Из чего делают бриллианты: неограненный алмаз. Огранка алмазов: виды и технология процесса На стоимость также влияет вид огранки, которая бывает

Обработка шкур Своеобразным и оригинальным трофеем являются коврики и покрывала из шкур диких животных. Качество шкуры во многом зависит от ее первоначальной обработки и дальнейшей выделки. Поэтому рекомендуется следовать советам бывалых охотников.Если отстрел

Я думаю, не стоит рассказывать о том, насколько тверд алмаз. Все и так знают, что алмаз - наиболее твердое вещество из всех, встречающихся в природе. Но все, в то же время, знают, что алмазы режут, шлифуют, гранят, полируют. Чем? Что может справиться с этим сверхтвердым веществом? Только сам алмаз.

О том, что если потереть один необработанный алмаз о другой, их грани шлифуются, и блеск обоих возрастает, заметили еще в древней Индии. В Европе гранить алмазы начали значительно позже, в XIV-XV веках. В средине XV века ювелир бургундского герцога Людвиг ван Беркем впервые огранил алмаз, который впоследствии получил название «Санси».

В XVII веке алмазы научились распиливать. Первые пилы представляли собой железную проволоку, поверхность которой была шаржирована (насыщена) алмазным порошком. Распиливание крупных алмазов длилось подолгу, например, алмаз «Регент», весивший 410 карат, пилили около двух лет, расходуя огромное количество алмазного порошка.

Нынче алмазы режут на специальных станках с помощью быстро вращающихся бронзовых дисков толщиной 0,05-0,07 мм. На диски подают суспензию алмазного порошка. Современные установки предусматривают применение для интенсификации резки алмазов ультразвуковой, электроэрозионной, лазерной и других видов обработки.

Самым сложным и ответственным процессом при изготовлении из алмазов бриллиантов является огранка. Ее производят с помощью быстро вращающегося диска из медного сплава, в который впрессованы мелкие алмазы, или чугунного диска, в поверхность которого втирают алмазный порошок, разведенный в репейном или оливковом масле.

При этом форму камня и расположение граней в нем делают с таким расчетом, чтобы падающий свет не проходил сквозь камень, а, претерпев полное отражение от внутренних поверхностей граней, возвращался бы обратно, обеспечивая «игру» света.

Огранка бриллиантов - необычайно сложный и трудоемкий процесс. Крупные камни гранят месяцами, а уникальные - по нескольку лет. Масса алмаза от этой операции сокращается вдвое или втрое, пропорционально растет и его стоимость.

Поэтому, перед тем, как приступить к огранке крупных алмазов, тщательно обсчитывают форму будущего бриллианта, которая обеспечит наилучшую «игру» и позволит максимально сохранить массу исходного камня. Сейчас для этой цели используют компьютеры, которые максимально облегчают задачу.

Казалось бы, алмаз - безупречный камень. Но и у него есть недостатки. Он химически активен по отношению к железу и никелю. При повышенной температуре он образует с ними растворы внедрения и разрушается. То есть резать алмазом сталь на высокой скорости невозможно.

Алмаз бессилен даже против мягкого железа. Нагреваясь в процессе резания, железо начинает в больших количествах растворять в себе углерод. Тем самым оно «съедает» самый твердый в мире материал.

Впрочем, любой недостаток можно превратить в достоинство. Эту простую химическую реакцию можно использовать для обработки алмазов. Такое свойство неприступного алмаза позволяет легко разрезать его раскаленной стальной проволокой.

Если к алмазу приложить железный резец, нагретый до 1000°C, он начнет растворять в себе углерод, погружаясь вглубь алмаза со скоростью до 0,3 мм в час. Меняя форму головки резца, из алмазов можно изготавливать сложнейшие детали, например, втулки, шестеренки и прочие сложной формы изделия, которые невозможно изготовить по-другому.

В принципе, на алмазе можно было бы написать и эту статью, был бы алмаз подходящих размеров и раскаленный гвоздик!

