Diamante: un minerale gemma con proprietà per uso industriale

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Autore: Laura McKinney
Data Della Creazione: 4 Aprile 2021
Data Di Aggiornamento: 14 Maggio 2024
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Diamante: un minerale gemma con proprietà per uso industriale - Geologia
Diamante: un minerale gemma con proprietà per uso industriale - Geologia

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Cristallo di diamante: Un cristallo di diamante di qualità gemma nella roccia in cui è stato formato. È un cristallo ottaedrico con caratteristiche di dissoluzione triangolare sulla sua superficie e un peso stimato di circa 1,5 carati. Dalla miniera di Udachnaya, Yakutia, Siberia, Russia. Esemplare e foto di Arkenstone / www.iRocks.com.


Che cos'è il diamante?

Il diamante è un minerale raro, naturale, composto da carbonio. Ogni atomo di carbonio in un diamante è circondato da altri quattro atomi di carbonio e collegati ad essi da forti legami covalenti, il tipo più forte di legame chimico. Questa disposizione semplice, uniforme e strettamente legata produce una delle sostanze più resistenti e versatili conosciute.

Il diamante è la sostanza naturale più dura conosciuta. Inoltre è chimicamente resistente e ha la più alta conduttività termica di qualsiasi materiale naturale. Queste proprietà lo rendono adatto all'uso come utensile da taglio e per altri usi in cui è richiesta la durabilità. Il diamante ha anche proprietà ottiche speciali come un alto indice di rifrazione, alta dispersione e alta lucentezza. Queste proprietà contribuiscono a rendere il diamante la gemma più popolare al mondo e consentono di utilizzarlo in obiettivi speciali dove sono richieste resistenza e prestazioni.


Poiché il diamante è composto dall'elemento carbonio, molte persone credono che debba essersi formato dal carbone. Questo è ancora insegnato in molte classi - ma non è vero!



Diamond Consumption negli Stati Uniti
Nel 2018, le importazioni di diamanti negli Stati Uniti per il consumo sono ammontate a circa 26 miliardi di dollari. Le importazioni per il consumo di tutte le pietre preziose non diamanti sono ammontate a circa $ 2,0 miliardi. Queste statistiche mostrano chiaramente che il diamante è la gemma più popolare tra i consumatori statunitensi con un enorme margine. Gli Stati Uniti rappresentavano circa il 35% del consumo mondiale di diamanti, rendendolo il principale consumatore di diamanti.

Come si formano i diamanti?

I diamanti non sono originari della superficie terrestre. Invece si formano ad alte temperature e pressioni che si verificano nel mantello terrestre circa 100 miglia sotto la superficie terrestre.


La direzione della massima durezza è parallela ai piani cristallini ottaedrici. Quando i cristalli di diamante vengono tagliati e lucidati in gemme, è molto difficile tagliarli in quella direzione con una sega diamantata. Quindi, invece di usare una sega diamantata o la pratica tradizionale di romperle per scissione, gran parte di questo lavoro viene ora svolto con la segatura laser.

Anche le sfaccettature tagliate parallelamente alla direzione del cristallo ottaedrico sono difficili da lucidare, quindi le frese cambiano direzione o rischiano di lasciare una "pelle di lucertola" sulla sfaccettatura.

La direzione più morbida in un cristallo di diamante è parallela ai piani cubici. La migliore lucidatura viene eseguita su sfaccettature parallele a quella direzione. Sebbene questa sia la direzione più morbida di un diamante, la durezza è parecchie volte più dura del corindone, il secondo minerale più duro della scala di durezza Mohs.

Simulanti al diamante: Le foto sopra confrontano il titanato di stronzio, la moissanite e la zirconia cubica con il diamante. La moissanite e la zirconia cubica hanno dispersioni che sono competitive con il diamante e la dispersione del titanato di stronzio è esagerata. Nella foto sopra, il titanato di stronzio è un giro di 6 millimetri. Le altre pietre sono rotondi di 4 millimetri. Questa differenza di dimensioni offre un vantaggio al titanato di stronzio.

Simulanti al diamante

I simulanti del diamante sono materiali che sembrano diamante, ma hanno diverse composizioni chimiche. I simulanti diamantati possono essere materiali naturali come zircone incolore o zaffiro. Più spesso sono materiali artificiali come la zirconia cubica (ZrO2), moissanite (SiC), YAG (granato di alluminio e ittrio Y3Al5O12), o titanato di stronzio (SrTiO3).

Diamanti sintetici di vari colori coltivati ​​con la tecnica ad alta pressione ad alta temperatura. Immagine del collaboratore di Wikipedia Materialscientist.

