Elmas, allotropik kristal yapıya sahip karbon bileşiği olan doğal bir mineraldir. Moleküler yapısının özellikleri sayesinde son derece sert bir madde olup, sınırsız süreyle saklanabilir.
Elmasın kimyasal bileşimi, farklı faktörlerin etkisiyle değiştirilebilir: yüksek sıcaklık, basınç ve/veya vakum. Bu etkiler sonucunda elmas, farklı niteliklere sahip bir başka kimyasal element olan grafite dönüşür.
Elmaslar, doğal çıkarma ve yapay üretim yöntemleriyle elde edilir. İkinci yöntem kapsamında, grafit bileşiği yüksek sıcaklık ve basınca maruz bırakılır. Grafit materyali moleküler yapısını değiştirir ve sertlik özelliklerini kazanan elmas ham maddesine dönüşür.
Sonraki kullanıma geçmeden önce elde edilen ham madde ilave işleme gerektirir. Elmasın yüksek sertlik faktörü, işleme yöntemlerinde özel bir yaklaşım gerektirir.
Tarihçe
Elmas çıkarımı tarihi son derece yenidir. Bu, mineralin bulunması ve çıkarılması ile ilgili zorluklar ve işlenmesiyle ilgili güçlüklerden kaynaklanmaktadır. Elmasın işlenmesi için diğer elmasların kullanıldığı teknoloji, yalnızca XIV-XV. yüzyıllarda popülerlik kazanmaya başlamıştır. O zamana kadar bu yöntem, sadece eski Hintli ustalar tarafından kullanılmakta olup, teknoloji sırları titizlikle saklanmıştır.
Rusya topraklarında mineral yataklarının geliştirilmesi ve işleme teknolojilerinin benimsenmesi, ancak XIX. yüzyılın ikinci yarısında sanayi ölçeğine ulaşmıştır. Bugün Sibirya’da, dünya çapında en büyük madenlerden biri olarak kabul edilen madenlerde değerli maden çıkarılmaktadır. Ayrıca, elmas işleme yöntemlerinin tüm türleri geliştirilmiştir.
İşleme Özellikleri
Elmasın işlenmesi teknolojisi ve bu işlem için uygun teknik araçlar, işlenmiş elmasın kullanılacağı nihai amaca göre belirlenir.
Elmasın özellikleri, onun farklı teknolojik sistemlerde, araçlarda ve cihazlarda kullanılmasını gerektirir. Örneğin, ince elmas fraksiyonu – toz, kesici aletlerin işleme yüzeylerini kaplayan bir kaplama olarak kullanılır. Elmas kaplama, metal, taş, beton, seramik ve diğer malzemeleri kesmek için kullanılan kesme diskleri, testere ve bantlara uygulanır.
Elmas, geniş bir yıkıcı yük spektrumuna karşı dayanıklı olmasına rağmen, kırılgan bir malzemedir. Vurmalı presleme teknolojisinin kullanımı, elmasları toza ayırmayı sağlar. Mineralin kırılması, hidrolik presle gerçekleştirilir (bu işlem nadiren uygulanır).
Daha yaygın olarak, haddeleme öğütme teknolojisi kullanılır. Ham madde, özel bir odada birbirine değen silindirik makaraların döndüğü bir konveyöre beslenir. Makaraların arasından geçerken, elmas ham maddesi ufalanır. Elmasın dayanıklılık katsayısı göz önünde bulundurularak, konveyörde farklı boşluk büyüklüklerine sahip dönen makaralardan oluşan birkaç blok bulunur. Bu, mekanizma üzerindeki yükü azaltarak, büyükten küçüğe doğru aşamalı öğütme yapılmasını sağlar.
Makaraların işleme yüzeyleri, elmas kaplama ile kaplanır, çünkü başka hiçbir malzeme, bu kadar etkili bir yük karşısında dayanıklılık gösteremez.
Toz fraksiyonunun boyut parametreleri, kullanılacağı nihai amaca göre belirlenir. Daha iri tane boyutlarına sahip elmas tozu, yüksek dayanıklılığa sahip malzemelerin kaba işlenmesinde kullanılır: seramik, granit, seramik granit. Örneğin, iri toz, sert malzemelerde yuvarlak delikler açmak için kullanılan dairesel matkap başlıklarının işleme kenarına yerleştirilen kesici eleman olarak kullanılır: seramik fayans, beton, granit levhalar ve diğerleri.
Kırılmış elmasın, farklı delik boyutlarına sahip elek panellerinden geçirilmesi, sabit çapa sahip fraksiyonların elde edilmesini sağlar.
Üretim amaçlı kullanılabilecek elmas malzemelerinin elde edilmesi süreci, vurmalı presleme teknolojisinden daha zahmetli bir işlemdir. Kullanılan malzemeler arasında, örneğin cam kesme diskleri, tornalama uçları ve diğerleri bulunur. Bunlar, tamamen elmas maddesinden oluşan elemanlardır. Bu tür eklerin üretimi, kaynak tüketimi ve aynı anda birden fazla işleme teknolojisinin kullanımıyla ilgili üretim prosedürlerini gerektirir.
Elmasın dayanıklılık özellikleri, yüksek hassasiyet ve boyut parametreleri gerektiren parçaların üretimini oldukça zorlaştırır.