В этой статье:

Алмаз является самым твердым материалом в природе. Все знают, что для того чтобы получить бриллиант, алмаз обрабатывается. Но как же это сделать, ведь для этого необходимы еще более твердые материалы? Чем обрабатывают алмазы, изготавливая бриллианты?

На самом деле в твердости алмаза есть границы, в разных направлениях она разная, поэтому если правильно выбрать угол, при котором к алмазу направляется режущий инструмент, можно получить приемлемые результаты. Кроме того, довольно давно люди поняли, что для этих целей годится только другой алмаз или его осколок.

Огранка алмаза

Алмаз представляет собой высококристаллизованный углерод, атомы которого имеют геометрическую организацию, что позволяет откалывать кусочки алмаза параллельно плоскости, образованной атомами. При такой обработке поверхность становится ровная и гладкая.

Прежде чем обработка алмазов начнется, мастер должен изучить его внутреннюю структуру. Любое неправильно рассчитанное включение или трещина может привести к тому, что в процессе огранки камень расколется. Дефекты алмаза оцениваются вручную при помощи лупы. В зависимости от ценности и размера камня, этот процесс может затянуться от нескольких дней до нескольких лет.

Если алмаз имеет матовую поверхность, то перед началом работы одна его сторона шлифуется, чтобы можно было оценить его внутреннюю структуру. После этого, в том случае если необходимо камень расколоть, тушью могут быть нанесены линии раскола.

Раскол

Первым этапом обработки алмаза считается его раскол. Конечно, было бы интересно получить камень как можно больше и не раскалывать его вовсе, но это может повлечь за собой высокую хрупкость, если имеются множественные включения или трещины. Раньше раскол производился при помощи стамески и молотка после тщательных расчетов мастера. Но это часто приводило к ошибкам, и камень мог быть испорчен.

В последнее время вместо раскола стали использовать распил. Для этих целей используют полотно алмазной пилы, состоящее из мели и покрытое крошкой драгоценного камня. Такое полотно вращается со скоростью 10 тысяч оборотов в минуту и постепенно распиливает алмаз.

Процесс может длиться очень долго, один камень весом в 1 карат могут распиливать до 8 часов. Но в последнее время появился еще более надежный способ - сейчас для этих целей используют лазер.

Трение - с помощью этой процедуры получают черновую форму бриллианта. На токарном станке или специальной установке закрепляются два алмаза, после чего устанавливаются в правильном направлении и трутся друг о друга.

Огранка

Огранка алмаза, или как она еще называется, шлифовка, производится только другим алмазом. Это возможно благодаря тому, что твердость алмаза в разных направлениях разная. Поэтому перед тем как перейти к этой процедуре, производят тщательные расчеты. Используется для этих целей и алмазный порошок или крошка.

На горизонтально вращающемся круге из стали, на поверхности которого находится алмазный порошок и масло, шлифуются грани алмаза. При этом скорость вращения круга составляет 2-3 тысячи оборотов в минуту.

Несмотря на большое разнообразие инструментов, опытный огранщик контролирует расположение граней и направление углов вручную при помощи лупы. Существуют определенные механические станки для обработки мелких камней, однако они используются крайне редко.

При огранке алмазов теряется очень большое количество материала. В среднем эта цифра может доходить даже до 50-60%. При обработке легендарного алмаза Куллинана она составила около 65%. При шлифовке алмаза дополнительно образуется алмазный порошок, который также собирается и используется далее.

Полировка - на шлифовальном круге имеется дополнительная полоса, на которую нанесена очень мелкая алмазная крошка (практически пыль), которая используется для дальнейшего полирования бриллианта. Это делается с целью убрать все неровности и следы шлифовки камня.

История обработки алмазов

Впервые начали огранять алмазы еще в Индии. Сперва заметили, что если потереть одним алмазом о другой, то их грани шлифуются и блеск возрастает. Там же и была изобретена легендарная огранка в форме розы. В Европе подвергать алмазы огранке начали позже - только в XIV-XV веках. Впервые в середине XV века ювелиром был огранен алмаз, который впоследствии получил название «Санси».