Diamanti sintetici

Il diamante è un materiale molto prezioso e le persone hanno lavorato per secoli per crearli in laboratori e fabbriche. I diamanti sintetici sono materiali artificiali che hanno la stessa composizione chimica, struttura cristallina, proprietà ottiche e comportamento fisico dei diamanti naturali. Altri nomi usati per i diamanti sintetici includono: "cresciuto in laboratorio", "creato in laboratorio" e "creato dall'uomo". Questi nomi indicano correttamente che i diamanti non si sono formati naturalmente sulla Terra, ma sono stati invece creati da persone.

La prima sintesi commerciale di diamanti di successo fu compiuta nel 1954 dai lavoratori della General Electric. Da allora, molte aziende hanno avuto successo nella produzione di diamanti sintetici adatti all'uso industriale. Oggi, la maggior parte del diamante industriale consumato è sintetico, con la Cina leader mondiale con una produzione di oltre 4 miliardi di carati all'anno. Le più importanti nazioni industrializzate sono ora in grado di produrre diamanti sintetici per uso industriale nelle fabbriche.

Nell'ultimo decennio, diverse aziende hanno sviluppato una tecnologia che consente loro di produrre diamanti di qualità gemma creati in laboratorio fino a pochi carati di dimensioni in diversi colori, incluso quello incolore. Alcune aziende utilizzano metodi ad alta pressione e ad alta temperatura - questi sono noti come diamanti HTHP. Altri creano diamanti usando un processo di deposizione chimica in fase vapore - questi sono noti come diamanti CVD. Queste gemme artificiali vengono vendute nei negozi di gioielli e su Internet con uno sconto significativo su pietre naturali di qualità e dimensioni simili. Hanno un bell'aspetto e un prezzo interessante. I diamanti sintetici devono essere venduti con una divulgazione che consenta all'acquirente di comprendere chiaramente che sono stati realizzati da persone.


I consumatori accetteranno diamanti sintetici?

I diamanti sintetici sono stati il ​​tipo dominante di diamante nelle applicazioni industriali dalla fine del 20 ° secolo. La maggior parte dei diamanti utilizzati per produrre abrasivi e utensili da taglio sono ora sintetici. Praticamente tutti i diamanti utilizzati per realizzare finestre, cupole dei diffusori, dissipatori di calore, microbearings a basso attrito, parti resistenti all'usura e altri prodotti tecnologici sono ora sintetici.

I diamanti sintetici per questi scopi sono molto meno costosi dei diamanti estratti, hanno proprietà più coerenti e stanno diventando disponibili nelle specifiche su misura. Non ci sono barriere emotive per i diamanti sintetici per sostituire i diamanti estratti in questi usi.

Nel settore della gioielleria, vi è un considerevole dibattito sulla volontà dei consumatori di accettare diamanti sintetici.Alcuni credono che i consumatori di gioielli vogliano "veri diamanti", che significa "diamanti estratti". Altri credono che i diamanti sintetici saranno favoriti da persone a cui non piacciono i diritti umani e i problemi ambientali associati ad alcuni dei diamanti estratti. Tuttavia, il vero motivatore sarà probabilmente il prezzo. Attualmente, molti diamanti sintetici realizzati per l'uso di gioielli hanno un vantaggio di prezzo dal 30 al 40% sui diamanti estratti. Questo sarà probabilmente il più grande motivatore per i consumatori ad accettare diamanti sintetici.

Osservazione e speculazione .... Se entri in quasi tutti i negozi di gioielli del centro commerciale e osservi i casi in cui vengono venduti rubini, zaffiri e smeraldi, vedrai spesso che la maggior parte delle pietre offerte sono sintetiche. Una persona con pochissimo allenamento può spesso riconoscerli per il loro colore brillante e la superba chiarezza. I materiali sintetici hanno un aspetto superiore e i loro prezzi sono piccoli rispetto alle gemme naturali di dimensioni simili e qualità apparente. I consumatori ottengono un aspetto migliore a un prezzo inferiore e la maggior parte di loro accetta quella transazione alla fine del prezzo basso della fascia di prezzo.

La battaglia per l'emozione e il dominio delle vendite nel mercato dei rubini, zaffiri e smeraldi a prezzo popolare è stata vinta dai sintetici decenni fa. Nel prossimo decennio anche il mercato dei diamanti potrebbe spostarsi a favore dei sintetici. Sta già iniziando come diamanti sintetici prendono una posizione molto visibile sul mercato. Il prezzo dei diamanti sintetici probabilmente diminuirà man mano che sempre più macchine per produrli vengono messe in servizio, diventano più efficienti e la concorrenza tra i produttori si intensifica. Alla fine, il differenziale di prezzo tra diamanti naturali e sintetici sarà maggiore di quello che molti clienti potranno ignorare e compreranno sintetici. Se la prossima campagna pubblicitaria di livello mondiale promuoverà i diamanti sintetici, potrebbe verificarsi un enorme cambiamento nella domanda dei consumatori. Quella campagna pubblicitaria di livello mondiale potrebbe essere Lightbox, che offre diamanti "bianchi" e colorati al prezzo inaudito di $ 800 per carato.