Использование берилла в промышленности

Изумруд слишком редок, прекрасен, чтобы использовать его в промышленности. Несмотря на свою солидную твердость (7, 5), этот кристалл практически не используется для производства абразивов и в металлообрабатывающей промышленности. Промышленная потребность в берилле – тысячи тонн в год; из 10 тысяч тонн технического берилла лишь несколько килограммов приходится на долю ювелирных камней.

Элемент бериллий, находящийся в составе минерала, высоко оценен химиками и технологами – это необыкновенный по своим свойствам металл. Легкий, наделенный солидной прочностью, он оказался гораздо ценнее алюминия. Это дало ему право считаться авиационным материалом. Отличная теплопроводность, высокая теплоемкость и жаропрочность делают его использование незаменимым в производстве космической техники.

Незаменим бериллий при изготовлении инструмента, применяемого на взрывоопасных работах. Бериллиевая бронза не дает искры при ударе, а значит, снижает риск при работах на нефтебазах, пороховых заводах.

Рентгенотехники тоже широко используют этот уникальный металл. Было замечено, что он лучше других металлов пропускает рентгеновские лучи. Незаменим оказался бериллий и в атомной энергетике. Ученые обнаружили бериллиевое излучение – очень слабое, но обладающее значительной проникающей силой.

Поэтому для человечества ценным является и сверкающий изумруд и незаменимый по своим свойствам берилл.

Минералогические особенности

Кристаллы бериллов в основном полупрозрачные или прозрачные шестигранные призматические; нередки сплошные зернистые массы. Грани часто покрыты продольными штрихами.

Кристаллы размером от нескольких миллиметров до нескольких метров. Кристаллы берилла иногда достигают весьма больших размеров. Так, в Бразилии был найден зеленовато-голубой кристалл размером 48, 3 см в длину и 41 см в поперечнике, весом 110, 2 кг, причем кристалл совершенно прозрачен, т.е. ювелирного качества. Ферсман описывал бериллы длиной до 2 м из пегматитовых жил штата Коннектикут, а в провинции Галисия в Испании из кристаллов берилла делали косяки для дверей. На Мадагаскаре находили розовые морганиты, из которых получали ограненные камни свыше 500 карат.

Берилл относится к гексагональной сингонии. Структура берилла состоит из колец Si₆O₁₈ соединенных через атомы Be и Al. Кольца образуют вытянутые вдоль оси шестого порядка колонки.

Кристаллы берилла часто характеризуются правильной формой. Обычно габитус кристаллов призматический. Главнейшие простые формы: гексагональная призма, пинакоид, дипирамиды и призма. Всего на кристаллах берилла известно около 40 комбинаций.

На гранях кристаллов часто наблюдаются фигуры роста и растворения: ромбовидные и квадратные углубления, шестиугольные или пирамидальные.

При растворении иногда образуются копьевидные кристаллы. Берилл встречается также в виде параллельных, сноповидных, радиально-лучистых и шестоватых агрегатов. Встречаются пирамидальные кристаллы, расширенные с одного конца и суженные к другому, конусовидные, веретеновидные.

Форма кристаллов меняется в зависимости от химического состава минерала и условий его образования. Длиннопризматические кристаллы характерны для гидротермальных жил, короткопризматические и конусовидные кристаллы характерны для пегматитов, мелкокристаллические агрегаты, скелетообразные кристаллы – для метасоматических образований.

 

 

Корунд и его ювелирные разновидности

Al₂O₃

Корунд занимает второе место после алмаза, как с коммерческой точки зрения, так и по твердости. Минерал корунд является кристаллической окисью алюминия. В совершенно чистом виде корунд абсолютно бесцветен. Но в природе один и тот же минерал славится столь различными, но одинаково великолепными цветами. Среди драгоценных камней известны ювелирные (прозрачные) разновидности рубин и сапфир. Красная разновидность – рубин, все остальные – сапфир.

1. Рубин – красный (Cr)

2. Сапфир – синий (Ti⁴⁺, Fe²⁺)

3. Зеленый сапфир (Fe²⁺, Fe³⁺, Ti)

4. Желтый сапфир (Fe³⁺)

5. Розовый сапфир (Ti, Cr)

6. Оранжевый сапфир (падпараджа) (Fe, Ti)

7. Фиолетовый сапфир (Cr, Fe)

8. Лейкосапфир – бесцветный

9. Корунды с оптическими эффектами: звездчатые корунды с 4-х, 6-ти лучевой звездой; с эффектом бегающей полоски (связаны с иголочками рутила); александритовый корунд с эффектом смены цвета.

Оттенков рубина существует великое множество: от светло-красного и алого до темно-красного. И уже давно шли споры о том, какой же оттенок рубина считать самым изысканным и благородным. До сих пор ценятся более всего рубины «цвета голубиной крови», т.е. камни красного цвета с легким фиолетовым оттенком. Усиление фиолетового и наличие оранжевого оттенков снижают стоимость камня. Наименее ценны камни с коричневатым оттенком.

Наиболее ценными сапфирами являются васильково синие. Ценятся ниже сапфиры с зеленоватым оттенком и сильным дихроизмом. Особым спросом пользуются редчайшие голубые звездчатые сапфиры.

 

Наиболее известные месторождения

1. Источником самых лучших в мире корундов (особенно рубинов) всегда был и остается район Могока в Мьянме, где встречаются много других интересных ювелирных камней, в том числе и сапфиров различных оттенков.

