Рынок технических алмазов огромен, но сравнительно неизвестен широкой публике, и обеспечивает широкий диапазон решений для различных производственных секторов.
Попросите людей подумать об алмазах, и ответ подавляющего большинства – сверкающее обручальное или свадебное кольцо или браслет, ожерелье, серьги с прекрасными драгоценными камнями. А попросите производственника представить алмаз, и ответ будет совсем другим.
Большинство людей мало знают, если знают что-то вообще, о применении алмазов в промышленных целях. И что самое удивительное, так это то, что технические алмазы имеют огромный рынок и намного превосходят рынок алмазов ювелирного качества. Кроме того, технические алмазы играют огромную роль во многих отраслях промышленности, которые делают повседневную жизнь эффективнее и легче.
Твердость алмазов делает их идеальными для применения в режущих и шлифовальных инструментах, и они используются в сверлах и пилах с алмазной кромкой, а алмазная крошка широко применяется в абразивах.
Проводятся широкие исследования по применению алмазов в качестве полупроводников для производства микросхем. Алмазы даже используются для создания покрытий, применяемых в реактивных самолетах, в используемых на кухне поверхностях и в космических кораблях, включая станцию Pioneer, запущенную в 1978 году с целью изучения Венеры, которая должна была выдерживать экстремальные температуры и условия.
Рынок алмазов технического качества очень отличается от рынка алмазов ювелирного качества. Так как технические алмазы нужны в большей степени из-за их твердости и теплопроводности, которая в 4 раза выше теплопроводности меди, геммологические характеристики алмазов ювелирного качества, такие как чистота и цвет по большому счету не имеют значения. Поэтому 80 % алмазов, добываемых ежегодно, или свыше 100 миллионов каратов, непригодны для применения в ювелирных изделиях и направляются для промышленного применения. Кроме того, ежегодно производится более 500 миллионов каратов синтетических алмазов для промышленного применения. Около 90 % алмазного абразивного материала, большая часть которого производится в Китае, имеет синтетическое происхождение, согласно данным Геологической службы США (U.S. Geological Survey, USGS).
Нет необходимости говорить, что грань между алмазами ювелирного и технического качества иногда может быть расплывчатой. Когда спрос на бриллианты большой, то и низкокачественные или мелкие алмазы, которые в другое время отправили бы для промышленного применения, находят дорогу к производителям бриллиантов и используются для огранки.
Даже если они и стоят больше других абразивных материалов, алмазы более экономичны в широком ряде промышленных процессов, потому что они режут быстрее и служат дольше, чем другие возможные альтернативные материалы. Кроме того, синтетические технические алмазы оказались лучше природных, потому что их можно производить практически в неограниченном количестве, и можно задавать их свойства для специальных областей применения. Вследствие этого синтетические алмазы составляют более 90 % технических алмазов, применяемых в США.
В 2010 году общий объем производства технических алмазов в США составил около 93 миллионов каратов, и США также были одним из ведущих мировых рынков потребителей. Внутри страны выпускался синтетический абразивный материал, порошок и камень.
Основными потребителями технических алмазов в США являются производители компьютерных чипов, строительство, машиностроение, компании, оказывающие услуги в горной добыче по бурению при разведке полезных ископаемых, нефти и газа, фирмы, занимающиеся резкой и полировкой камней, системы транспортировки. Для резки камней, строительства и ремонта автомагистралей расходуется большая часть выпускаемых технических алмазов.
Кроме того, к высокотехнологичным областям применения технических алмазов относится прецизионная механическая обработка с малыми допусками керамических деталей для аэрокосмической промышленности, радиаторов-теплосъемников для электронных цепей, линз для лазерного излучающего оборудования; полировка кремниевых пластин и дисководов; ряд операций в компьютерной промышленности.
Порошки, изготовленные с синтетическими алмазами для полировки, применяются в основном для шлифования режущих инструментов, драгоценных камней, оправ для ювелирных изделий, оптических поверхностей, кремниевых пластин и волок для протягивания проволоки для компьютерных чипов. Сотни видов другой продукции, изготавливаемой из керамики, стекла, металлов и пластика, тоже полируются алмазными порошками.
«США, вероятно, и в следующем десятилетии останутся одним из ведущих мировых рынков для технических алмазов и, вероятно, будут оставаться также и значительным производителем и экспортером синтетических технических алмазов, - говорится в годовом отчете USGS за 2010 год. - Благодаря отрицательному влиянию экономического спада на производственные секторы США, в которых используются технические алмазы, импорт США в 2009 году значительно сократился по сравнению с показателями 2008 года, но в 2010 году они вернулись к докризисному уровню».
