درباره وبلاگ
مدیر وبلاگ


سلام دوستان وبلاگ انجمن علمی دانشجویان مهندسی معدن دانشگاه بیرجند وبلاگی تخصصی و مربوط به اخبار واطلاعات روز معدنی است. شما می توانید با ارسال اخبار و اطلاعات جدید ما را در ارائه وبلاگی به روز یاری فرمایید. لطفا مطالب خود را به ایمیل hosseinzade.hassan@birjand.ac.ir ارسال کنید و همچنین خواهشمندم نظرات خود را درباره مطالب و وبلاگ بیان کنید با تشکر: مدیریت وبلاگ
آرشيو وبلاگ
صفحات وبلاگ
RSS Feed
یکشنبه ۱۳۸٩/٩/٧ :: ۱۱:٤٤ ‎ق.ظ ::  نويسنده : محمد طهماسبی

نام انگلیسی الماس ، دیاموند است و گویا از لغت یونانیadamas به معنی شکست ناپذیر گرفته شده و رفته رفته این نام به diamondتغییر یافته است . شاید به دلیل سختی زیاد و مقاومتی عوامل فیزیکی مانند سختی و شیمیایی از خود نشان می دهد به این نام موسوم گشته است .


نام انگلیسی الماس ، دیاموند است و گویا از لغت یونانیadamas به معنی شکست ناپذیر گرفته شده و رفته رفته این نام به diamondتغییر یافته است . شاید به دلیل سختی زیاد و مقاومتی عوامل فیزیکی مانند سختی و شیمیایی از خود نشان می دهد به این نام موسوم گشته است .

الماس از کربن خالص تشکیل شده و در سیستم ایزومتریک متبلور می شود . بلورهای ان معمولا دارای یالهای محدب هستند و غالبا از فرم اکتاهدر با سطوح صاف تشکیل می شوند . فرم های دیگری مانند فرم تتراهدر و تتراهگزاهدر در ان دیده می شود .

الماس علاوه بر شکل منظم بلوری که بزرگترین نمونه پیدا شده ان تا 100 گرم وزن دارد ، به صورت توده متشکل از ذرات ریز نیز تشکیل می شود . الماس دارای رخ خوب در جهت {111} وسختی زیاد است . وزن مخصوص ان 25/3 ضریب شکست ان 42/2 و سختی ان در مقیاس موس ، مساوی 10 است . الماس به رنگ های مختلف پیدا می شود . این کانی شفاف تا کدر است و جلای الماسی دارد . الماس معمولا بی رنگ ، متمایل به ابی ، زرد ، قرمز و سبز است و در صورتی که کدر باشد  به رنگ خاکستری تا سیاه است . الماس به صورت کانی ثانوی در ماسه های الماس دار پیدا شده است . سنگهای الماس دار که در افریقای جنوبی پیدا شده اند ، نوعی  سنگ متخلخل با ترکیب پریدوتیتی هستند که کیمبرلیت نام دارد . این سنگها بازی اند و دارای سرپانتین و الوین ، پیروب ، بیوتیت ، اوژیت و الماس هستند .

در کیمبرلیتهای افریقای جنوبی و در ناحیه میر شرق سیبری بزرگترین معادن الماس دنیا قرار دارد . در جواهر سازی الماس را با الماس تراش می دهند . یعنی به وسیله سطوح دارای سختی بیشتر تراش  داده می شود .

به نوعی تراش الماس الماس برلیان گفته می شود و انواع مختلف تراش الماس نامهای مختلفی دارد . الماس های دانه ریز و غیره شفاف به عنوان الماس صنعتی در ساخت سرمته های حفاری و اره های مخصوص و وسایل صنعتی دیگر استفاده می شود . الماس با سنگهای کیمبرلیتی که از اعماق زیاد منشا گرفته اند ، همراه است . در رسوبات رودخانه ای به صورت پلاسر یافت می شود . بیشترین بخش الماس جهان امروزه از معادن الماس واقع در کشورهای افریقایی استخراج می گردد .

دورنمای الماس

شاید به زودی تصور متداول درباره الماسها به کلی دگرگون شود . الماسهایی که به خاطر زیبایی ، کمیاب بودن و زمان طولانی تولیدشان ارزش فوق العاده ای داشتند ، امروزه در ازمایشگاه و در مدت زمانی حدود یک ساعت بوجود می ایند . اینکه این دگرگونی چه تاثیری در صنعت جواهرسازی یا قیمت المایهای طبیعی در بازار خواهد داشت هنوز در پرده ای از ابهام است . اما درباره نقش این الماسها ی ازمایشگاهی در تکنولوژی ، شایعه هایی برخاسته از مجامع علمی به گوش می رسد .

بیشتر از هشتاد درصد از الماسهای معدنی طبیعی به مصارف صنعتی از قبیل ابزارهای برش یا مواد ساینده برای تراشکاری و پرداخت دیگر سنگهای قیمتی ، فلزات ، گرانیت و شیشه می رسند . استفاده از الماس به عنوان نیم رسانا نیز نیازمند شرایط ویژه ای مثل بالاترین درجه خلوص ، بهترین بلورینگی و تعیین اتمها به لحاظ الکتریکی فعال برای ایجاد گذرگاه الکتریکی در وسیله مورد نظر است .

اما تمامی الماسهای طبیعی به خاطر نقصها ، ناخالصیها و ساختار ضعیفشان برای مصارف الکترونیکی نامناسبند . حتی با اینکه الماسهای طبیعی دارای کیفیت جواهری بسیار ارزشمند هستند ، اما ممکن است به خاطر رگه های ناچیز ناخالصیها برای استفاده به عنوان نیم رسانا مناسب نباشند.در واقع تنها خالصترین این سنگها در کاربردهای الکترونیکی پرقدرت از سلفونها گرفته تا کامپیوترهای شخصی و خطوط ارتباطاتی قابل استفاده اند .

تولید الماس

الماس به طور طبیعی تحت فشارهای زیاد اعماق زمین و در زمانی طولانی شکل می گیرد . اما  در ازمایشگاه می توان به کمک دو فرایند مجزا در زمانی بسیار کوتاهتر الماس تولید کرد . فرایند فشار بالا – دما بالاhp ht) )اساسا تقلیدی است از فرایند طبیعی شکل گیری الماس . در حالی که فرایند رسوب گیری بخار شیمیایی) (cvdدقیقا خلاف ان عمل می کند . در واقعcvd بجای وارد کردن فشار به کربن برای تولید الماس با ازاد گذاشتن اتمهای کربن به انها اجازه می دهد با ملحق شدن به یکدیگر به شکل الماس درایند .

این دو تکنیک برای اولین بار در دهه 1950 کشف شدند . به گفته باتلر که هفده سال روی تولید الماس با استفاده از تکنیکcvd  کارکرده است ( از انجا که پیشکامان تولید الماس بدون فشار بالا در دهه 1950 با تمسخر سایرین از میدان به در شدند . تکنولوژیcvd هنوز دوران کودکی اش را سپری می کند .) هر دو فرایند قادرند با سرعتی خیره کننده الماسهایی با کیفیت جواهر تولید کنند ، اما در نهایت این فرایندcvd  است که بخاطر کنترل ساده ناخالصی و اندازه محصول برای تکنولوژی های الکترونیکی مناسبترین خواهد بود .

 فرایندcvd  با قرار دادن ذره بسیار کوچکی از الماس در خلا اغاز می شود . سپس گازهای هیدروژن و متان به محفظه خلا جریان می یابند . در ادامه پلاسمای تشکیل شده باعث شکافته شدن هیدروژن به هیدروژن اتمی می شود که با متان واکنش می دهد تا رادیکال متیل و اتمهای هیدروژن بوجود ایند . رادیکال متیل نیز به ذره الماس می چسبد تا الماس بزرگ شود . رشد الماس در تکنیک cvd، فرایندی خطی است ، بنابراین تنها عوامل محدود کننده اندازه محصول در این روش بزرگی ذره ابتدایی و زمان قرار دادن ان در دستگاه است .

به گفته دیوید هلیرd.hellier ، رئیس بخش بازاریابی کمپانی ژمسیس ، ( فرایندHP HT  نیز با ذره کوچکی از الماس اغاز می شود . هر ذره الماس در محفظه های رشدی به اندزه یک ماشین لباسشویی ، تحت دما و فشار بسیار بالا درون محلولی از گرانیت و کاتالیزوری فلزی غوطه ور می شود . در ادامه تحت شرایط کاملا کنترل شده ای این الماس کوچک به تقلید از فرایند طبیعی ، مولکول به مولکول و لایه به لایه شروع به رشد می کند .)

گرچه جنرال الکتریک در تولید الماسها به این روش پیشگام است و الماسهای ساخته شده با تکنیکHP HT  را برای مصارف صنعتی به بازار عرضه می کرد اما تا پیش از انکه کمپانی ژمسیس  با ساده سازی این فرایند امکان تولید نمونه هایی با کیفیت جواهر رافراهم کند ، هرگز ان الماسها به عنوان سنگهای قیمتی به فروش نرسیده بودند .

در واقع الماسهای زینتی مصنوعی بخش کوچک و در عین حال پرسودی از صنعت الماس را تشکیل می دهند . این الماسهای رنگی که در مقایسه باهمتای بی رنگ شان فوق العاده کمیاب و در نتیجه بسیار گرانبها ترند با توجه به نوع ناخالصیها در رنگهای گوناگون از قرمز و صورتی گرفته تا ابی ، سبز و حتی زرد روشن و نارنجی تولید می شوند . در واقع این الماسها می توانند چنان کیفیت بالایی داشته باشند که حتی ماشینهای ساخته شده برای تشخیص سنگهای مصنوعی از طبیعی در تفکیکشان از یکدیگر دچار مشکل شوند ، همانطور که امروزه برخی از بزرگترین الماس فروشان در صنعت نیز به زحمت از ان پس بر میایند .

