От алмаза до бриллианта

В США, Великобритании и ряде других стран искусственное окрашивание природных алмазов производят в лабораторных условиях. Если «бомбардировать» алмаз электронами с энергией 1 МэВ, а потом с определенной скоростью охлаждать, то он приобретает синеватый цвет. Если энергия облучения достигает 1,5 МэВ, то алмаз становится сине-зеленым. Оттенок цвета зависит от продолжительности излучения. К сожалению, искусственно окрашенные голубые алмазы, в отличие от природных голубых, не приобретают полупроводниковых свойств.

При облучении нейтронами алмаз окрашивается в зеленый цвет, густота которого также определяется продолжительностью излучения. Гамма-лучи придают алмазу равномерную голубовато-зеленую окраску.

Прочие свойства. Алмаз — минерал весьма устойчивый. Он не поддается воздействию самых сильных кислот и их смесей (соляной, серной, азотной, плавиковой, «царской водки»), даже доведенных до температуры кипения. Не реагирует он и со щелочами. В то же время алмаз легко окисляется и сгорает в смеси соды с расплавленной натриевой или калиевой селитрой. Расплавленные карбонаты щелочей при 1000–1200 °C также окисляют алмаз. При нагревании до 800 °C в присутствии железа или сплавов на его основе алмаз растворяется, поэтому алмазные резцы не применяются при обработке стали и чугуна.

Алмаз с чистой поверхностью гидрофобен, т. е. не смачивается водой. Из-за этого свойства он может проникать сквозь влажные слои гравийно-песчаных отложений и концентрироваться вместе с минералами значительно большей плотности — гранатами, ильменитами. Последние называют минералами — спутниками алмаза: они помогают геологам отыскивать алмазные месторождения.

В то же время алмазы способны прилипать к некоторым видам жиров, на чем основаны некоторые способы извлечения алмазов из раздробленной алмазоносной породы.

Форма кристаллов. Большая часть алмазов встречается в природе в виде отдельных хорошо оформленных кристаллов или их обломков. Преобладают октаэдры, ромбододекаэдры и кубы (рис. 1), а также их комбинации.

Рис. 1. Наиболее распространенные формы кристаллов алмаза. Плоскогранные: а — октаэдр, б — ромбододекаэдр, в — куб, г — комбинация этих форм; кривогранные: д — октаэдроид, е — додекаэдроид, ж — гексаэдроид, з — комбинация этих форм.

Это кристаллы с ровными плоскими гранями. Так их и называют — плоскогранными.

Реже встречаются кривогранные, округлые кристаллы, однако в некоторых месторождениях они преобладают. Зачастую кристаллы алмаза срастаются друг с другом или же как бы «прорастают» друг друга, образуя соответственно так называемые двойники срастания и прорастания.

Практически во всех алмазных месторождениях присутствуют микро- и скрытокристаллические агрегаты, сложенные сотнями тесно сросшихся мельчайших зерен алмаза. Они подразделяются на борт, баллас и карбонадо. Бортом обычно называют неправильные мелкозернистые сростки (по технической классификации к борту относятся также трещиноватые монокристаллы). Балласы представляют собой шарообразные агрегаты радиально-лучистого строения, карбонадо — тонкозернистые агрегаты, имеющие массивное, пористое, коксовидное и шлаковидное строение. Наиболее ценятся массивные карбонадо, покрытые эмалевидной корочкой, которая тверже самого алмазного ядра. Карбонадо незаменимы для изготовления алмазных буровых коронок.

Размеры алмазов. Обычно размеры алмазных зерен варьируют от долей миллиметра до 0,5–1 см в поперечнике, но встречаются и очень крупные кристаллы.

Единицей массы драгоценных камней, в том числе и алмазов, является карат. По одной версии, термин «карат» происходит от греческого слова «кератониа» («маленький рог»). Так называлась росшая в Средиземноморье акация, семена которой греки долгое время использовали в качестве своеобразных гирек при взвешивании драгоценных камней. По другой версии, слово «карат» ведет свою родословную от «куара» — так греки называли коралловое дерево (Erytrina corallodendron). Масса семечек обоих деревьев удивительно постоянна и составляет в среднем 205 мг.

Вплоть до начала XX века в разных странах использовались караты разной величины. Например, флорентийский карат равнялся 197,2 мг, мадридский — 205,3, берлинский — 205,4, амстердамский — 205,7, венский — 206 мг. В 1914 г. был введен единый метрический карат, равный 200 мг (0,2 г). В Советском Союзе он официально действует с 1922 г. Алмаз массой в один карат имеет диаметр около 0,5 см (рис. 2).

Рис. 2. Бриллианты различного размера в натуральную величину, в каратах: 1–0,5; 2–1; 3–2; 4–3; 5–5; 6-10.