Леонид Каганов: дневник

Якутия знаменита своими алмазами. Стоило мне упомянуть Якутию, как в комментариях тут же возник целый тред про алмазы и их огранку. С удовольствием расскажу.

Для начала щепотка чисто справочных сведений. На фотке, что мы видим выше, — природные (необработанные) алмазы из хранилища в Якутске. Такими их находят в природе. Алмаз по своим свойствам любопытная штука. Во-первых, по химическому составу это просто чистый углерод. Грубо говоря, уголь. Если угодно, графит из карандаша. Дерево. Макароны. Или вообще любая органика, из которой состоим мы все. Поэтому если рассуждать философски, тот, кто носит, например, золото, он все-таки носит на шее достаточно редкий химический элемент, синтезированный в космосе внутри какой-нибудь звезды (как известно, все химические элементы нашей планеты образовались когда-то в результате синтеза внутри звезд, а потом из этого мусора получились планеты). А тот, кто носит алмаз, — он просто нацепил кусочек угля, углерода, каким набита планета до упора. Алмазы из углерода синтезированы на нашей планете — этим занимались вулканы от 100 миллионов до 2,5 миллиардов лет назад. В геологии существует такое понятие, как кимберлитовая трубка — вертикальный столб в земле, оставшийся от деятельности вулкана. В ней обычно находят алмазы. Крупнейшие месторождения, как вы уже догадались, в Якутии — трубки «Мир» и «Удачная», их открыли в середине прошлого века. Разрабатывают трубки открытым способом — углубляют воронку. Затем начинают строить подземные шахты, чтобы выбрать остатки. Якутские разработки столь могучи, что теперь видны невооруженным глазом из космоса. Саму трубку я не видел (говорят, зимой под снегом она вообще не интересна), но вот снимок с вертолета из Википедии, оцените масштаб: как человечеству хотелось алмазов, чтобы вырыть ТАКОЕ в вечной мерзлоте:

Одно из свойств алмаза — уникальная твердость. Даже само слово происходит от арабского «несокрушимый». Речь идет не об ударе молотком (алмазы хрупкие и тоже умеют раскалываться), а о том, что, грубо говоря, алмазом можно поцарапать всё на свете, но алмаз поцарапать нельзя ничем. Виной тому особая кристаллическая решетка — кубическая аллотропная форма углерода. Вообще у углерода много интересных форм — вспомнить те же нанотрубки. Но вот, скажем, графит (грифель карандаша) — мягкий и черный, а алмаз — прозрачен и тверже всего в мире.

Атомы углерода могут собраться в такую кристаллическую решетку только при сверхвысоком давлении. Именно поэтому природные алмазы — это результат деятельности вулканов. При этом алмазы можно получать искусственно — первым синтезировал алмаз советский физик Лейпунский, использовав давление взрыва. Но конечно искусственные алмазы очень мелкие и плохого качества, поэтому используются в промышленности — всякие там режущие кромки, шлифовальные круги и напыления на сверла. Ну а в природе (в породе) алмазы выглядят так:

Но самое ценное свойство бриллианта (ограненного алмаза) — это его блеск. Высокий показатель преломления, дисперсия, люминесценция — и в результате мы имеем блеск, который превращает кусочек углерода в самое дорогое украшение мира. Но для этого алмаз надо превратить в бриллиант. Этим занимается гранильная фабрика в Якутске, на которой мы побывали. Фотографировать там нам по непонятной причине не разрешили и аппараты отобрали. Но я сделал несколько снимков мобильником, пока начальник охраны отвернулся, но с ведома представителя начальства фабрики, который к моему мобильнику отнесся благосклонно. И вы увидите эти секретные полулегальные снимки. Пожалуйста, не показывайте их никому.

Это мастер лазерного цеха Петр Тарасов. Обратите внимание — в Якутии практически у всех классические русские фамилии. Справа между лазерными станками мы видим портрет Джона Леннона. Петр большой ценитель Beatles, как он выразился, Леннон — это для него «сенсей».