Elmas ham maddesini etkili bir şekilde işleyebilecek tek malzeme, yine elmasın kendisidir.
İşleme aracına ve işlenen malzemeye etki eden faktörlerin doğru şekilde kombinasyonu, işlemin maksimum verimlilikle yapılmasını sağlar. Örneğin, bazı durumlarda işlenen parça orta sıcaklık aralığında ısıtılırken, işleme aracının sıcaklığı düşük termal seviyelerde tutulur. Bu durumda, ısıtılmış parça işlenebilir hale gelir ve araç aşındırma oranı düşer.
Bu yöntem, elmasın yüksek sıcaklıklara maruz kaldığında kazandığı özellikler nedeniyle kullanılır. Sıcaklık arttıkça, mineralin dayanıklılık katsayısı azalır.
Nasıl Yarmak Yapılır?
Elmasın işlenmesinin bir başka yolu, sıcak demir kullanılarak yapılan işlemdir. Mineral, yüksek sıcaklıklara ısıtılmış metal ile kimyasal reaksiyona girebilir. Sıcak demir, elmasın karbon bileşenini emmeye başlar. Isınmış metal ile mineral arasındaki temas noktasında, moleküler düzeyde elmasın erimesi gerçekleşir.
Bu yöntem, düşük üretim verimliliğine sahip olmasına rağmen, elmas malzemesinin işlenmesinde belirli sonuçların elde edilmesini sağlamak için tek etkili yoldur.
Sıcak çelik yöntemi, büyük hacimli ham maddelerin kesilmesi gerektiğinde ve minimum atık oranı sağlanması istendiğinde uygulanır. Bu yöntemde, dönen makaralarla harekete geçirilen kızgın çelik tel kullanılır. Bu durumda, kesim hattı mümkün olan en ince şekilde yapılır ve ham maddenin kaybı asgariye indirilir.
Sıcak testere yöntemi, yalnızca genel işleme işlemleri için kullanılabilir. Detaylı taşlama işlemleri, daha karmaşık taşlama teknolojileri kullanılarak yapılır. Bu yöntemde, sıcak delme teknolojisi de kullanılır. Bu durumda, delme çeliği de yüksek sıcaklıklara ısıtılır. Yöntemin verimliliği, her iki parçanın birbirine sürtünerek ısınması sayesinde artar.
Elmas delme, kaba işleme için kullanılır. Parçanın yarılma hattı boyunca, gerekli çapta delikler açılır. Bu deliklere özel çapa genişletici ankrajlar yerleştirilir. Teknoloji, ankrajların genişlemesini sırasıyla veya aynı anda kontrol etmeye olanak tanır. Bu, parçanın belirlenen hattı boyunca kontrollü bir şekilde yarılmasını sağlar.
Yöntemin etkinliği açısından, deliklerin açılacağı açı büyük önem taşır. Belirlenen değerlerden herhangi bir sapma, yarılma doğruluğunun bozulmasına yol açabilir.
Чем шлифуют алмаз?
Bu mineralin işlenmesindeki ana yöntem, onun taşlanmasıdır. Bu işlem sayesinde elmaslar nihai şekillerini alır ve bazı durumlarda değerli taşlara dönüşür.
Bristi hazırlamak için ustalar, aşamalı işleme yöntemlerine başvururlar. İlk olarak, ham parça, varsa diğer minerallerin yabancı bileşimlerinden temizlenir. Ardından, kaba kesim yapılır ve bu işlem, gelecekteki ürünün temel şeklinin oluşmasını sağlar. Sonraki aşama ise kesim işlemidir.
Elmas minerali taşlanırken, işleme için özel başlıklar kullanılan ekipmanlar gereklidir. Bu başlıklar, belirli kalınlık, şekil ve yapım malzemelerine sahip diskler veya levhalardan oluşur ve her bir işleme aşamasına uygun olarak seçilir. Bu başlıkların işleme yüzeylerine, farklı çaplarda elmas tozu fraksiyonları serilir.
Değerli taş olan elmasın (brilliant) kesimi için çok sayıda başlık kullanılır, her biri farklı boyutlarda olabilir. İşleme süreci ilerledikçe, başlıkların taneliği giderek küçülür. Son aşamada, son parlatma işleminde, elmas nanokatkıları kullanılır.
Kesim işleminde kullanılan araçlar, hedeflerine ve çalışma prensiplerine göre farklılık gösterir. Bazı araçlar, rotorun döner hareketi sayesinde çalışırken, rotorun ucuna taşlama diski takılır. Diğer araçlar, geri-ileri hareket prensibiyle çalışır ve taşlama plakaları, özel kelepçelere yerleştirilir.
İşleme sürecinde, elmaslar, şeffaf cam benzeri bir duruma kadar taşlanır. Gelecekteki brillianta ait yüzeyler, kesin açılarla ve belirli konumlarla yerleştirildiğinden, ham madde değerli taşa dönüşür. Son işleme aşamasında, taş, ayna parlaklığına kadar cilalanır.
Bütün bu sürecin tamamlanması büyük bir zaman alır (bazen yıllarca), bu da elmasın dış etkilere karşı gösterdiği dayanıklılıkla açıklanabilir.
Elmasların çıkarılması ve işlenmesi hakkında ilginç bilgilere aşağıdaki videoda ulaşılabilir.
