Kim cương: Một loại đá quý có đặc tính dùng trong công nghiệp

Posted on
Tác Giả: Laura McKinney
Ngày Sáng TạO: 4 Tháng Tư 2021
CậP NhậT Ngày Tháng: 15 Có Thể 2024
Anonim
Kim cương: Một loại đá quý có đặc tính dùng trong công nghiệp - ĐịA ChấT HọC
Kim cương: Một loại đá quý có đặc tính dùng trong công nghiệp - ĐịA ChấT HọC

NộI Dung


Pha lê kim cương: Một tinh thể kim cương chất lượng đá quý trong đá mà nó được hình thành. Nó là một tinh thể bát diện với các tính năng hòa tan hình tam giác trên bề mặt của nó và trọng lượng ước tính khoảng 1,5 carat. Từ mỏ Udachnaya, Yakutia, Siberia, Nga. Mẫu vật và ảnh của Arkenstone / www.iRocks.com.


Kim cương là gì?

Kim cương là một khoáng chất hiếm, xuất hiện tự nhiên bao gồm carbon. Mỗi nguyên tử carbon trong một viên kim cương được bao quanh bởi bốn nguyên tử carbon khác và được kết nối với chúng bằng liên kết cộng hóa trị mạnh - loại liên kết hóa học mạnh nhất. Sự sắp xếp đơn giản, đồng đều, liên kết chặt chẽ này mang lại một trong những chất bền nhất và linh hoạt nhất được biết đến.

Kim cương là chất tự nhiên khó biết nhất. Nó cũng chịu hóa chất và có tính dẫn nhiệt cao nhất so với bất kỳ vật liệu tự nhiên nào. Những đặc tính này làm cho nó phù hợp để sử dụng như một công cụ cắt và cho các mục đích sử dụng khác khi cần độ bền. Kim cương cũng có các tính chất quang học đặc biệt như chỉ số khúc xạ cao, độ tán sắc cao và độ bóng cao. Những đặc tính này giúp làm cho kim cương trở thành loại đá quý phổ biến nhất thế giới và cho phép nó được sử dụng trong các ống kính đặc biệt, nơi yêu cầu độ bền và hiệu suất.


Bởi vì kim cương bao gồm các nguyên tố carbon, nhiều người tin rằng nó phải được hình thành từ than đá. Điều này vẫn được dạy trong nhiều lớp học - nhưng nó không đúng!



Tiêu thụ kim cương ở Hoa Kỳ
Năm 2018, nhập khẩu kim cương vào Hoa Kỳ để tiêu thụ tổng cộng khoảng 26 tỷ đô la. Nhập khẩu để tiêu thụ tất cả các loại đá quý không có giá trị khoảng 2,0 tỷ USD. Những thống kê này cho thấy rõ ràng rằng kim cương là loại đá quý phổ biến nhất với người tiêu dùng Hoa Kỳ bởi lợi nhuận rất lớn. Hoa Kỳ chiếm khoảng 35% lượng tiêu thụ kim cương của thế giới, khiến nước này trở thành người tiêu dùng kim cương hàng đầu.


Kim cương hình thành như thế nào?

Kim cương không có nguồn gốc trên bề mặt Trái đất. Thay vào đó chúng hình thành ở nhiệt độ cao và áp lực xảy ra trong lớp vỏ Trái đất khoảng 100 dặm bên dưới bề mặt Trái đất.

Hướng của độ cứng lớn nhất là song song với các mặt phẳng tinh thể bát diện. Khi các tinh thể kim cương đang được cắt và đánh bóng thành đá quý, rất khó để cắt chúng theo hướng đó bằng cưa kim cương. Vì vậy, thay vì sử dụng cưa kim cương hoặc thực hành truyền thống để phá vỡ chúng bằng cách cắt, phần lớn công việc này hiện được thực hiện bằng cưa laser.

Các mặt cắt song song với hướng tinh thể bát diện cũng khó đánh bóng, do đó, các thợ cắt có thể thay đổi hướng hoặc có nguy cơ để lại kết cấu "da thằn lằn" trên mặt.

