ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

При изготовлении бриллиантов алмазы подвергаются различным операциям размерной обработки; колке, резке, обдирке, шлифовке. В результате внешних воздействий на алмаз, в нем появляются дополнительные дефекты, связанные с включениями других минералов, дислокациями, дефектами упаковки кристаллической решетки с вариациями примесного состава алмаза. Наибольшее влияние на поведение алмазов в процессе их механической обработки оказывают инородные минеральные включения. Чаще всего в алмазе образуются трещины, которые могут приводить к частичному или полному расколу полуфабриката или бриллианта, либо значительно снижать его качество. В связи с этим прогнозирование дополнительных дефектов, которые могут возникнуть от того или иного минерального включения при обработке кристаллов алмаза в бриллианты играет важную роль в технологии их производства,

В роли генераторов трещин включения часто выступают потому, что они в разной степени структурно не согласованы с решеткой алмаза- «хозяина». Это несогласие создает дополнительное внутреннее напряжение в кристаллической решетке алмаза, которое разрешается, как правило, трещинами.

В целом выделим следующие критерии, определяющие степень напряженности, вносимой твердыми включениями в алмазное вещество, и влияющие на процесс размерной обработки:

1. Размер включения по отношению к размеру вмещающего алмаза;

2. Кристаллографическая ориентировка включения в алмазе;

3. Химический состав включения;

4. Степень разрешенности напряжений в алмазном веществе до механической обработки кристалла;

5. Местонахождение включения в центральной, промежуточной или периферийной, областях кристалла алмаза, и в будущем бриллианте.

Влияние инородных минеральных включений на поведение алмазов в процессе их механической обработки было исследовано на коллекции из 578 ювелирных, бриллиантов низкого качества, содержащих большое количество дефектов, в том числе минеральных включений; бриллиантов, возвращенных с участка оценки, как неювелирные; а также полуфабрикатов с дефектами, возникшими в процессе обработки алмазов на, стадиях резки, обдирки, огранки.

Изучение поведения алмазов, на разных стадиях размерной обработки показало, что разные минеральные включения оказывают разное влияние на алмазное вещество.

Сульфиды- всегда сопровождаются дисковидными графитизированными трещинами в алмазах, что является их диагностическим признаком. Эти трещины есть не что иное, как «снятие напряжения» в кристаллической решетке алмаза, т.е. в данном случае напряжения алмазной решетки «разрешены».

Кроме того, сульфидные включения чаще имеют неплотный контакт с алмазом-хозяином из-за того, что попадают в него в виде гомогенного сульфидного расплава и кристаллизуются с уменьшением объема уже в твердом алмазе.

Таким образом, сульфиды не должны вносить дополнительных дефектов в алмазное вещество при его механической обработке.

Хромит обычно не вносит большой напряженности в алмаз-хозяин и не дает дополнительных трещин при обработке алмаза. Мелкие включения хромита размером менее 0,07 - 0,05 даже при большой концентрации включений в объеме алмаза могут оставаться внутри бриллианта, находиться вблизи реза и не давать дополнительных трещин. Опасность представляют лишь очень крупные хромиты размером 0,15 - 0,20 мм, находящиеся близко к обрабатываемой поверхности.

Гранатвносит значительную напряженность в алмазное вещество, что обычно хорошо наблюдается по картинам двупреломления. Эти напряжения могут быть частично разрешенными в алмаз в виде локальных трещин. В процессе механической обработки кристаллов алмаза с включениями граната очень часто возникают дополнительные трещины, связанные с этими включениями. Не дают дополнительных дефектов лишь мелкие включения граната, находящиеся достаточно далеко от обрабатываемой поверхности.

Оливинпочти всегда сопровождается крупными трещинами в алмазах, и наиболее часто дает расколы вмещающего алмаза. Безопасны лишь достаточно мелкие включения оливина размером 0,03 мм и менее, находящиеся далеко от обрабатываемой поверхности.

Пироксенывносят наибольшую напряженность в вещество алмаза, часто сопровождаются крупными трещинами, то есть уже разрешенными напряжениями или дают расколы. Визуально по окраске и двупреломлению включения пироксенов очень трудно отличить от включений оливина в алмазах. Учитывая, что пироксены в качестве включений в алмазах встречаются редко, а также то, что влияние включений пироксенов и оливина на размерную обработку алмазов практически одинаковое, мы объединяем эти включения в одну общую группу.

Центральные микровключениявстречаются в виде групп и сопровождаются серией локальных трещин. При существующем методе разметки, кристаллы алмаза распиливают таким образом, что плоскость реза проходит близ центральных включений, если таковые присутствуют в кристалле алмаза. При этом трещины, связанные с этими включениями увеличиваются в процессе реза и подшлифовки площадки бриллианта. В лучшем случае они могут зашлифоваться, но чаще создают дефект, в результате которого бриллиант попадает в категорию неювелирных.

Таким образом результаты изучения влияния минеральных включений на размерную обработку алмазов при изготовлении из них бриллиантов позволяют сделать следующие рекомендации:

1. Обработку алмазов, содержащих включения оливина (или пироксена) и граната следует начинать с операции колки, то есть избавления от этих включений. Особенно это касается алмазов, содержащих крупные включения этих минералов, расположенных близко к обрабатываемой поверхности алмаза и имеющих форму уплощенных гексагональных пластинок, расположенных в плоскости октаэдра алмаза.

Если включения оливина или граната имеют изометричную форму и находятся достаточно далеко от обрабатываемой поверхности алмаза, то возможен обычный порядок размерной обработки: резка®обдирка®огранка, но в щадящих режимах.

Возможна также отбраковка некоторой части алмазов в неювелирные без пуска этих алмазов в обработку. Наличие крупных включений оливина или граната зонально распределенных в центральной, промежуточной и периферийной областях кристалла алмаза всегда приводят к расколу камня при его механической обработке.

2. При разметке кристаллов алмаза для подготовки к резке обязательно следует учитывать присутствие групповых центральных микровключений с достаточно крупными локальными трещинами, связанными с ними. Такие дефектные центральные части алмаза следует удалять, вырезая их в пластинку. В результате такой разметки получится два бриллианта средней величины, но хорошего качества (из 2-х обрезков) и несколько мелких камней (из алмазной пластинки содержащей нейтральные микровключения).

3. Включения сульфидов, напряженность вокруг которых в алмазном, веществе уже разрешена в виде мелкой дисковидной трещины, а также включения хромита, вокруг которых напряженность в алмазном веществе не возникает, не представляют опасности при размерной обработке алмазов. Вследствие темной окраски они лишь несколько понижают качество изготовленных бриллиантов.