ダイヤモンド:工業用の特性を持つ宝石鉱物

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著者: Laura McKinney
作成日: 4 4月 2021
更新日: 17 5月 2024
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ダイヤモンドクリスタル: それが形成された岩の中の宝石品質のダイヤモンド結晶。それは、その表面に三角形の溶解特徴と約1.5カラットの推定重量を持つ八面体結晶です。ロシア、シベリア、ヤクーチアのウダチナヤ鉱山から。 Arkenstoneによる標本と写真/ www.iRocks.com。


ダイヤモンドとは?

ダイヤモンドは、炭素で構成される希少な天然鉱物です。ダイヤモンドの各炭素原子は、他の4つの炭素原子に囲まれ、強力な共有結合(最も強いタイプの化学結合)で結合されています。このシンプルで均一な、しっかりと結合された配置は、知られている最も耐久性と汎用性の高い物質の1つをもたらします。

ダイヤモンドは最も知られている天然物質です。また、化学的に耐性があり、天然素材の中で最高の熱伝導率を備えています。これらの特性により、切削工具としての使用や、耐久性が必要な他の用途に適しています。ダイヤモンドには、高屈折率、高分散、高光沢などの特殊な光学特性もあります。これらの特性は、ダイヤモンドを世界で最も人気のある宝石にし、耐久性と性能が必要な特殊レンズで使用できるようにします。

ダイヤモンドは元素炭素で構成されているため、多くの人々は、それは石炭から形成されたに違いないと考えています。これはまだ多くの教室で教えられています-しかしそれは真実ではありません!



米国のダイヤモンド消費
2018年、消費のための米国へのダイヤモンドの輸入は合計約260億ドルでした。すべての非ダイヤモンド宝石の消費のための輸入は、合計で約20億ドルでした。これらの統計は、ダイヤモンドが米国の消費者に最も人気のある宝石であることを明らかに示しています。米国は世界のダイヤモンド消費量の約35%を占めており、ダイヤモンド消費量のトップを占めています。


ダイヤモンドはどのように形成されますか?

ダイヤモンドは地球表面に固有のものではありません。代わりに、それらは、地球表面の約100マイル下の地球マントルで発生する高温高圧で形成されます。

最も硬い方向は、八面体結晶面に平行です。ダイヤモンド結晶を切断して研磨して宝石にするとき、ダイヤモンドソーでその方向に切断することは非常に困難です。そのため、ダイアモンドソーを使用したり、クリービングによってそれらを破壊する従来の慣行を使用する代わりに、この作業の多くはレーザーソーイングによって行われています。

八面体結晶の方向に平行にカットされたファセットも研磨するのが難しいため、カッターは方向を変えるか、ファセットに「トカゲの皮」テクスチャを残す危険があります。

ダイヤモンド結晶の最も柔らかい方向は、立方面に平行です。最適な研磨は、その方向に平行なファセットで行われます。それはダイヤモンドの中で最も柔らかい方向ですが、硬度はコランダム、モース硬度スケールの2番目に硬い鉱物よりも数倍硬いです。

ダイヤモンドシミュレーション: 上の写真では、チタン酸ストロンチウム、モアッサナイト、立方晶ジルコニアをダイヤモンドと比較しています。モアッサナイトとキュービックジルコニアは、ダイヤモンドと競合する分散性を持ち、チタン酸ストロンチウムの分散性は最高です。上の写真では、チタン酸ストロンチウムは6ミリメートルの円形です。他の石は4ミリメートルの丸です。このサイズの違いは、チタン酸ストロンチウムに利点をもたらします。

ダイヤモンド模擬物

ダイヤモンドの模擬物質は、ダイヤモンドのように見える材料ですが、化学組成が異なります。ダイヤモンドの模擬物質は、無色のジルコンやサファイアなどの天然素材です。多くの場合、それらはキュービックジルコニア(ZrO2)、モアッサナイト(SiC)、YAG(イットリウムアルミニウムガーネットY3アル5O12)、またはチタン酸ストロンチウム(SrTiO3).