Hướng mềm nhất trong tinh thể kim cương là song song với các mặt phẳng hình khối. Việc đánh bóng tốt nhất được thực hiện trên các khía cạnh song song với hướng đó. Mặc dù đó là hướng mềm nhất trong kim cương, nhưng độ cứng cứng hơn nhiều lần so với corundum, khoáng chất cứng thứ hai trong thang độ cứng Mohs.

Kim cương giả: Những bức ảnh trên so sánh strontium titanate, moissanite và zirconia khối với kim cương. Moissanite và zirconia khối có sự phân tán cạnh tranh với kim cương, và sự phân tán của strontium titanate là vượt trội. Trong ảnh trên, strontium titanate có hình tròn 6 mm. Những viên đá khác là viên đạn 4 mm. Sự khác biệt về kích thước này mang lại lợi thế cho strontium titanate.

Kim cương Simulants

Kim cương giả là vật liệu trông giống kim cương, nhưng chúng có thành phần hóa học khác nhau. Mô phỏng kim cương có thể là vật liệu tự nhiên như zircon không màu hoặc sapphire. Thông thường chúng là các vật liệu nhân tạo như zirconia khối (ZrO2), moissanite (SiC), YAG (yttri nhôm garnet Y3Al5Ôi12), hoặc strontium titanate (SrTiO3).

Kim cương tổng hợp màu sắc khác nhau được phát triển bởi kỹ thuật nhiệt độ cao áp suất cao. Hình ảnh của Wikipedia đóng góp Materialscientist.

Kim cương tổng hợp

Kim cương là một vật liệu rất có giá trị, và mọi người đã làm việc trong nhiều thế kỷ để tạo ra chúng trong các phòng thí nghiệm và nhà máy. Kim cương tổng hợp là vật liệu nhân tạo có cùng thành phần hóa học, cấu trúc tinh thể, tính chất quang học và hành vi vật lý như kim cương tự nhiên. Các tên khác được sử dụng cho kim cương tổng hợp bao gồm: "lab-grow", "lab-created" và "man-made". Những cái tên này chỉ ra rằng kim cương không được hình thành tự nhiên trên Trái đất, mà thay vào đó được tạo ra bởi con người.

Sự tổng hợp thành công về mặt thương mại đầu tiên của kim cương đã được hoàn thành vào năm 1954 bởi các công nhân tại General Electric. Kể từ đó, nhiều công ty đã thành công trong việc sản xuất kim cương tổng hợp phù hợp cho sử dụng công nghiệp. Ngày nay, hầu hết kim cương công nghiệp được tiêu thụ là tổng hợp, với Trung Quốc là nhà lãnh đạo thế giới với sản lượng hơn 4 tỷ carat mỗi năm. Hầu hết các quốc gia công nghiệp hóa quan trọng hiện có thể sản xuất kim cương tổng hợp để sử dụng công nghiệp trong các nhà máy.

Trong thập kỷ qua, một số công ty đã phát triển công nghệ cho phép họ sản xuất kim cương tạo ra trong phòng thí nghiệm chất lượng đá quý lên đến vài carat với nhiều màu sắc khác nhau - bao gồm cả không màu. Một số công ty sử dụng các phương pháp áp suất cao, nhiệt độ cao - chúng được gọi là kim cương HTHP. Những người khác tạo ra kim cương bằng cách sử dụng quá trình lắng đọng hơi hóa học - chúng được gọi là kim cương CVD. Những viên đá quý nhân tạo này đang được bán trong các cửa hàng trang sức và trên internet với mức giá giảm đáng kể so với đá tự nhiên có chất lượng và kích thước tương tự. Họ có một ngoại hình đẹp và một thẻ giá hấp dẫn. Kim cương tổng hợp được yêu cầu phải được bán với một tiết lộ cho phép người mua hiểu rõ rằng chúng được tạo ra bởi mọi người.


Người tiêu dùng sẽ chấp nhận Kim cương tổng hợp?

Kim cương tổng hợp là loại kim cương chiếm ưu thế trong các ứng dụng công nghiệp từ cuối thế kỷ 20. Hầu hết các viên kim cương được sử dụng để chế tạo đá mài và dụng cụ cắt hiện nay là tổng hợp. Hầu như tất cả các viên kim cương được sử dụng để làm cửa sổ, vòm loa, tản nhiệt, microbearings ma sát thấp, các bộ phận chịu mài mòn và các sản phẩm công nghệ khác hiện đang được tổng hợp.

Kim cương tổng hợp cho các mục đích này có chi phí thấp hơn nhiều so với kim cương khai thác, có đặc tính phù hợp hơn và đang trở nên có sẵn trong các thông số kỹ thuật theo đơn đặt hàng. Không có rào cản cảm xúc cho kim cương tổng hợp để thay thế kim cương khai thác trong những sử dụng này.

Trong ngành công nghiệp trang sức, có một cuộc tranh luận đáng kể về sự sẵn lòng của người tiêu dùng chấp nhận kim cương tổng hợp.Một số người tin rằng người tiêu dùng trang sức muốn "kim cương thật" - có nghĩa là "kim cương khai thác". Những người khác tin rằng kim cương tổng hợp sẽ được ưa chuộng bởi những người không thích các vấn đề nhân quyền và môi trường liên quan đến một số kim cương được khai thác. Tuy nhiên, động lực thực sự có thể sẽ là giá cả. Hiện nay, nhiều viên kim cương tổng hợp được chế tạo để sử dụng trang sức có lợi thế về giá từ 30 đến 40% so với kim cương khai thác. Đây có thể sẽ là động lực lớn nhất để người tiêu dùng chấp nhận kim cương tổng hợp.

Quan sát và đầu cơ .... Nếu bạn bước vào hầu hết bất kỳ cửa hàng trang sức trung tâm nào và xem xét các trường hợp bán ruby, sapphire và ngọc lục bảo, bạn sẽ thường thấy rằng hầu hết các viên đá được cung cấp là tổng hợp. Một người được đào tạo rất ít thường có thể nhận ra họ bởi màu sắc tươi sáng và độ rõ tuyệt vời của họ. Các vật liệu tổng hợp có vẻ ngoài vượt trội, và giá của chúng nhỏ so với đá quý tự nhiên có kích thước tương tự và chất lượng rõ ràng. Người tiêu dùng có được diện mạo tốt hơn với giá thấp hơn, và phần lớn trong số họ chấp nhận giao dịch đó ở mức giá thấp của phạm vi giá.

Cuộc chiến giành cảm xúc và sự thống trị doanh số trong thị trường ruby, sapphire và ngọc lục bảo giá phổ biến đã được chiến thắng bởi các nhà tổng hợp từ nhiều thập kỷ trước. Trong thập kỷ tới, thị trường kim cương cũng có thể chuyển sang ủng hộ tổng hợp. Nó đã bắt đầu như kim cương tổng hợp chiếm một vị trí rất rõ ràng trên thị trường. Giá kim cương tổng hợp có thể sẽ giảm khi ngày càng nhiều máy móc để sản xuất chúng được đưa vào sử dụng, trở nên hiệu quả hơn và sự cạnh tranh giữa các nhà sản xuất tăng cường. Cuối cùng, chênh lệch giá giữa kim cương tự nhiên và tổng hợp sẽ lớn hơn nhiều khách hàng sẽ có thể bỏ qua, và họ sẽ mua tổng hợp. Nếu chiến dịch quảng cáo đẳng cấp thế giới tiếp theo quảng bá kim cương tổng hợp, một sự thay đổi lớn trong nhu cầu của người tiêu dùng có thể xảy ra. Chiến dịch quảng cáo đẳng cấp thế giới đó có thể là Lightbox, nơi cung cấp kim cương "trắng" và màu với mức giá chưa từng có là $ 800 mỗi carat.