Практическое применение драгоценных камней

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа № 41»

Практическое применение драгоценных камней

Руководитель проекта: учитель,

Самкова Светлана Васильевна

Авторы проекта: Крыгина Светлана,Тютюнникова Ирина, 9 Б класс

Курган, 2024

Цель работы: изучить практическое применение драгоценных камней

Задачи работы :

-изучить источники по данной проблеме

- провести анкетирование среди

учащихся 9 классов

- определить области, в которых можно

применить драгоценные камни

Актуальность проекта:

Драгоценные камни и минералы, являются одной из форм многообразия, величия и красоты природы. На протяжении многих веков они зачаровывают нас своим великолепием и причудливостью геометрических форм и окрасок, привлекают своей энергетикой и магнетизмом. Обычно, когда мы думаем о драгоценных камнях, мы представляем себе украшения звёзд или клады, охраняемые драконами. Однако у многих из этих камней есть интересное применение.

Гипотеза

• Мы предположили, что драгоценные камни можно использовать не только как ювелирные украшения, но и применять в разных отраслях промышленности.

Введение

• Драгоценные камни — волшебное творение Природы. Это минералы, которые обладают красивым внешним видом.
• Добыча драгоценных камней являлась одним из самых древних промыслов.
• С древних времен люди высоко ценили удивительные свойства драгоценных камней, приписывая им магическую силу. В своей работе мы расскажем как еще можно применять драгоценные камни.

Анкетирование

Мы предположили, что наши одноклассники не знают как используются драгоценные камни, и решили провести анкетирование в 9 классах нашей школы.

Первый вопрос «Какие драгоценные камни вы знаете?

Большинство опрошенных назвали алмазы,рубины, топазы, сапфиры.

Второй вопрос « Вы знаете, где кроме ювелирной промышленности применяют драгоценные камни?»

Выяснилось, что 96 проценто в опрошенных не могут ответить на этот вопрос.

Легенды

С давних пор люди интересовались камнями, восхищались их красотой, присваивали им мистические, лечебные свойства, поклонялись им. А сколько сказок и настоящих историй, художественных произведений и кровавых убийств связано с этими прекрасными творениями природы.

Старая персидская легенда рассказывает, что благородные камни - творение сатаны, который, заметив, что Ева любуется пестрыми цветами, растущими в райских садах, дал им великолепные краски, дабы возбуждать в людских сердцах алчность, соблазн.

Уже в древнейшие времена они служили украшениями, а их блеск и окраска возбуждали удивление и восхищение.

Классификация драгоценных и поделочных камней, предложенная В.Я. Киевленко в 1973 году:

Первая группа — ювелирные (драгоценные) камни:

алмаз, изумруд, сапфир, рубин, александрит, шпинель, опал, аквамарин, топаз,турмалин, бирюза, хризолит, аметист и другие.

Вторая группа — ювелирно-поделочные камни:

раухтопаз, гематик-кровавик, янтарь, горный хрусталь,агат. цветной халцедон, кахонит, амазонит, родонит, гелиотроп, розовый кварц и другие.

Третья группа — поделочные камни:

яшма, ганит, мраморный оникс, лиственит, абсидиан, гагат; джеспляит, селинит, флюорит, авеллютюриновый кварцит, агальматолит, цветной мрамор.

Применение алмаза в строительстве

Алмазы очень эффективно применяются в строительстве, так как при проведении строительных работ надо пробивать различные отверстия.

Алмазные инструменты, позволяют производить сверление, резку и демонтаж стен, качественно вырезать проем даже в несущей стене, получать любые отверстий и делают они это без образования микротрещин, делают это легко, быстро и значительно тише.

Алмазная пила

Алмазные диски и свёрла

Алмазное сверление

Использование алмазов

В промышленности часто используются инструменты , покрытые алмазным порошком. Прочность алмаза делает его наиболее подходящим материалом, который применяется при изготовлении тонкой проволоки, в частности нитей накаливания электрических ламп.

Алмазные буры

Так выглядят алмазные резцы для обработки контактных линз

Использование алмазов

В алмазных буровых коронках для глубокого бурения.

Буровые коронки

Для изготовления шлифующих и режущих инструментов.

Для изготовления полировальных порошков и паст шлифующего материала.

для обработки камня

Круг алмазный шлифовальный

Использование алмазов

В оптической и электронной промышленности как полупроводников, датчиков в счетчиках ядерных частиц.

В фильерах для вытягивания проволоки.