Наиболее ценятся сапфиры кашмирские (месторождения Индии), камни обладают васильковым цветом с шелковистым отливом. Этот отлив связан с тончайшими включениями.

2. Таиландские (сиамские) рубины из-за присутствия в них следов железа менее красивы, напоминают гранат и не пользуются на рынке большим спросом. Там же добывается сапфир, так же не лучшего качества.

3. Танзания (Восточная Африка), где большие прозрачные и плохо образованные кристаллы встречаются на небольшой глубине вместе с гранатами. Африканские рубины имеют очень приятный цвет, хотя оттенок его не такой богатый, как у рубинов из месторождений Востока, поскольку он обусловлен не только хромом, но и железом.

4. Цейлонские рубины имеют скорее розовую, чем красную окраску. Иногда и здесь встречаются камни высокого качества. Сапфиры Цейлона обладают разнообразной окраской. На острове ювелирные камни добываются в основном из россыпей.

5. Пользуются неизменным спросом сапфиры из Австралийских месторождений, где добывают синие, желтые и зеленоватые камни.

6. Мадагаскар является традиционным поставщиком ювелирных сапфиров на мировой рынок. Кроме камней самых разнообразных оттенков, здесь встречаются редкие звездчатые кристаллы.

7. Недавние открытия рубинов и сапфиров в Кении и Пакистане, где камни приближаются по цвету к корундам из Мьянмы. В последнее время стали известны ювелирные сапфиры Бразилии, США (шт. Монтана).

8. На территории России сапфиры почти не встречаются, хотя серовато-синие корунды практически не прозрачные обнаруживаются в различных районах нашей страны (Карелия, Приольхонье). Небольшое количество сапфиров добыто из пегматитовых жил Ильменских гор на Урале.

Знаменитые камни

Сапфиры и рубины испокон веков играли важную роль не только в религии и медицине, но и в качестве династических регалий монархов: королей, императоров, царей. Сапфиры украшали короны многих монархических династий Европы, Византии, Древнего Рима и России. Рубинами украшали короны, скипетры, одеяния и другие королевские регалии.

Среди корундов встречались камни, которые поражали своей красотой и размерами. Так, например, коллекция Моргана в американском музее естественной истории содержит прекрасные сапфиры, среди которых особенно выделяются цейлонский сапфир, имеющий вес 158 каратов; есть там редкий желтый сапфир, весящий 100 каратов, и золотисто-желтый сапфир весом 73, 5 карата, а также и один из самых замечательных звездчатых сапфиров.

Также роскошными сапфирами располагают сокровища Вены и Алмазный фонд России. Так, к примеру, в Алмазном фонде России хранится сапфир весом в 260 каратов потрясающе красивого василькового цвета.

Сапфир св. Эдуарда. Им инкрустирован крест, венчающий английскую державу. Он огранен в форме розы. Когда-то этот камень был вставлен в кольцо английского короля Эдуарда Исповедника (1042-1066).

Сапфир Стюарт. Имеет вес 104 карата и украшает тыльную сторону Британской имперской короны.

Сапфир Марии Медичи. Этот дорогой и прекраснейший сапфир в кольце королевы-матери служил крышкой для резервуара, в котором известная отравительница хранила яд.

На Руси свою историю имеет знаменитый головной убор – шапка Мономаха. Долгое время она не представляла собой символ царской власти. Иван Грозный распорядился украсить ее драгоценными камнями, и именно рубины явились самым достойным украшением.

Да и не только в России рубины украшали чело царских особ. Во Франции, например, рубины считались одним из самых достойных украшений корон особ королевской крови. Количество рубинов на одной такой короне могло исчисляться десятками, что делало корону достаточно тяжелым головным убором.

 

Использование корундов

Еще с древности врачевателям и целителям были известны чудодейственные свойства корунда. Считалось, что сапфир способен понизить кровеносное давление, а также помочь успокоить сильную головную боль и очистить кровь.

Что касается современного использования корундов, то его широко применяют в медицине и других областях. Так, например, из высокопрочных корундовых пластин изготавливают бронежилеты. Конечно, для этих целей используется синтетический материал, а не природный. Благодаря повышенной твердости корунды используют в буровых коронках, а также лазерах и транзисторах.

Также корунды применяются в импланталогии и лазерной терапии. Их применение связано с тем, что корундовые имплантанты не вступают в реакции с органическими и неорганическими кислотами и щелочами. А по инертности они даже превосходят благородные металлы и сплавы. В отличие от золота и платины кристаллы корунда диэлектричны, поэтому во влажной среде между ними не возникает электрохимического потенциала. В частности, из корунда изготавливают позвонки и межпозвоночные диски, которые применяют в ортопедической практике.

Не обошел стороной корунд и стоматологию. В настоящее время широко применяются сапфировые имплантанты зубов. Интересно, что первые попытки имплантации зубов предпринимались еще до нашей эры. Успешно используют корунд как специальный инструментарий. Успех микрохирургии во многом зависит от остроты микролезвий. Благодаря тому, что корунд значительно тверже любой закаленной стали, из него можно изготовить лезвия на несколько порядков тоньше, соизмеримо с толщиной волокон ткани. Получается, что лезвие не режет волокна, а как бы раздвигает их. Плюс ко всему стальное лезвие не всегда способно выдержать даже одну операцию, а корундовое микролезвие благополучно переносит 50-200 операций.

Свойство высокой твердости корундов используют в качестве «вечных» подшипников в механических часах и других механизмах.

 

⇐ Предыдущая567891011121314Следующая ⇒

Поделиться: