Diamante Natural

11.3.1 Diamante Natural

geminadas pedras de diamante denominadas “cracas” também ocorrem regularmente na natureza. Estes são tipicamente triangulares em forma. A zona geminada no centro do triângulo é a superfície mais resistente ao desgaste conhecida. Os cracas são usados para afiar cinzéis, bem como para reforços nas mais exigentes aplicações de rolo de forma.grãos abrasivos de diamante natural derivam de cristais considerados inadequados para jóias, com falhas, inclusões e defeitos. Antes da utilização, o diamante é esmagado e filtrado através de uma série de redes de malha. Os fragmentos obtidos têm formas aleatórias, arestas cortantes cortantes e alta resistência ou baixa friabilidade. Eles são ligados em metal ou ligações eletropladas. A cor amarela característica é devido aos átomos de nitrogênio dispersos na estrutura. A forma blocky do diamante monocristalino sintético contrasta com a forma altamente irregular de grão de diamante natural gerada por esmagamento.diamantes naturais foram extraídos na Índia a partir de 800 a. C. Quimicamente, diamante é uma forma alotrópica de carbono em um sistema cúbico, com impurezas de SiO2, MgO, FeO, Fe2O3, Al2O3, TiO2, grafite, etc. No ar, diamond começa a oxidar a 800 ° C-900 ° C (1.500°c− 1.700°F) e grafica a 1.000°c–1.100°c (1.900°c-2.000°F). O diamante é resistente a ácidos e bases, mas dissolve-se em nitre soda fundida. Diamond has a high thermal conductivity (2,092 W m−1°K−1) and a low electrical conductivity.a forma dos cristais pode ser octaédrica, dodecaédrica ou hexaedral. O diamante tem uma boa clivagem paralela à direção das faces do octaedro.diamantes podem ser usados como diamantes em bruto, diamantes cortados e polidos, e diamantes para Ferramentas de perfuração. Diamantes em bruto são usados para Ferramentas de curativo, diamantes cortados e polidos são usados para aperfeiçoar ferramentas.o diamante ocupa um lugar único na indústria dos abrasivos. Sendo o material mais duro conhecido, não é apenas a escolha natural para moer os materiais mais duros e difíceis, mas também é o único material que pode efetivamente true e vestir rodas abrasivas. O diamante é a única roda abrasiva que ainda é obtida a partir de fontes naturais. O diamante sintético domina a fabricação de rodas, mas o diamante natural é preferido para Ferramentas de preparação e rolos de forma. Os materiais de diamante também são usados como superfícies de desgaste para paragens e lâminas de descanso de trabalho em moedores sem centro. Nestes tipos de aplicações, diamante pode dar 20-50 vezes a vida de carboneto.o diamante é criado pela aplicação de temperaturas e pressão extremamente elevadas à grafite. Tais condições ocorrem naturalmente em profundidades de 250 km (120 milhas) no manto superior da superfície da terra ou em impactos de meteoritos pesados. O diamante é extraído de tubos de Kimberlite que são o remanescente de pequenas fissuras vulcânicas, tipicamente de 2 a 45 metros de diâmetro, onde magma se desenvolveu no passado. Os principais países produtores incluem África do Sul, África Ocidental (Angola, Tanzânia, Zaire, Serra Leoa), América do Sul (Brasil, Venezuela), Índia, Rússia (Montanhas Urais), Austrália Ocidental e, recentemente, Canadá. Cada área e até mesmo cada tubo individual irá produzir diamantes com características distintas. Os custos de produção são elevados, em média 6 milhões de kg (13 milhões de lbs) de minério devem ser processados para produzir ½ kg (1 lb) de diamantes. Grande parte deste custo é suportado pela demanda para o comércio de jóias. Desde a Segunda Guerra Mundial, a produção de diamantes de qualidade industrial tem sido superada pela demanda. Isso estimulou o desenvolvimento de programas de diamantes sintéticos iniciados no final dos anos 1940 e 1950.

A forma estável de carbono à temperatura ambiente e pressão é a grafite que consiste de átomos de carbono em uma estrutura em camadas. Dentro da camada, os átomos são posicionados em um arranjo hexagonal com forte ligação covalente sp3. Contudo, a ligação entre as camadas de grafite é fraca. Diamond is metastable at room temperature and pressure and has a cubic arrangement of atoms with pure sp3covalent bonding. Há também um material intermediário chamado wurtzite ou diamante hexagonal onde a estrutura da camada hexagonal de grafite foi distorcida acima e abaixo dos planos da camada, mas não completamente à estrutura cúbica completa. O material é, no entanto, quase tão duro quanto a forma cúbica.os principais planos cristalográficos de diamante são o cúbico (100), dodecaedro (011) e octaedro (111). As taxas relativas de crescimento nestes planos são regidas pelas condições de temperatura e pressão, juntamente com o ambiente químico, tanto durante o crescimento como, no caso do diamante natural, durante a possível dissolução durante a sua viagem à superfície da terra. Isto, por sua vez, governa a forma e morfologia da pedra.a conversão direta de grafite em diamante requer temperaturas de 2.200°c (4.000°F) e pressões superiores a 10,35 GPa (1,5 × 106 psi). Criar essas condições foi o primeiro obstáculo para a produção de diamantes feitos pelo homem. A General Electric conseguiu-o através da invenção de uma junta de alta pressão/temperatura chamada “belt” e anunciou a primeira síntese de diamante em 1955. Um pouco para seu desgosto, foi então anunciado que uma empresa sueca, Asea tinha secretamente feito diamantes 2 anos antes usando uma mais complicada imprensa 6-anvil. A empresa sueca, ASEA, não tinha anunciado o fato porque eles estavam procurando fazer pedras preciosas e não considerou as pequenas pedras castanhas que eles produziram o culminar de seu programa. De Beers anunciou sua capacidade de sintetizar diamantes pouco depois da GE em 1958.

