Материалы нашего мира

Не все то бриллиант, что блестит
Демина М.
(«ХиЖ», 2011, №3)
s20110364 brilliant.jpg

Бриллианты... горят, дрожат, играют, переливаются, смеются и манят, и обещают, и обманывают…

А.И.Куприн. Бриллианты


Во все времена драгоценные камни считались прекраснейшими, изысканнейшими созданиями природы. Люди приписывали им чудодейственные свойства и магическую силу. «Он дарит добродетель, мужество и твердость, укрощает ярость и усиливает остроту ума, носящий его угоден царям», — так говорили древние арабы об алмазе.

На Руси название «алмаз», по-видимому, впервые появилось в записках русского купца Афанасия Никитина «Хождение за три моря» о путешествии в Индию в середине XV века. Раньше этот драгоценный камень назывался адамантом (от греч. «адамантос» — несокрушимый). Ценился он не так высоко, как рубины или изумруды, потому что необработанные алмазы выглядят весьма невзрачно. Заставить алмаз «играть» на свету может правильная огранка. Но работать с алмазом необычайно трудно, ведь он — самый твердый природный минерал. Только в XVII веке ювелиры освоили фасетный способ огранки, при котором на камень наносится множество мелких плоских граней — фасет. Огранка, насчитывающая не менее 33 фасет, включая площадку в верхней половине камня, и не менее 24 в нижней, называется полной бриллиантовой (от фр. brillant — блестящий). Такой алмаз имеет право называться бриллиантом. Мелкие алмазы, для которых полная огранка невозможна, гранят «восьмеркой» — по 8 фасет сверху и снизу или «розой» — без площадки и нижней части.

Бриллиантовая огранка позволяет увидеть непревзойденное совершенство и удивительную красоту кристалла, причудливую игру цветов, великолепный блеск и сверкание граней. Знаменитый «алмазный огонь» вызывается дисперсией света — различным преломлением отдельных спектральных составляющих, на которые разлагается белый свет, проходящий сквозь кристалл. Бриллианты по праву занимают верхнюю строчку в градации драгоценных камней. Самые ценные — «чистой воды» камни, те, у которых под лупой с десятикратным увеличением не обнаруживаются внутренние трещинки, посторонние включения, пустоты или деформации кристаллической структуры. Впрочем, именно такие дефекты, а также замещение отдельных атомов углерода на атомы бора, азота или алюминия придают алмазу видимый цветовой оттенок: розовый, желтый, молочно- голубой и даже черный.

Ценность и цена бриллианта зависят от чистоты и совершенства камня, степени прозрачности, красоты цветового оттенка, оптических свойств, определяющих сияние и блеск, от мастерства ювелира-огранщика и, конечно, размера. Единицей массы драгоценных камней является карат. Название произошло, вероятно, от греческого «кератион» — так называются семена рожкового дерева, растущего в Средиземноморье. В древности они служили гирьками для взвешивания самоцветов и драгоценных камней. Масса одного такого семечка колеблется от 197 до 205 миллиграммов. В 1907 году Международный комитет мер и весов в Париже утвердил 1 метрический карат, равный 200 мг. Самый большой в мире ограненный алмаз «Куллинан I» весом в 530 карат хранится в лондонском Тауэре.

Крупные алмазы встречаются в природе редко и стоят очень дорого. Используются они только для ювелирных украшений. Но алмазы нужны и в технике. Алмазные режущие инструменты незаменимы при работе с бетоном, металлами, камнем, стеклом. Прочность заточенных на алмазных кругах резцов, фрез и свёрл, возрастает в десять раз. Алмазными порошками и пастами полируют детали точных измерительных приборов, гранят алмазы. Им режут кристаллы германия и кремния. С помощью алмазных волок — пластинок с отверстием, сделанным лазером, — протягивают тончайшую вольфрамовую проволоку для электроламп.

Со времен Лавуазье известно, что алмаз — это кристаллический углерод, который при температуре около 7000C горит, как обычный уголь. Если его медленно нагревать до 10000C без доступа воздуха, алмаз превращается в графит, наиболее устойчивую модификацию углерода с другим расположением атомов. Оказывается, возможен и обратный процесс. В 1939 году молодой химик О.И.Лейпунский, сотрудник Института химической физики АН СССР, вывел кривую равновесия между графитом и алмазом. В соответствии с ней кристаллизация ал- мазов происходит в металлическом расплаве при температуре 30000C и давлении 3•106 атмосфер. С тех пор синтетические алмазы во всем мире получают методом Лейпунского. Правда, их качество невысоко, и применяются они в основном как технологический материал. Вырастить ювелирный кристалл массой до 1 карата тоже можно, и это будет настоящий алмаз. Но стоить он будет не меньше природного.