Кристаллы тяжелого сцинтиллятора

Фильеры экструзионные, твердосплавные.

Применение алмазов в медицине

• Алмазные лезвия скальпелей имеют сверхтонкие края, что уменьшает ширину разрезов, это очень важное свойство для современной хирургии. Такие лезвия остаются острыми гораздо дольше, чем стальные.
• Алмазы применяются в лазерных устройствах для прижигания разрезов и ран.

• В стоматологии применяются плоские алмазные диски и алмазные головки, предназначенные для обработки твёрдых тканей зуба, и зубоврачебные наконечники вращающиеся. Так же используются алмазные инструменты в ортопедической стоматологии.

Алмазный микрохирургический скальпель

Стоматологические инструменты

Применение алмазов в медицине

Ученые в настоящий момент разрабатывают алмазные имплантаты, которые будут контролировать здоровье пациента или смогут взять на себя роль недееспособных тканей.

Высококачественные кристаллы алмаза оказались перспективными для рентгеновской оптики.

Ещё одно применение - это радиотерапия. При лечении онкологических заболеваний необходимо определять дозу облучения, нужен датчик и алмаз может использоваться для этих целей.

Алмазный костный бор диаметр 1,4 мм.

Радиотерапия

Переносная рентгеновская установка

Применение искусственных алмазов

Технические алмазы хотя и стоят дороже, более экономичны, потому что режут быстрее и служат дольше, чем другие материалы.

Синтетические технические алмазы оказались лучше природных, потому что их можно производить в неограниченном количестве, и можно задавать их свойства.

Применение алмазов в быту

Наждачный круг

Алмазные сверла

шлифовальные машины

Алмазный стеклорез

Два ребра кристалла сходятся под острым углом.

Бруски алмазные

Паста алмазная

Надфили алмазные

Применение синтетических алмазов

• В медицине синтетические алмазы используют для изготовления медицинских инструментов: заточка инъекционных игл, скальпелей и микротомных ножей.
• На предприятиях, которые выпускают фарфоровую и стеклянную посуду, также используют синтетические алмазы для шлифования краев изделий, что заметно снижает брак.
• Алмазное шлифование экранов кинескопов телевизоров повышает производительность обработки в 2–2,5 раза при улучшении качества изделий.
• Синтетические алмазы используются для изготовления абразивных кругов, которые используются при заточке и доводке твердосплавного металлорежущего инструмента. Резку полупроводниковых материалов проводят дисками из синтетических алмазов.
• На основе синтетических алмазов организовано производство алмазных паст. Пасты выпускаются с повышенным и нормальным содержанием алмазного порошка, твердой и мазеобразной консистенции, которые смываются водой и органическими растворителями.
• Алмазные пасты нашли широкое применение в обработке металлических и неметаллических поверхностей различных деталей. Алмазные пасты окрашиваются в различные цвета, выпускаются расфасованными в тубы или шприцы по 5, 10, 20, 40, 80 г.
• Алмазные пасты из синтетических и натуральных алмазов применяются для доводочных операций, для особо точного изготовления деталей с высоким требованием к чистоте поверхности.

Корунд

Если бы драгоценным камням раздавали премии за помощь человечеству, то первую награду, бесспорно, получил бы корунд . Этот минерал имеет огромное количество разновидностей, некоторые из которых нам очень хорошо знакомы. Например: рубины и гранаты.

Применение корунда

Этот минерал обладает высочайшей твердостью, достигающей отметки 9 по шкале Мооса.

Благодаря этому,он находит применение в качестве подшипников для движущихся частей в высокоточных приборах .

Благодаря высокой твердости, используют как абразивный материал, а также при изготовлении эмалей.

Огнеупорные материалы применяются для проведения металлургических процессов, конструирования печей, высокотемпературных агрегатов

Непрозрачный корунд и его загрязненные разновидности известны нам как наждак .

Применение рубина.

Мало для кого остается сегодня секретом, что порой на запястье мы носим целую коллекцию рубинов. В одном часовом механизме их может быть до шестнадцати штук.

Искусственные рубины

Искусственно выращенные рубины – незаменимые «труженики». Из них делают не изнашивающиеся опорные камни для часов, иглы, их используют в лазерах.

Основа лазера - рубиновый стержень . Торцы его строго параллельны друг другу. Работает в импульсном режиме на длине волны 694 мм, мощность излучения может достигать в импульсе 106–109 Вт.

