмалин, сподумен, бенитоит, данбурит, андалузит, ставролит, аксинит, кордиерит, кианит, везувиан, сфен, эпидот, пренит, диопсид. В III группу – лазурит, родонит, нефрит, жадеит, малахит, янтарь, спекулярит, флюорит, полевые шпаты и кварц [14].
Кроме приведенных, за рубежом известны классификации драгоценных камней Синканкаса, Р. Вебстера, Перла и ряда других исследователей. Каждая классификация характеризуется своими особенностями и отличиями. По мнению авторов, кроме основных принципов, положенных в основу классификаций, имеется ряд внешних факторов – сложившиеся традиции, мода на камень, наличие драгоценных камней на рынке, открытие новых месторождений драгоценных камней и т.п. Поэтому отдельные камни в разных классификациях могут занимать то или иное место, хотя общий характер классификаций в основном совпадает.
С развитием ювелирной и камнерезной промышленности в 1970-1980 гг. стало необходимым создать промышленную классификацию ювелирных и поделочных камней, пригодную для практической работы этой новой отрасли. Всесоюзным научно-исследовательским институтом ювелирной промышленности (ВНИИ ювелирпром) была разработана такая классификация. В ней все ювелирные и поделочные камни были разделены на три типа: ювелирные, ювелирно-поделочные и поделочные, которые в свою очередь по прозрачности, твердости (по шкале Мооса) и другим свойствам подразделяются на подтипы и группы [5].
2. Описание наиболее известных драгоценных камней
2.1 Драгоценные камни I порядка
АЛМАЗ Название минерала происходит от греческого слова " adamos" неодолимый, несокрушимый (синонимы: адамант, демант, диамант). С течением времени слово "адамос" - приобретает новую форму "алмаз" [15]. Ограненные прозрачные алмазы ювелирного качества называют бриллиантами (Рис. 1). Термин появился в XVII веке после изобретения бриллиантовой огранки. С древних времен алмаз считался драгоценным камнем высшего класса. Этому минералу приписывали многие мистические свойства. В Индии и Иране существовал обычай - в день, когда новорожденному дают имя, отец сыпал ему на голову щепотку алмазной пыли, обеспечивая этим ребенку здоровье, благополучие и долгую жизнь. В Древней Индии считали, что алмазы образованы из «пяти начал природы» - земли, воды, неба, воздуха и энергии. Индусы делили алмазы на несколько каст: брахманы (самые дорогие) – бесцветные, белые, кшатрии – слегка окрашенные, вайшье – зеленоватые и шудры – серые [16].
Рис. 1. Изделие с бриллиантами [3]
В Европу алмазы попали, видимо, в VI-V вв. до н. э. В Британском национальном музее хранится бронзовая статуэтка с двумя необработанными алмазами вместо глаз. Она найдена в Древней Греции и относится к V веку до н. э.
На Руси слово «алмаз» впервые упомянуто в книге Афанасия Никитина «Хождение за три моря» (1466-1472 гг.)
Алмаз кристаллизуется в кубической сингонии, гексаоктаэдрическом виде симметрии. В его кристаллической решетке атомы углерода, слагающие структуру алмаза, прочно объединены силами ковалентных связей.
Кристаллы алмаза разнообразны: помимо плоскогранных распространены кривогранные формы, наряду с изометрическими часто встречаются деформированные, удлиненные или уплощенные, а также со ступенчатыми или полицентрическими гранями. Плоскогранные октаэдры с зеркально ровными гранями и острыми ребрами довольно редки, часто на гранях развиваются различные фигуры травления (треугольники и др.), ребра округляются. Благодаря ступенчатому или полицентрическому строению граней кристаллы могут принимать вид псевдоромбододекаэдров или псевдокубов [5].
В 1813 году была обнаружена разновидность алмазов карбонадо. Название она получила от португальского «carbonados» - карбонатизированный. Карбонадо обладают очень большой прочностью, поэтому они используются для буровых коронок, предназначенных для бурения особо твердых горных пород. Применяется карбонадо и для правящего инструмента.
В Африке встречена разновидность карбонадо с магнитными свойствами, названная стюартитом или стевартитом. В стюартите много включений магнетита, чем и обусловлены его магнитные свойства [2].
В прошлом веке также была обнаружена новая разновидность поликристаллических образований алмаза ударно-взрывного происхождения. Такие алмазы приурочены к своеобразным кольцевым воронкообразным структурам – астроблемам, которые получаются при ударе космического тела о земную кору. Возникшие при этом высокие температура и давление способствовали образованию алмазов. Размеры угловатых, неправильной формы агрегатов не превышают, как правило, 1-2 мм. Алмазы непрозрачные, черные, желтоватые или зеленоватые. Часто строение агрегатов слоистое или волокнистое.