合成ダイヤモンド 高圧高温技術によって成長したさまざまな色の。ウィキペディアの寄稿者であるMaterialscientistによる画像。

合成ダイヤモンド

ダイヤモンドは非常に貴重な素材であり、人々は何世紀にもわたって研究所や工場でそれらを作成するために働いてきました。合成ダイヤモンドは、天然ダイヤモンドと同じ化学組成、結晶構造、光学特性、物理的挙動を持つ人工材料です。合成ダイヤモンドに使用される他の名前には、「ラボ製」、「ラボ製」、および「人工」が含まれます。これらの名前は、ダイヤモンドが地球で自然に形成されたのではなく、人々によって作成されたことを適切に示しています。

ダイヤモンドの商業的に成功した最初の合成は、1954年にゼネラルエレクトリックの労働者によって達成されました。それ以来、多くの企業が工業用に適した合成ダイヤモンドの製造に成功しています。今日、消費される工業用ダイヤモンドの大部分は合成であり、中国は年間40億カラット以上の生産量を誇る世界的リーダーです。最も重要な先進国は現在、工場での工業用の合成ダイヤモンドを生産することができます。

過去10年間で、いくつかの企業は、無色を含むいくつかの異なる色で、宝石品質の実験室で作成した数カラットまでのダイヤモンドを製造できる技術を開発しました。一部の企業は高圧高温法を使用しています-これらはHTHPダイヤモンドとして知られています。その他は、化学蒸着プロセスを使用してダイヤモンドを作成します-これらはCVDダイヤモンドとして知られています。これらの人工宝石は、宝石店やインターネットで、同じ品質とサイズの天然石を大幅に割引して販売されています。彼らは美しい外観と魅力的な価格タグを持っています。合成ダイヤモンドは、購入者が人々によって作られたものであることを明確に理解できるように開示して販売する必要があります。


消費者は合成ダイヤモンドを受け入れますか?

合成ダイヤモンドは、20世紀の終わりから工業用途で支配的なタイプのダイヤモンドです。研磨剤や切削工具の製造に使用されるダイヤモンドのほとんどは、現在合成されています。窓、スピーカードーム、ヒートシンク、低摩擦マイクロベアリング、耐摩耗性部品、およびその他の技術製品の製造に使用されるほぼすべてのダイヤモンドが合成されました。

これらの目的のための合成ダイヤモンドは、採掘されたダイヤモンドよりもはるかに安価であり、より一貫した特性を持ち、オーダーメイド仕様で利用可能になっています。これらの用途において、合成ダイヤモンドに採掘されたダイヤモンドを置き換える感情的な障壁はありません。

宝石業界では、合成ダイヤモンドを受け入れる消費者の意欲についてかなりの議論があります。宝石の消費者は「本物のダイヤモンド」、つまり「採掘されたダイヤモンド」を望んでいると考える人もいます。他の人々は、合成ダイヤモンドは、採掘されたダイヤモンドのいくつかに関連する人権と環境問題を嫌う人々に好まれると信じています。ただし、本当の動機はおそらく価格です。現在、宝石用に作られた多くの合成ダイヤモンドは、採掘されたダイヤモンドよりも30〜40%の価格優位性があります。これはおそらく、消費者が合成ダイヤモンドを受け入れる最大の動機になるでしょう。

観察と推測....ほぼすべてのモールジュエリーストアに足を踏み入れ、ルビー、サファイア、エメラルドが販売されているケースを調べると、提供される石のほとんどが合成品であることがよくわかります。トレーニングが非常に少ない人は、明るい色と見事な明快さで認識できることがよくあります。合成素材の外観は優れており、価格は同程度のサイズと見かけの品質の天然宝石に比べて小さくなっています。消費者は低価格で見た目が良くなり、大部分の消費者は価格帯の低価格で取引を受け入れます。

人気価格のルビー、サファイア、およびエメラルドの市場での感情と販売の優位性の戦いは、数十年前に合成繊維によって勝ち取られました。次の10年で、ダイヤモンド市場も合成繊維に移行する可能性があります。合成ダイヤモンドとしてすでに始まっていることは、市場で非常に目に見える位置を占めています。合成ダイヤモンドの価格は、製造する機械がますます多く使用され、効率が向上し、メーカー間の競争が激化するにつれて低下する可能性があります。最終的に、天然ダイヤモンドと合成ダイヤモンドの価格差は、多くの顧客が無視できる以上に大きくなり、合成ダイヤモンドを購入します。次の世界クラスの広告キャンペーンが合成ダイヤモンドを宣伝する場合、消費者の需要に大きな変化が生じる可能性があります。その世界クラスの広告キャンペーンは、「ホワイト」とカラーのダイヤモンドを前代未聞の800ドルという価格で提供するライトボックスかもしれません。