Спустя два года, алмазы начали распиливать. Сначала такие пилы представляли собой проволоку из железа с нанесенным на поверхность алмазным порошком. Крупные алмазы распиливали долго, например, на распилку алмаза «Регент» ушло целых два года. Поэтому сейчас отказались от такого метода и отдали предпочтение медным или бронзовым дискам.

Сейчас практически весь процесс компьютеризирован. Машина рассчитывает форму огранки, которая позволит камню открыть максимально такие качества, как блеск и игра цвета. Помимо лазера, для распила и обработки алмаза используется ультразвук и электроэрозионная установка.

Несмотря на все свои очевидные достоинства, камень обладает и некоторыми недостатками, например, химической активностью в отношении никеля и железа. При повышенной температуре эти металлы образуют с алмазом растворы внедрения, впоследствии чего алмаз разрушается. То есть алмаз невозможно использовать для того, чтобы порезать сталь на высокой скорости.

Алмазы с редкой и красивой окраской ценятся особенно высоко. Так, Павел I купил бриллиант красно-розового цвета массой 10 карат за 100000 рублей. Густо-синий индийский алмаз «Гоппе» массой 44.5 карата является одним из самых ценных бриллиантов в мире.

Благодаря научно-техническому прогрессу во второй половине XX века стало возможным изменять окраску природных алмазов. Бомбардировкой кристаллов алмаза электронами, протонами, нейтронами и последующей термической обработкой удается окрашивать их в желтый, голубой, зеленый, коричневый и дымчатый цвета. Облученные в атомном реакторе алмазы приобретают зеленый и коричневый цвета, а помещенные в ускоритель элементарных частиц становятся синими или голубыми. В зависимости от характера и интенсивности облучения изменение окраски может происходить только в поверхностном слое или во всем объеме кристалла, она может исчезнуть через короткое, она может исчезнуть через короткое время или сохраняться без изменений годами.

Встречающиеся в природе кристаллы редко имеют форму правильных многогранников. Обычно их грани развиты неравномерно, имеют трещины, штрихи, наросты, нередки посторонние включения. Поэтому в природных кристаллах обычно нет игры света и до изобретения способа огранки и шлифовки алмазов они не имели той цены, которую приобрели впоследствии. В старину наиболее ценились прозрачные октаэдрические кристаллы алмаза с зеркально-гладкими гранями. Такими алмазами по преданию была украшена мантия Людовика Святого.

Еще в древней Индии было замечено, что при трении одного алмаза о другой грани их шлифуются и блеск возрастает. Спустя некоторое время в Индии, а позднее в Италии, Франции и Бельгии стала применяться огранка алмазов «площадкой» или «октаэдром». Для такой простейшей огранки брались природные восьмигранные кристаллы или выкалывались блоки соответствующей формы из алмазных кристаллов другой формы. Огранка заключалась в стачивании противоположных вершинок октаэдра до образования вместо одной из них новой широкой плоской грани, называемой «площадкой», а на месте второй - небольшой притупляющей грани, известной под названием «калетты».

В дальнейшем люди старались обрабатывать алмаз так, чтобы возможно большее количество лучей света, падающих на его грани, претерпевало поверхностное и внутреннее отражение. Для этого камня требовалось придавать форму многогранника с определенной взаимной ориентировкой граней.

Считается, что первым среди европейцев научился шлифовать алмазы Людвиг Беркем. Он заметил, что при трении одного алмаза о другой они полируются. В 1454 году он огранил свой первый алмаз, который впоследствии получил название «Санси». После смерти Беркема секрет шлифовки алмазов был утрачен, но вскоре был найден снова.

Настоящая красота, блеск и феерическая «игра» лучей света у алмазов раскрывается и достигается в результате специальной механической обработки природных прозрачных кристаллов, которые после этого называются бриллиантами. Крупные бриллианты называются солитерами. Обработка заключается в раскалывании или распиливании, последующей обточке и огранке кристаллов со всех сторон для придания им особой формы.