Алмазы применяют в технике, что объясняется их высокой твердостью и износостойкостью. Однако у алмаза наблюдается анизотропия твердости, выражающаяся в том, что на разных гранях и в различных направлениях твердость несколько отличается. Это связано с особенностями структуры. Наименее износоустойчивыми направлениями, по которым и обрабатывают алмаз, являются следующие: в плоской сетке куба – направления, параллельные сторонам кубических граней, в плоской сетке октаэдра – направления, соответствующие высотам треугольных граней. В свою очередь, твердость октаэдрических граней больше твердости ромбододекаэдрических и еще выше – твердость кубических граней [5].
Теоретически плотность алмаза составляет 3,515 г/см3. Однако встречаются алмазы, у которых наблюдаются значительные отклонения от средней величины плотности. Это связано с наличием различных включений, трещин, пор, а также агрегативным строением. Наименьшую плотность имеют карбонадо (до 3,4 г/см3). Плотность прозрачных с зелеными пятнами пигментации или дымчато-коричневых алмазов несколько ниже, чем у бесцветных или желтых, но эти колебания выражаются в тысячных, реже в сотых долях.
Алмаз имеет совершенную спайность, излом ровный, ступенчатый, раковистый [2].
Алмаз характеризуется высокой теплопроводностью: она в два-пять раз выше, чем у металлов. Удельная теплоемкость алмаза в три раза выше, чем твердых сплавов. Высокая теплопроводность позволяет быстрее отводить тепло с поверхности обрабатываемых изделий.
При трении алмаза о шерсть он заряжается электричеством.
Алмаз является диэлектриком, вместе с тем отдельные разновидности алмаза (например, голубой или синий) могут обладать полупроводниковыми свойствами.
Температура плавления алмаза около 4 0000С. При нагревании алмаз сгорает, образуя углекислый газ. В струе кислорода он горит голубым пламенем при температуре коло 7200С, в атмосфере воздуха температура горения 8500С. При нагревании без доступа воздуха поверхность алмаза графитизируется при температуре 1 0000С, при более высокой температуре он полностью переходит в графит. В условиях защитной среды (в атмосфере азота или инертных газов, в вакууме, а также в восстановительной среде – водорода, ацетилена или окиси углерода) алмаз не графитизируется даже при нагревании до 1 150- 1 2000С.
Алмаз состоит из углерода (96-99,8%). Кроме того, в количестве от тысячных до 0,2 - 0,3% в нем содержатся примеси химических элементов – азота, кислорода, алюминия, бора, кремния, марганца, меди, а также примеси железа, никеля, титана, цинка и др. Встречаются включения графита, оливина, пиропа, хромита, хромдиопсида, энстатита и др [2].
Рис. 2. Ограненный алмаз синего цвета [5]
Совершенно бесцветные алмазы довольно редки. Обычно у них наблюдается какой-либо оттенок (нацвет). Встречаются интенсивно окрашенные желтые, оранжевые, зеленые, розовые, коричневые, серые, черные, голубые и синие кристаллы (Рис. 2). Среди окрашенных алмазов большой известностью пользуются сапфирово-синий алмаз «Хоуп», «Голубой Тавернье» (масса 44,5 кар) яблочно-зеленый «Зеленый дрезденский» (41 кар), янтарного цвета «Алмаз Альберта» (102 кар). Всемирно известны черные алмазы из Баии (350 кар) и графини Орловой (67,5 кар) [5].
Окраска алмаза зависит от различных дефектно-примесных центров и включений. Зеленые пятна пигментации, окрашивающие поверхность кристаллов в зеленоватый или голубоватый цвет, появляются в результате природного радиоактивного облучения. При нагревании в процессе метаморфизма они переходят в желтый цвет. Желтые пятна пигментации наблюдаются на алмазах из древних россыпей. Однако встречаются алмазы с синей и голубой окраской, равномерно распределенной по всему кристаллу. Предполагают, что этот тип окраски обусловлен вхождением в структуру алмаза бора. Очень распространены дымчато-коричневые и реже розовато-сиреневые алмазы, окраска которых связана с образованием дефектов на плоскостях скольжения. Молочно- белая окраска объясняется наличием мелкодисперсных включений граната по внешней части кристалла, а серая и черная – включениями графита [8].