Ювелиры успешно используют камни, имитирующие алмаз: бесцветный циркон (минерал состава ZrSiO4), синтетические сапфиры, шпинель (алюминат магния MgAl2O4) и муассанит (карбид кремния SiC), а также стразы — стеклянные сплавы, изготовленные в XVIII веке немецким ювелиром Георгом Штрассом. Его хрустальное стекло, содержащее 50% свинца и 30% горного хрусталя, «играет» на свету, почти как бриллиант. Искусственными бриллиантами называют фианиты — кристаллы диоксида циркония, стабилизированные оксидами марганца, кальция и иттрия. Фианиты были синтезированы в 1970 году в Москве в Физическом институте Академии наук (ФИАНе) и названы в честь института. Физики тогда искали новые лазерные материалы. По разным причинам фианиты им не подошли. Зато оказалось, что они необыкновенно красивы, обладают показателем преломления и дисперсией, близкими к природным алмазам. Это решило их судьбу. Фианиты стали любимым материалом ювелиров.

Используют их и в технике, например в качестве подложки для полупроводников.

Как бы ни были хороши и красивы циркон, фианиты и стразы, они — всего лишь имитация бриллиантов. Опытный ученый-геммолог всегда отличит их от природного алмаза. Алмаз прозрачен для рентгеновских лучей, им можно поцарапать любой другой камень. Капелька соляной кислоты оставляет замутнение на цирконе и не действует на алмаз. Синтетические камни и стекло на ощупь кажутся теплее натуральных.

Посмотрите через бриллиант на свет. Вы увидите только светящуюся точку — весь свет полностью отражается от нижних граней, как от зеркал. Его сияние, играющие огненные искорки очаровывают, восхищают, притягивают и долго не отпускают. Хотя это всего лишь «кусочек угля», вобравший в себя «богатство, роскошь, почет и власть».


Еще по теме

Трудно сейчас представить себе, как наши предки обходились без него. Как, например, донести до дома рыбу без пакета? Полиэтилен имеет много преимуществ, но все они заканчиваются вместе с его разовым использованием. >>
Полиметилметакрилат, прозрачная пластмасса, которую в России чаще называют органическим стеклом, действительно похож на стекло, но гораздо более прочно и термостойко. К сожалению, оно не очень твердо и устойчиво к истиранию, но, возможно, и этот недостаток удастся преодолеть в ближайшем будущем.
>>
О разнообразии областей применения лавсана, а заодно об утилизации бытового мусора. >>
Всем  известный тефлон впервые получили случайно - баллон с холодным тетрафторэтиленом забыли на складе. Его поначалу засекретили, поскольку использовали исключительно в военной промышленности. >>
Силиконы - соединения, которые сегодня используют буквально везде. Большинство людей и не подозревают, что ежедневно едят силикон, принимают его в составе лекарств и используют как компонент косметических средств. Да и в протезировании силиконы годятся не только для увеличения груди. Из них делают искусственные суставы и связки, покрывают ими протезы сердечных клапанов. >>
Мыло не всегда было душистым. Долгие века его варили из отходов переработки животных жиров. В 1843 году в Германии впервые было изготовлено мыло из белого сала с новым ингредиентом – кокосовым маслом. Новый продукт был принят не сразу. Мыло не имело отвратительного запаха прогорклого жира, а значит, думали люди, плохо стирало. Сейчас для мыла обязательна сертификация косметической продукции по закону. >>
Жидкие кристаллы - удивительные вещества, которые одновременно ведут себя и как жидкость, и как кристалл. Чаще всего они используются в многочисленных устройствах для отображения информации.
>>
Труба в ванной потекла, как всегда, в самый неподходящий момент. Ползаю по полу с тряпкой, собираю воду, пытаюсь найти общий язык с соседкой, прибежавшей с нижнего этажа. Да и наливные полы жалко... Наконец приходит слесарь. «Ничего страшного, — говорит он, — сейчас зачистим протечку, пройдем эпоксидкой, и будет труба лучше новой!» >>
Обыкновенный пенопласт... Так ли он обыкновенен, этот замечательный материал, детище ХХ века, без которого сегодня трудно обойтись и в быту, и в технике, и на производстве? >>
Постоянно создаются новые сверхпрочные материалы. А как их обрабатывть? Резец ведь должен быть еще прочнее. До недавнего времени для изготовления режущих элементов применяли углеродистые легированные стали и абразивные материалы - электрокорунд, карбиды кремния и бора, алмазы. В середине ХХ века появились новые сплавы, получаемые методом порошковой металлургии. Их называют металлокерамическими или просто металлокерамикой. Не путать с "металлокерамикой", которую используют при протезировании зубов - это металлический протез с керамическим покрытием. Но вещь тоже прочная: такие протезы - самые долговечные. >>