Раскалывание алмазов позволяет при незначительных потерях сырья и небольших затратах труда разделять кристаллы на части для более эффективного их использования, в частности освобождаться от участков кристалла с дефектами и посторонними включениями. Эта операция требует большого мастерства, так как даже при одном неосторожном ударе алмаз может быть превращен в осколки, непригодные для изготовления бриллиантов.

Распиливание необходимо для разделения природных кристаллов на части при переработке их в бриллианты. Оно применялось уже в XVII веке. В те времена для распиливания алмазов использовалась железная проволока, шаржированная алмазным порошком. Процесс распиливания крупных кристаллов длился по многу месяцев и при этом расходовалось большое количество алмазной крошки. Распиливание алмаза «Регент», весившего 410 карат, длилось около двух лет. Позднее, по-видимому в середине XIX века, появились алмазные пилы, существенно не отличающиеся от современных. Как говорит Шафрановский И. И. В своей книге «Алмазы», они представляют собой тонкий (0.1-0.5 мм) быстро вращающийся металлический диск, на который подается суспензия из мелкого алмазного порошка. В XX веке появились установки для резки алмазов ультразвуком, для электроэрозионной, лазерной и электронной резки кристаллов.

Обточка алмазов - одна из самых естественных операций в технологическом цикле изготовления бриллиантов. От нее в значительной мере зависит степень использования сырья и качество готовых камней. Цель обточки состоит в том, чтобы придать заготовке форму будущего бриллианта, подготовить его к огранке и вывести все или хотя бы часть дефектов.

До начала XX века алмазы обтачивались вручную. Вот как описывает этот процесс Епифанов В. И. в своей книге «Технология обработки алмазов в бриллианты»: «...Два алмаза закреплялись в специальных оправках, и обточка проводилась трением их друг о друга. На протяжении многих недель и месяцев человек с большим усилием обтачивал заготовку для будущего бриллианта. Однако таким способом даже при высоком мастерстве и трудолюбии работника обеспечить правильную геометрическую форму заготовки было чрезвычайно сложно».

В начале XX века был изобретен станок для обточки алмазов, в результате чего резко улучшилось качество обработки и возросла производительность труда. Рабочие органы первых станков приводились во вращение с помощью ножных педалей, а в дальнейшем от электродвигателя. Во второй половине XX века существенные изменения претерпевает и внешний вид станков.

Огранка является заключительным процессом обработки алмазов с целью придания им эстетической формы, достижения характерного для этого минерала блеска и «игры света», а также для устранения трещин, выколов и других поверхностных или близповерхностных дефектов. Шлифование заключается в придании поверхности заготовки закономерно расположенных граней определенной формы, полирование обеспечивает получение зеркально-гладкой поверхности на полученных при шлифовке гранях. Огранка по праву считается самым сложным и ответственным процессом при изготовлении бриллиантов. Для успешного осуществления его помимо знаний и опыта требуется еще художественный вкус. Огранка производится с помощью быстро вращающегося чугунного диска, в поверхность которого втирается алмазный порошок, разведенный в репейном или оливковом масле. При этом форма получаемого многогранника в целом и взаимное расположение граней делается с таким расчетом, чтобы большая часть подаваемого света проникала внутрь, но не проходила насквозь, а возвращалась бы обратно.

Алмаз не только очень сильно преломляет и отражает световые лучи, но и обладает еще одним весьма важным оптическим свойством, обусловливающим исключительную красоту этого камня. Так, если для красного света показатель преломления составляет 2.402, то для фиолетовых лучей он достигает 2.465. Разность показателей светопреломления фиолетовых и красных лучей (дисперсия) у алмаза в 5 раз больше, чем у горного хрусталя, и в 2 раза превышает соответствующую характеристику лучших сотов стекол. Благодаря высокой дисперсии у алмазов сильно выражено свойство разложения белого цвета на составляющие его цвета радуги. По этой причине один и тот же камень кажется окрашенным в различные цвета в зависимости от положения источника света и наблюдателя.

Высокие светопреломление и дисперсия создают неповторимую «игру» бриллиантов, выражающуюся в феерическом сочетании блеска верхних граней с яркими световыми вспышками и непрерывными переливами всех цветов радуги внутри камня при медленном его вращении.

Огранка бриллиантов - сложный и весьма трудоемкий процесс. Обработка крупных камней длится месяцами, а уникальных - занимает несколько лет. Получаемые в итоге бриллианты составляют около 1/2, а иногда лишь 1/3 первоначальной массы сырого алмаза. Конечная стоимость камня при этом удваивается или утраивается. Перед огранкой крупных алмазов выполняются специальные расчеты, имеющие целью установит такую форму будущего бриллианта, которая обеспечит наилучшую «игру» и позволит максимально сохранить массу исходного кристалла. Вследствие этого бриллианты не всегда изометричны и могут обладать вытянутой и даже каплевидной формой.

Бриллианты различаются общей формой камня и характером огранки, выражающимися в изменчивости числа, очертаний и расположения граней.

По форме в плане среди бриллиантов принято выделять следующие главные типы: круглые, фантазийные («маркиз», «груша» и «овал»), прямоугольные («багет») и прямоугольные со срезанными углами («изумруд»). Форма круглых и фантазийных бриллиантов задается при обдирке (обточке), а остальные формы достигаются в процессе огранки.

По характеру огранки бриллиантов различаются три основных вида: собственно бриллиантовая, ступенчатая и огранка розой. У камней с бриллиантовой огранкой грани различных ярусов располагаются в шахматном порядке друг относительно друга. Очертания граней соответствуют ромбу или треугольнику. Площадка ан верхнем конце камня имеет форму правильного многоугольника. Такой вид огранки применяется в основном на бриллиантах круглой и фантазийной форм. Ступенчатая огранка отличается от бриллиантовой тем, что грани соседних ярусов располагаются одна над другой, а очертания их соответствуют трапециям или равнобедренным треугольникам. Площадка на верхней поверхности камня имеет форму многоугольника с острыми или срезанными углами. Этот вид огранки типичен для бриллиантов прямоугольной формы.

Мелкие, а иногда и крупные алмазы нередко гранятся в форме «розы» или «розетки». При этом типе огранки камень имеет плоское основание, а верхняя часть его выпуклая и состоит из 6, 8, 12, 24 или 32 сходящихся в одной вершине граней (рис. 1).

Рисунок 1.

По форме такие бриллианты несколько напоминают бутон розы, чем и объясняется название этого типа огранки. Камни с числом граней 12 и менее называются «розами д"Анвер», а с большим числом граней - «коронованными розами». Иногда применяют огранку двойной розой, при которой верхняя и нижняя части камня огранены розой. У «розеток» игра света значительно слабее, чем у камней, получивших бриллиантовую огранку, и поэтому при одинаковом размере, цвете и чистоте бриллианты, шлифованные «розой» составляют обычно около 20% стоимости алмазов, получивших бриллиантовую огранку.

Огранка «розой» появилась в середине XVII века, а в конце того же века начала применяться бриллиантовая огранка. Последняя непрерывно совершенствовалась вплоть до разработки в первой половине XX века «идеальной» огранки, а во второй половине новых огранок «Хайлайт-Кат» и «импариант».

Бриллиантовая огранка предельно использует оптические свойства алмаза, обеспечивает предельную игру света и блеска, благодаря чему наилучшим образом раскрывается природная красота минерала.

Для дефектных и цветных алмазов в целях более полного использования сырья допускаются отступления от геометрических параметров идеальной огранки и применение так называемой практической бриллиантовой огранки нескольких видов. Игра таких бриллиантов снижается либо за счет потерь света, либо за счет падения дисперсионного эффекта.

Игра бриллиантов во многом зависит не только от геометрии, но и от числа и размеров граней (фацетов). На крупные бриллианты наносится больше граней, чем на мелкие. Обычные размеры граней - от 0.5 до 3 мм в зависимости от размеров камня. Бриллианты массой до 0.03 карата обычно имеют простую огранку - 17 фацетов. Для хороших алмазов массой 0.03-0.05 карата применяется швейцарская огранка на 33 фацета. Полная огранка на 57 фацетов применяется для бриллиантов массой более 0.05 карата.

В 60-х годах нашего века бельгийский гранильщик М. Вестрайх создал новую форму огранки бриллиантов на 73 фацета, получившую название «Хайлайт-Кат». Эта огранка значительно улучшает «игру» камня при небольшом увеличении расхода сырья и рекомендуется для бриллиантов массой более 1 карата.

Для крупных бриллиантов применяется королевская огранка на 86 фацетов и величественная огранка на 102 фацета.

Любовь к своему делу и глубокая вера гранильщиков алмазов в наличие еще не раскрытой красоты камня побуждают их к новым поискам. Как мы можем узнать из книги Ефремова И. А. «Рассказы о необыкновенном», инженер Максимо-Эльбе заново рассчитал оптику бриллиантов и разработал новый способ огранки «непарного» бриллианта «импарианта». Название происходит от особенностей огранки нового типа. Если обычная огранка строится на симметриях восьмигранника, то при новом способе огранки площадка бриллианта имеет вид 9-, 11-, 13- или 15-гранника. Наиболее эффектны 11-гранники.

Непарная огранка имеет два преимущества перед обычной бриллиантовой. Во-первых, каждый световой луч, падающий внутрь камня отражается и выходит обратно через две наклонные грани, а во-вторых, выходящие из кристалла световые лучи образуют более широкий и приемлемый для глаза спектр, благодаря чему такой бриллиант кажется значительно красивее, чем с обычной огранкой.

По блеску «импариант» на 25-30% превосходит бриллианты с четным числом граней. Повышенный блеск и «игра» визуально улучшают цвет камня, и поэтому желтый «импариант» производит впечатление более белого, чем такой же камень, обработанный обычным способом. Однако если симметричный бриллиант можно гранить ручным способом, то «импариант» нельзя получить без специального оборудования.

К особому типу относятся ступенчатые огранки бриллиантов. Параметры идеальной геометрии для них не рассчитаны, но установлены специальные условия по обеспечению максимальной «игры» света и цветового эффекта камней. Среди бриллиантов ступенчатой огранки различаются несколько разновидностей: багет, трапецеидальный багет, «изумруд» и др. Для всех бриллиантов этого типа характерна форма по рундисту - прямоугольник с острыми или срезанными углами. Высота ярусов уменьшается по направлению от рундиста к калетте и от рундиста к площадке. Ширина площадки составляет 60-70% ширины бриллианта.

В начале 60-х годов появились сообщения о создании принципиально новой формы огранки алмазов, получившей название «принцесса». Разработка ее заняла 13 лет, был изготовлен специальный инструмент и изменены способы обработки алмазов на всех основных операциях - распиливании, обточке и огранке.

Бриллианты «принцесса» имеют форму пластинки с правильно чередующимися канавками на нижней поверхности. Каждая пластинка имеет форму квадрата, прямоугольника, многоугольника и т. д. Верх пластинки шлифуется в виде таблитчатой площадки с небольшим количеством граней, а них ее изрезан серией У-образных канавок, «стенки» которых наклонены под углом 41°к рассекаемой плоскости. Благодаря этому достигается полное внутренне отражение света.

Наивысшую оценку получил бриллиант «Принцесса», имеющий форму сердца. Сверху у него вид в совершенстве отполированных двух полукругов, соприкасающихся в одной точке, и касательных к ним, сходящихся под углом 90° (рис. 2).

На нижней поверхности нанесены канавки на расстоянии 0.9 мм друг от друга. При закреплении в ювелирных изделиях бриллианты с огранкой «принцесса» складываются в виде разнообразных орнаментов (рис.3).

Из одного октаэдрического кристалла алмаза путем распиливания можно получить два бриллианта круглой формы или четыре бриллианта формы «принцесса», причем с гораздо меньшими потерями сырья. Новый способ огранки позволяет стандартизировать производство камней любой формы и размеров, рационально использовать алмазы-сырцы различной формы, а также с успехом изготавливать бриллианты из значительной части «отходов», имеющих форму треугольных пластинок, которые получаются при обкалывании крупных кристаллов в процессе первичной обработки.