شباهت فوق العاده نمونه های مصنوعی و طبیعی باعث شده است تا تاجران الماس برای تشخیص الماسهای رنگی مصنوعی از سنگهای طبیعی دست به دامن ازمایشگاههای الماس بلژیک و دیگر نقاطی شوند که بطور سنتی عهده دار تجزیه و تحلیل  و تائید الماسها از نظر بزرگی قیراط ، رنگ و شفافیت هستند .

 

الماس مصنوعی

این نوع الماس  برای نخستین بار توسط گروهی از دانشمندان سوئدی در سال 1953 ساخته شده است . جنرال الکتریک در سال 1953 ساخته شده است . جنرال الکتریک در سال 1954 برای اولین مرتبه با استفاده از گرافیت در فشار 50 تا 60 کیلوبار و دمای 1500 درجه سانتیگراد توانست الماس مصنوعی بسازد .

در روش جدید که توسط ژاپنیها ابداع گردیده ، بخار کربن بر روی یک صفحه سرد جمع  می شود ،  ابتدا ch4وh2 در میکروویو در دمای بیش از 2000 درجه  سانتی گراد حرارت داده می ود و بخار کربن برروی صفحه سرد متمرکز می شود .

 

تشخیص الماسهای مصنوعی

ازمایشگاه انتورپ و چند تایی دیگر در سراسر جهان برای تشخیص الماسهای مصنوعی بطور عمده ازدو نوع دستگاه استفاده می کنند . در دستگاه نوع اول با تابش نور به الماس مشخصات طیفی نور جذب یا ساطع شده تجزیه و تحلیل می شود . اگر نشانه هایی از الماس مصنوعی  مشاهده شد ، ازمایشگاه دستگاه دوم را بکار می گیرد که این دستگاه برای اشکار ساختن ساختار درونی کریستال از نور فرابنفش استفاده می کند . این دستگاهها نقصهای موجود در الماس را حتی در مقیاس میکروسکوپی یا اتمی نیز بررسی می کنند .

در واقع الماسها نیز درست مثل درختان دارای حلقه های رشدی در اطراف هسته درونی هستند . الماسهایی که در ازمایشگاه تولید یا برای تغییر رنگ دستکاری شده باشند ، ساختار رشد متفاوتی از خود نشان می دهند . بنابراین با اینکه ازمایشگاهها با استفاده از این دستگاهها توانایی تشخیص سنگهای مصنوعی را نخواهند داشت  

موارد مصرف الماس

الماس دارای مصارف صنعتی و زینتی است . گرچه الماس را بیشتر به عنوان زینت بخش می شناسند ، ولی بیش از 80 درصد ان به مصارف صنعتی می رسد . میزان الماس مصرفی در صنعت از 74 درصد در سال 1934 به 89 درصد در سال  1979 فزونی گرفته است . مصارف عمده الماس در صنعت جهت برش مواد بسیار سخت نظیر فولادهای الیاژهای و کاربید تنگستن ، ساییدن ، اره کردن سنگ و بتون و حفاریها بکار می رود .

تقسیم بندی الماسها بر اساس مصارف صنعتی

الماسها بر اساس مصارف انها به چهار گونه تقسیم می شوند :

1.      الماس صنعتی که به علت شکل و رنگ ان ، مصرف زینتی ندارد .

2.      الماس بورت که قطعه های  کوچک وشکل نامناسب دارد.

3.      الماس کاربونادو که مخلوطی از الماس ، گرافیت و کربن بی شکل ( آمورف ) است .

4.      الماس بالاس

5/12 درصد الماس تولیدی جهان به مصرف ساخت مته های حفاری و چاله زنی می رسد 5/2 درصد دیگر هم از الماس تولیدی در ساختن ماشینهای  برش و پولیش و 75 درصد دیگر به صورت پودر و یا مواد ساینده به مصرف می رسد . مصارف صنعتی الماس به اختصار شامل ، مته های الماسی ، مواد ساینده ها، اره های الماسی ، لوازم دندانپزشکی و جراحی و دستگاههای برشی و پولیش می گردد.

برخی از کاربردهای عملی الماس

·         لوازم الکترونیکی ولتاژ و توان بالا مثل ترنهای سریع السیر .

·         دستگاههای فرکانس بالا مثلل رادارهای پرقدرت و ایستگاههای مخابراتی سلولی .

·         دستگاههای میکرو و نانو الکترومکانیکی مثل ساعتها و فیلتر های تلفنهای سلولی .

·         محاسبات کوانتومی مثل موارد مورد نیاز در ارتباطات امن .

·         آشکارساز پرتوهای پرانرژی مثل پرتو سنجهای پزشکی .

·         اپتیک و لیزرهای پرقدرت مثل آنچه در کابل و خطوط تلفن یا پنجره شاتلهای فضایی بکار می رود.

·         الکترودهای الماسی مقاوم به خوردگی که می تواند محیطهای الوده را پاک کند.



موضوع مطلب :
 
 
نویسندگان
پیوندها
آخرین مطالب