Сапфир – голубая разновидность корунда

Сапфир - прозрачный минерал синего цвета, так же как и рубин является разновидностью корунда. Свое название сапфир получил от лат. sapphirius, что означает синий.

Применение сапфиров

Сапфирное стекло

В часовых механизмах применяется и сапфир. Из искусственного сапфира делают часовые «камни». Из сапфира люди научились изготавливать сверхпрочное стекло, которое принято называть сапфирным стеклом. Если им покрыть циферблат часов, то за сколько угодно лет и при практически любой эксплуатации на нем не появится ни единой царапины.

Лезвия скальпелей для офтальмологических операций обычно изготавливают из лейкосапфира или керамики, стеллитов с толстым алмазным покрытием.

Применение сапфиров

Сапфиры для микроэлектроники

Сапфиры для светодиодов

Самое главное применение сегодня сапфира –это яркие светодиоды на основе сапфировых подложек 2-6 дюйма. Рынок светодиодов огромный - лампы всех видов, телевизоры, ноутбуки, мобильные телефоны, рекламные панели и многое другое.

Сапфировые подложки имеют самую высокую эффективность. Сапфировые подложки используются для эпитаксии полупроводниковых пленок и изготовления интегральных схем.

Сапфировая подложка

Сапфиры для оптики

Сапфиры для медтехники

• В оптических и оптоэлектронных приборах сапфир имеет очень широкий спектр применения:
• смотровые окна размером от несколько миллиметров до несколько сотен миллиметров работающие на земле, под водой и в космосе; линзы и призмы; световоды для широкого спектра при любых температурах; фокусирующие конусы; высокотемпературные термопарные чехлы; оболочки специальных ламп; защитные колпаки навигационных устройств и многое другое.

• Применение сапфира в медицине - это имплантология, хирургия и медицинское приборостроение.
• Сапфир можно вставлять в ткани тела, так как они не вступают в реакцию органическими кислотами и тканями, инертностью и биосовместимостью сапфир превосходит все известные конструкционные материалы

Применение александрита

Александрит – минерал, который содержит берилий, металл с удивительными свойствами:

малый удельный вес,

задерживает радио - излучение, не пропускает космические лучи.

Это обеспечивает его применение в ракетостроительной технике, атомной энергетике, атомные реакторы.

Применение александрита

Александрит ценится как технический материал, особенно в квантовой электронике, в частности, – в производстве лазеров Особенно широкое применение александритовые лазеры нашли в медицинской косметологии и микрохирургии глаза.

Заключение

Человек столетия напролет изучает то разнообразие материалов и форм, которое мы называем природными богатствами. Что-то из этого оставляет его равнодушным, а что-то прочно проникает в жизнь и служит верой и правдой. Одни из материалов люди научились искусно получать своими силами, а какие-то так и не поддались науке.

Но наука не стоит на месте и может быть в скором времени появятся материалы с ещё лучшими характеристиками, чем у драгоценных камней. А пока этого не произошло, на службе у человека будут и алмаз, и рубин, и сапфир и многие другие драгоценные и полудрагоценные камни, о свойствах и применении, которых будет интересно узнать. И это будет темой нашей следующей работы.

Список используемых источников

• Божевольная З.А. Основные проблемы развития алмазообрабатывающей промышленности России. Эко – 2007 - № 1.
• Пыляев М.И. Драгоценные камни. М., Стрелец, 1990.
• Пыляев М.И. Драгоценные камни, их свойства, местонахождения и употребление. СПб., Минералогическое Общество, 1877.
• Петров В.П. Рассказы о драгоценных камнях. М., Наука, 1985.
• Рид П. Геммология. М., Мир, 2003.
• Рожков Н.С. Морозов А.П. Алмазы на службе у человека. М., Недра, 1967.
• Скиннер Б. Хватит ли человеку земных ресурсов? М., Мир, 1989.
• Ферсман А. Рассказы о самоцветах. М., Наука, 1974.
• Энциклопедия для детей: т 4 (Геология) М., Аванта +, 1995.

• http://www.ake-rus.ru/almazniy-instrument/
• http://lib.rus.ec/b/193436/read
• http://www.museion.ru/1.3/almaz.html
• http://uvelir.info/articles/31214/

http://www.google.ru/search?q=%D0%BD%D0%B0%D0%B6%D0%B4%D0%B0%D0%BA&hl=ru&newwindow=1&client=opera&hs=fg6&rls=ru&channel=sugge