«Спрос на технические алмазы в США, вероятно, сохранится в строительном секторе, так как США продолжают строительство и ремонт системы национальных автомагистралей в стране. Техническими алмазами покрывают режущую кромку пил, применяемых для резки цемента при строительстве и ремонте автомобильных дорог. Ожидается, что спрос на синтетические алмазные абразивные материалы и порошок останется выше, чем на материал из природного алмаза. Цены, выраженные в долларах с неизменяющимся курсом, на продукцию из синтетических алмазов, вероятно, продолжат снижение, так как технология производства становится все более экономичной; вероятно еще большее снижение, если продолжит расти конкуренция со стороны дешевых производителей в Китае и России», - добавлено в отчете USGS.
Запасы природных технических алмазов были обнаружены более чем в 35 странах. И если природные технические алмазы составляют около 1,2 % всех используемых технических алмазов, то остальное составляют синтетические алмазы. По меньшей мере, у 15 стран имеется технология производства синтетических алмазов.
Американская компания Apollo Diamond, Inc. разработала и запатентовала метод выращивания чрезвычайно чистых алмазов ювелирного качества со структурой кристалла без изъянов, используя метод химического осаждения из газовой фазы (CVD). Этот метод CVD позволяет преобразовать углерод в плазму, которая затем осаждается на подложку в виде алмаза.
Самую большую ценность алмазы, полученные методом CVD, приобретают в секторе высоких технологий. Такие алмазы можно применять для изготовления очень мощных лазеров, создания мобильных телефонов, которые умещаются в часах, и памяти для МР3 плееров, в которой может храниться 10 000 фильмов. Кроме того, их можно применять для создания не истирающихся медицинских реконструктивных суставов или покрытия для автомобилей, на котором не образовываются царапины. Наибольший потенциал для алмазов, полученных методом CVD, находится в области компьютерной технологии, и ученые говорят, что алмазные компьютерные чипы более долговечные, потому что они могут работать при температуре до 1 000°С, в то время как кремниевые компьютерные чипы перестают работать примерно при 150°С. Это означает, что алмазные компьютерные чипы, вероятно, смогут работать при гораздо более высокой частоте или большей скорости и могут находиться в окружающей среде с высокой температурой.
Природные и синтетические технические алмазы значительно отличаются по цене. Цена на природные алмазы колеблется в среднем от 1 доллара США за карат за алмазные осколки (борт) до 2,50 - 10 долларов за карат за большую часть камней, хотя некоторые крупные камни продаются по цене до 200 долларов за карат. Цена на синтетические технические алмазы меняется в зависимости от прочности частиц, размера, формы, кристалличности и отсутствия или присутствия металлических покрытий. Вообще, цены на синтетические алмазы для шлифования и полировки находятся в диапазоне от 0,40 до 2,00 долларов за карат.
В 2008 году технические алмазы производились в 32 странах. Общий объем производства технических алмазов в мире оценивался USGS в размере около 4,62 миллиарда каратов на сумму от 1,65 до 2,00 миллиардов долларов. Объем производства природных технических алмазов в мире, по оценкам, составлял свыше 71,8 миллиона каратов, что на 6 % меньше по сравнению с этим показателем в 2007 году. Демократическая республика Конго была лидирующей страной по их производству, затем шли Австралия и Россия. Эти три страны дали более 72 % мирового объема производства технических алмазов.
Объем производства синтетических технических алмазов в мире оценили в размере свыше 4,55 миллиарда каратов, что немного больше по сравнению с этим показателем предыдущего года. Китай был лидирующей страной по их производству с расчетным объемом производства в размере 4 миллиардов каратов, согласно отчету USGS, затем шли США, Россия, Ирландия и ЮАР.
Алмазы дают много преимуществ для прецизионной механической обработки и продления срока службы инструмента. Кроме того, быстро развивается применение износоустойчивых алмазных покрытий для увеличения срока службы материалов, которые конкурируют с алмазами. Увеличение срока службы не только ведет к снижению затрат на единицу выпущенной продукции, но и означает меньшее количество смен инструмента и удлинение безостановочного процесса производства. Учитывая многие преимущества, связанные с увеличением срока службы инструмента, и то, что поверхности с алмазным покрытием могут повысить прочность в 50 раз, ожидается, что алмазы как технический материал будут применяться гораздо больше.
Синтетические алмазы для абразивных инструментов и истирающихся частей в дальнейшем будут заменять конкурирующие материалы во многих областях промышленного применения благодаря обеспечению меньших допусков, а также увеличению срока службы инструментов - например, они заменят природный алмаз и изделия из карбида вольфрама, применяемые в бурильном оборудовании и инструментах.
Ожидается, что спрос на абразивный материал из синтетического алмаза останется более высоким, чем на материал из природного алмаза. Цены, на продукцию из синтетических алмазов, выраженные в долларах с неизменяющимся курсом, вероятно, продолжат снижение, так как технология производства становится все более экономичной; вероятно еще большее снижение, если продолжит расти конкуренция со стороны дешевых производителей в Китае и России.
Интересно то, что одним из крупнейших производителей и поставщиков суперматериалов из технических алмазов является De Beers через свой филиал Element Six, основные заводы которого находятся в Китае, Германии, Ирландии, Швеции, ЮАР и Великобритании. Последние данные о работе компании показывают, что это довольно крупное производство. Даже в 2007 году на компанию работало 3 600 человек, и объем продаж составил 500 миллионов долларов.
Однако технические алмазы не являются новым продуктом для компании, так как она работает в области суперматериалов в течение более 50 лет. И действительно, Element Six может проследить свою историю вплоть до 1946 года, когда Сэр Эрнест Оппенгеймер учредил первую в мире компанию, называемую Industrial Distributors Ltd., с тем, чтобы сосредоточиться на промышленном применении природных алмазов. На следующий год в Йоханнесбурге была создана специальная исследовательская лаборатория как основное подразделение для изучения материалов и разработки новых областей применения, связанных с алмазами.
Деятельность компании была организована по четырем направлениям – новейшие материалы, твердые материалы, нефть и газ и технологии. Её суперматериалы с использованием технических алмазов применяются в таких областях, как резка, шлифование, сверление, срезание и полировка. В направлении «Технологии» используются чрезвычайные свойства алмаза, кроме твердости, благодаря производству очень чистых технически алмазов с помощью методов химического осаждения из газовой фазы (CVD). Эти свойства открывают возможности применения в широком ряде отраслей, таких как оптика, передача электроэнергии, очистка воды, полупроводники и датчики.
Кроме того, исследовательские проекты фирмы указывают на огромный диапазон областей, в которых применение синтетических алмазов может принести много изменений. К ним относится получение изображения под водой, медицинских и мультиспектральных изображений, в офтальмологии, лечении рака, в лазерах большой мощности, алмазных детекторах в Большом адронном коллайдере (Big Bang Machine) в Европейской организации по ядерным исследованиям (CERN), в лечении рака глаза.
Большинство людей мало знают, если знают что-то вообще, о применении алмазов в промышленных целях. И что самое удивительное, так это то, что технические алмазы имеют огромный рынок и намного превосходят рынок алмазов ювелирного качества. Кроме того, технические алмазы играют огромную роль во многих отраслях промышленности, которые делают повседневную жизнь эффективнее и легче.
Твердость алмазов делает их идеальными для применения в режущих и шлифовальных инструментах, и они используются в сверлах и пилах с алмазной кромкой, а алмазная крошка широко применяется в абразивах.
Проводятся широкие исследования по применению алмазов в качестве полупроводников для производства микросхем. Алмазы даже используются для создания покрытий, применяемых в реактивных самолетах, в используемых на кухне поверхностях и в космических кораблях, включая станцию Pioneer, запущенную в 1978 году с целью изучения Венеры, которая должна была выдерживать экстремальные температуры и условия.
Рынок алмазов технического качества очень отличается от рынка алмазов ювелирного качества. Так как технические алмазы нужны в большей степени из-за их твердости и теплопроводности, которая в 4 раза выше теплопроводности меди, геммологические характеристики алмазов ювелирного качества, такие как чистота и цвет по большому счету не имеют значения. Поэтому 80 % алмазов, добываемых ежегодно, или свыше 100 миллионов каратов, непригодны для применения в ювелирных изделиях и направляются для промышленного применения. Кроме того, ежегодно производится более 500 миллионов каратов синтетических алмазов для промышленного применения. Около 90 % алмазного абразивного материала, большая часть которого производится в Китае, имеет синтетическое происхождение, согласно данным Геологической службы США (U.S. Geological Survey, USGS).
Нет необходимости говорить, что грань между алмазами ювелирного и технического качества иногда может быть расплывчатой. Когда спрос на бриллианты большой, то и низкокачественные или мелкие алмазы, которые в другое время отправили бы для промышленного применения, находят дорогу к производителям бриллиантов и используются для огранки.
Даже если они и стоят больше других абразивных материалов, алмазы более экономичны в широком ряде промышленных процессов, потому что они режут быстрее и служат дольше, чем другие возможные альтернативные материалы. Кроме того, синтетические технические алмазы оказались лучше природных, потому что их можно производить практически в неограниченном количестве, и можно задавать их свойства для специальных областей применения. Вследствие этого синтетические алмазы составляют более 90 % технических алмазов, применяемых в США.
В 2010 году общий объем производства технических алмазов в США составил около 93 миллионов каратов, и США также были одним из ведущих мировых рынков потребителей. Внутри страны выпускался синтетический абразивный материал, порошок и камень.
Основными потребителями технических алмазов в США являются производители компьютерных чипов, строительство, машиностроение, компании, оказывающие услуги в горной добыче по бурению при разведке полезных ископаемых, нефти и газа, фирмы, занимающиеся резкой и полировкой камней, системы транспортировки. Для резки камней, строительства и ремонта автомагистралей расходуется большая часть выпускаемых технических алмазов.
Кроме того, к высокотехнологичным областям применения технических алмазов относится прецизионная механическая обработка с малыми допусками керамических деталей для аэрокосмической промышленности, радиаторов-теплосъемников для электронных цепей, линз для лазерного излучающего оборудования; полировка кремниевых пластин и дисководов; ряд операций в компьютерной промышленности.
Порошки, изготовленные с синтетическими алмазами для полировки, применяются в основном для шлифования режущих инструментов, драгоценных камней, оправ для ювелирных изделий, оптических поверхностей, кремниевых пластин и волок для протягивания проволоки для компьютерных чипов. Сотни видов другой продукции, изготавливаемой из керамики, стекла, металлов и пластика, тоже полируются алмазными порошками.
«США, вероятно, и в следующем десятилетии останутся одним из ведущих мировых рынков для технических алмазов и, вероятно, будут оставаться также и значительным производителем и экспортером синтетических технических алмазов, - говорится в годовом отчете USGS за 2010 год. - Благодаря отрицательному влиянию экономического спада на производственные секторы США, в которых используются технические алмазы, импорт США в 2009 году значительно сократился по сравнению с показателями 2008 года, но в 2010 году они вернулись к докризисному уровню».
«Спрос на технические алмазы в США, вероятно, сохранится в строительном секторе, так как США продолжают строительство и ремонт системы национальных автомагистралей в стране. Техническими алмазами покрывают режущую кромку пил, применяемых для резки цемента при строительстве и ремонте автомобильных дорог. Ожидается, что спрос на синтетические алмазные абразивные материалы и порошок останется выше, чем на материал из природного алмаза. Цены, выраженные в долларах с неизменяющимся курсом, на продукцию из синтетических алмазов, вероятно, продолжат снижение, так как технология производства становится все более экономичной; вероятно еще большее снижение, если продолжит расти конкуренция со стороны дешевых производителей в Китае и России», - добавлено в отчете USGS.
Запасы природных технических алмазов были обнаружены более чем в 35 странах. И если природные технические алмазы составляют около 1,2 % всех используемых технических алмазов, то остальное составляют синтетические алмазы. По меньшей мере, у 15 стран имеется технология производства синтетических алмазов.
Американская компания Apollo Diamond, Inc. разработала и запатентовала метод выращивания чрезвычайно чистых алмазов ювелирного качества со структурой кристалла без изъянов, используя метод химического осаждения из газовой фазы (CVD). Этот метод CVD позволяет преобразовать углерод в плазму, которая затем осаждается на подложку в виде алмаза.
Самую большую ценность алмазы, полученные методом CVD, приобретают в секторе высоких технологий. Такие алмазы можно применять для изготовления очень мощных лазеров, создания мобильных телефонов, которые умещаются в часах, и памяти для МР3 плееров, в которой может храниться 10 000 фильмов. Кроме того, их можно применять для создания не истирающихся медицинских реконструктивных суставов или покрытия для автомобилей, на котором не образовываются царапины. Наибольший потенциал для алмазов, полученных методом CVD, находится в области компьютерной технологии, и ученые говорят, что алмазные компьютерные чипы более долговечные, потому что они могут работать при температуре до 1 000°С, в то время как кремниевые компьютерные чипы перестают работать примерно при 150°С. Это означает, что алмазные компьютерные чипы, вероятно, смогут работать при гораздо более высокой частоте или большей скорости и могут находиться в окружающей среде с высокой температурой.
Природные и синтетические технические алмазы значительно отличаются по цене. Цена на природные алмазы колеблется в среднем от 1 доллара США за карат за алмазные осколки (борт) до 2,50 - 10 долларов за карат за большую часть камней, хотя некоторые крупные камни продаются по цене до 200 долларов за карат. Цена на синтетические технические алмазы меняется в зависимости от прочности частиц, размера, формы, кристалличности и отсутствия или присутствия металлических покрытий. Вообще, цены на синтетические алмазы для шлифования и полировки находятся в диапазоне от 0,40 до 2,00 долларов за карат.