А вот и сами лазерные станки. Вообще-то алмаз вечен. Но в вакууме или при нагревании в инертном газе он постепенно превращается в графит. Кроме того, алмаз горит — уже при температуре от 850 градусов. То есть, обычной горелкой алмаз можно спалить как простой уголь. Первыми этот эффект обнаружили в 1694 году итальянцы Аверани и Тарджони — они пытались «сплавить» несколько мелких алмазов в один крупный и, видимо, остались с кучкой угля. Наши им соболезнования. Тем не менее, это открывает простор для лазерной огранки. Как можно лазером гранить что-то прозрачное, — спросите вы. Технология такова: сперва алмаз обмазывается непрозрачным составом, чтобы лазер мог его нагреть изначально. А уж затем происходит графитизация самого алмаза, поверхность становится черной, и лазер жжет поверхность, как велит компьютер и поворотная платформа. Мощность лазера используется не великая — всего 7 ватт:

Еще один станок лазерной огранки, немного другого типа:

Самое интересное — это компьютерное планирование бриллианта. Специальный сканер делает по заготовке цифровую трехмерную модель, и компьютер помогает мастерам выбрать наилучшие варианты. Штука в том, что алмаз не всегда чистый — у него бывают сколы, вкрапления, а также внутренние «пузырьки» (обычно крохотные пустые треугольники, как я заметил). Поэтому выполняется задача о раскрое, сокобан и тетрис поиск оптимального варианта огранки. Например, покрутили на компьютере так и эдак, и приняли решение пилить алмаз в таком-то месте, из большей части сделать бриллиант вот такой формы и приплюснутости, из меньшей — бриллиант иной формы. Тут, к сожалению, начальник охраны на меня внимательно смотрел, и я постеснялся фоткать компьютер с моделью. Поэтому посмотрите еще раз на природные красоты и представьте, что будет, если снять примерно треть лишнего и получить бриллиант из такого:

В комментах прислали анекдот — столяр говорит слесарю: понять не могу, как вы железо железом режете? И действительно, чем резать самый твердый материал на Земле? Диском с алмазным напылением. Алмаз приклеивается к специальным держалкам, а дальше очень долго пилится:

Так и стоят в рядок станки, и пилят, пилят, пилят. Часов восемнадцать, а то и сутки идет процесс распилки небольшого алмаза. Сзади вы можете заметить массивные грузики — под их действием и происходит нужный нажим:

Еще один интересный вид черновой обработки — обтачивание вращением:

Два алмаза крутятся, а станок, кроме этого, ещё делает возвратно-поступательные движения. Елозят, так сказать, друг по дружке, пока крутятся. Начинается процесс с кручения просто в воздухе и медленно (очень ме-е-е-е-едлено) алмазы сближаются, чтобы не заклинить, а начать обточку с верхнего молекулярного слоя. Процесс камера транслирует на монитор:

Так и стоят станки по обточке, работают. Тоже процесс очень долгий:

Ну а что касается самой огранки (вытачивания граней), то, помимо лазерных технологий, еще практикуются и традиционные. Традиционная огранка делается на точильном камне (диск с алмазным напылением) с помощью специального прибора, в котором мастер выставляет (перещелкивает) зажим с алмазом под нужный угол. Эта рукоять и диск чем-то неуловимо напоминают виниловый проигрыватель. Кстати, у виниловых проигрывателей сам кончик иглы, как вы помните, делался из алмаза.

Мне дали немного пообтачивать алмаз, и я тоже сделал небольшую грань — это не очень долго. А инструмент, хоть и выглядит грубоватым и простым, не позволяет ошибиться.

Итак, мы изучили и ручной метод огранки. Ну а еще есть полуавтоматические инструменты, которые точат сразу несколько алмазов на одном диске под управлением компьютера:

Здесь главное — мастерство. Поскольку львиная доля мировых алмазов добывается в Якутии, то здесь это ремесло развивается, и очень много настоящих мастеров, которые специально обучались в разных концах России и других стран, чтобы гранить алмазы в Якутии. И теперь заводы по огранке здесь на высоте.

Вот и все, что я выяснил для вас об алмазах в Якутии. Если кому интересна Якутия,
мои коллеги по поездке уже тоже шпарят репортажами:
Паша Косенко http://pavel-kosenko.livejournal.com/448991.html
Петр Ловыгин. «Якутия. Письмо с Севера»
Петр Ловыгин. «Эх, гуляй-ходи! Строганина-2012»
Александр Чебан. «Зима начинается с Якутии»
Александр Чебан. «Путешествие в ледяную сказку народов Севера»
Иван Дементиевский. «Зима начинается с Якутии»
Александр Головко. «Зима начинается с Якутии. День 1 – познавательный»

Ну и я пойду дальше разбирать фотки и готовить следующие рассказы о Якутии. Вообще-то поездка блогеров была организована Министерством по федеративным отношениям и внешним связям республики Саха (Якутия) при поддержке Министерства предпринимательства и туризма республики, спасибо им. И сделано это, чтобы нам стало понятнее, что в Якутии есть чего посмотреть туристу. Официально заявляю: есть чего, очень даже есть чего посмотреть. Подробности в следующих выпусках.

UPD: В комментах задали резонный вопрос: а бывают ли эти экскурсии для туристов? Я уточнил: бывают. Вот, например: http://www.goyakutia.com/events/3416/