A chave para a fabricação foi a descoberta de que um solvente metálico como níquel ou cobalto poderia reduzir as temperaturas e pressões necessárias para níveis mais gerenciáveis. A grafite tem uma solubilidade mais elevada em níquel do que em Diamante, pelo que a grafite dissolve-se primeiro no níquel e, em seguida, o diamante precipita-se. A temperaturas mais altas, a taxa de precipitação é mais rápida e o número de núcleos de nucleação é maior. Os diamantes mais antigos eram cultivados rapidamente a altas temperaturas e tinham formas angulares fracas com uma estrutura de mosaico. Este material foi lançado pela General Electric sob o nome comercial RVG® para Mós vitrificados resina. A maioria das patentes iniciais sobre a síntese de diamantes já expirou e a concorrência das economias emergentes têm conduzido o preço para tão baixo quanto US $880 por kg (US $ 400/lb.) embora a qualidade e a consistência de algumas fontes sejam questionáveis.ao controlar as condições de crescimento, especialmente a densidade de tempo e nucleação, é possível crescer pedras de muito maior qualidade com formas cristalinas bem definidas.: cúbico a baixa temperatura, cuboctaédrico a temperaturas intermediárias, e octaédrico a temperaturas mais altas.a forma característica das Pedras Naturais de boa qualidade é octaédrica, mas a forma de pedra mais resistente é cubo-octaédrica. Ao contrário da natureza, isso pode ser cultivado consistentemente pela manipulação do processo de síntese. Isto levou a uma gama de qualidades de diamante sintético, tipificado pela série MBG® da GE e da série PremaDia® da De Beers, que são os abrasivos de eleição para serras utilizadas na indústria de pedra e construção, e rodas para moer vidro.

A qualidade e o preço do abrasivo é regido pela consistência da forma e, também, pelo nível de solvente preso nas pedras. Uma vez que a maior parte dos abrasivos mais bloqueados é usada em ligações metálicas processadas a altas temperaturas, a expansão térmica diferencial das inclusões metálicas no diamante pode levar a uma resistência reduzida ou mesmo fratura. Outras aplicações requerem ligações fenólicas ou resinas poliamidas mais fracas processadas a temperaturas muito mais baixas e usam diamantes mais angulares, menos estáveis termicamente. Os fabricantes de grão, portanto, caracterizam sua gama completa de graus de diamante por resistência à temperatura ambiente (TI), resistência térmica após aquecimento a, por exemplo, 1.000°C (1.800°F) (TTI), e forma (blocky, sharp, ou mosaico). Na gama média, as notas afiadas incluem materiais naturais triturados, bem como materiais sintéticos.são comuns revestimentos de diamante. Uma gama inclui camadas grossas ou revestimentos de níquel galvanizado, Ni-P Sem electrões e cobre ou prata a uma temperatura até 60% wt. Os revestimentos atuam como sumidouros de calor, ao mesmo tempo em que aumentam a força de ligação e impedem a fuga de fragmentos abrasivos. O níquel galvanizado, por exemplo, produz uma superfície espinhosa que fornece uma excelente âncora para as ligações fenólicas ao moer molhado. As ligações de cobre e prata são mais utilizadas para moagem a seco, especialmente com ligações de poliamida, onde a maior condutividade térmica supera a menor resistência do revestimento.o Revestimento

também pode ser aplicado ao nível do mícron quer como agente molhante quer como camada passiva para reduzir a reactividade do diamante com a ligação particular. O titânio é revestido em diamantes usados em ligações de níquel, cobalto ou ferro para limitar a grafitização do diamante enquanto molha a superfície do diamante. O crómio é revestido de diamantes usados em ligações à base de bronze para melhorar a ligação química e a reactividade dos constituintes do diamante e da ligação.

para as ligações electropladas, os diamantes são gravados em ácido para remover quaisquer nódulos de superfície de solvente metálico que distorçam o potencial elétrico de revestimento na superfície da roda, levando a um revestimento desigual de níquel ou mesmo à formação de nódulos. A gravura também cria uma superfície ligeiramente mais áspera para auxiliar a ligação mecânica.