В 2008 году технические алмазы производились в 32 странах. Общий объем производства технических алмазов в мире оценивался USGS в размере около 4,62 миллиарда каратов на сумму от 1,65 до 2,00 миллиардов долларов. Объем производства природных технических алмазов в мире, по оценкам, составлял свыше 71,8 миллиона каратов, что на 6 % меньше по сравнению с этим показателем в 2007 году. Демократическая республика Конго была лидирующей страной по их производству, затем шли Австралия и Россия. Эти три страны дали более 72 % мирового объема производства технических алмазов.
Объем производства синтетических технических алмазов в мире оценили в размере свыше 4,55 миллиарда каратов, что немного больше по сравнению с этим показателем предыдущего года. Китай был лидирующей страной по их производству с расчетным объемом производства в размере 4 миллиардов каратов, согласно отчету USGS, затем шли США, Россия, Ирландия и ЮАР.
Алмазы дают много преимуществ для прецизионной механической обработки и продления срока службы инструмента. Кроме того, быстро развивается применение износоустойчивых алмазных покрытий для увеличения срока службы материалов, которые конкурируют с алмазами. Увеличение срока службы не только ведет к снижению затрат на единицу выпущенной продукции, но и означает меньшее количество смен инструмента и удлинение безостановочного процесса производства. Учитывая многие преимущества, связанные с увеличением срока службы инструмента, и то, что поверхности с алмазным покрытием могут повысить прочность в 50 раз, ожидается, что алмазы как технический материал будут применяться гораздо больше.
Синтетические алмазы для абразивных инструментов и истирающихся частей в дальнейшем будут заменять конкурирующие материалы во многих областях промышленного применения благодаря обеспечению меньших допусков, а также увеличению срока службы инструментов - например, они заменят природный алмаз и изделия из карбида вольфрама, применяемые в бурильном оборудовании и инструментах.
Ожидается, что спрос на абразивный материал из синтетического алмаза останется более высоким, чем на материал из природного алмаза. Цены, на продукцию из синтетических алмазов, выраженные в долларах с неизменяющимся курсом, вероятно, продолжат снижение, так как технология производства становится все более экономичной; вероятно еще большее снижение, если продолжит расти конкуренция со стороны дешевых производителей в Китае и России.
Интересно то, что одним из крупнейших производителей и поставщиков суперматериалов из технических алмазов является De Beers через свой филиал Element Six, основные заводы которого находятся в Китае, Германии, Ирландии, Швеции, ЮАР и Великобритании. Последние данные о работе компании показывают, что это довольно крупное производство. Даже в 2007 году на компанию работало 3 600 человек, и объем продаж составил 500 миллионов долларов.
Однако технические алмазы не являются новым продуктом для компании, так как она работает в области суперматериалов в течение более 50 лет. И действительно, Element Six может проследить свою историю вплоть до 1946 года, когда Сэр Эрнест Оппенгеймер учредил первую в мире компанию, называемую Industrial Distributors Ltd., с тем, чтобы сосредоточиться на промышленном применении природных алмазов. На следующий год в Йоханнесбурге была создана специальная исследовательская лаборатория как основное подразделение для изучения материалов и разработки новых областей применения, связанных с алмазами.
Деятельность компании была организована по четырем направлениям – новейшие материалы, твердые материалы, нефть и газ и технологии. Её суперматериалы с использованием технических алмазов применяются в таких областях, как резка, шлифование, сверление, срезание и полировка. В направлении «Технологии» используются чрезвычайные свойства алмаза, кроме твердости, благодаря производству очень чистых технически алмазов с помощью методов химического осаждения из газовой фазы (CVD). Эти свойства открывают возможности применения в широком ряде отраслей, таких как оптика, передача электроэнергии, очистка воды, полупроводники и датчики.
Кроме того, исследовательские проекты фирмы указывают на огромный диапазон областей, в которых применение синтетических алмазов может принести много изменений. К ним относится получение изображения под водой, медицинских и мультиспектральных изображений, в офтальмологии, лечении рака, в лазерах большой мощности, алмазных детекторах в Большом адронном коллайдере (Big Bang Machine) в Европейской организации по ядерным исследованиям (CERN), в лечении рака глаза.
Оставить комментарий
Для того, чтобы оставить комментарий,
зарегистрируйтесь или войдите через соц. сети