Composición del Diamante
¿Qué es el diamante?
El diamante es un mineral raro, de origen natural, compuesto de carbono. Cada átomo de carbono en un diamante está rodeado por otros cuatro átomos de carbono y está unido a ellos por fuertes enlaces covalentes - el tipo de enlace químico más fuerte. Esta disposición simple, uniforme y estrechamente vinculada permite obtener una de las sustancias más duraderas y versátiles que se conocen.
El diamante es la sustancia natural más dura conocida. También es resistente a los productos químicos y tiene la mayor conductividad térmica de todos los materiales naturales. Estas propiedades permiten su uso como herramienta de corte y para otros usos donde se requiere durabilidad. El diamante también tiene propiedades ópticas particulares, como un alto índice de refracción, una gran dispersión y un brillo adamantino. Estas propiedades contribuyen a hacer del diamante la piedra preciosa más popular del mundo y permiten su uso en vidrios especiales donde se requiere durabilidad y rendimiento.
Como el diamante está compuesto por el elemento carbono, muchas personas piensan que debe haberse formado a partir del carbón. ¡Esto es lo que todavía se enseña en muchas aulas, pero es falso!
| Clasificación química | Elemento nativo: Carbono |
|---|---|
| Color | La mayoría de los diamantes son de color marrón o amarillo. La industria de la joyería ha favorecido los diamantes incoloros o aquellos cuyo color es tan sutil que es difícil de notar. Los diamantes con tonos vivos de rojo, naranja, verde, azul, rosa, violeta, violeta y amarillo son extremadamente raros y se venden a precios elevados. Algunos diamantes blancos, grises y negros también se cortan y se utilizan como gemas. La mayoría de los diamantes de calidad industrial son cristales marrones, amarillos, grises, verdes y negros que no tienen el color y la claridad necesarios para ser una hermosa gema. |
| Dureza | El diamante es más duro que una placa estriada. Su raya se dice que es "nula" o "incolora". |
| Brillo | Adamantino - el nivel más alto de brillo para un mineral no metálico. |
| Diafanidad | Transparente, translúcido, opaco. |
| Exfoliación | Exfoliación octaédrica perfecta en cuatro direcciones |
| Dureza Moh | 10. El diamante es el mineral más duro conocido. Sin embargo, la dureza del diamante es direccional. Es más duro paralelo a sus planos octaédricos y más suave paralelo a sus planos cúbicos. |
| Gravedad específica | 3,4 a 3,6 |
| Propiedades de diagnóstico | Dureza, conductividad térmica, forma cristalina, índice de refracción, gravedad específica y dispersión. |
| Sistema de cristal | Isométrico |
| Usos | Piedras preciosas, abrasivos industriales, ventanas de diamante, cúpulas de altavoces, disipadores de calor, micro-rodamientos de baja fricción, piezas resistentes al desgaste, matrices para la fabricación de hilos. |
¿De dónde vienen los diamantes?
Los diamantes no nacen en la superficie de la Tierra. Se forman a temperaturas y presiones altas en el manto terrestre, a unos 160 km debajo de la superficie de la Tierra.
La mayoría de los diamantes que se han descubierto fueron llevados a la superficie de la Tierra por erupciones volcánicas profundas. Estas erupciones comienzan en el manto, y al subir, arrancan pedazos de roca del manto y los llevan a la superficie de la Tierra sin derretirlos. Estos bloques provenientes del manto se conocen como xenolitos. Contienen diamantes que se formaron en las condiciones de alta temperatura y presión del manto.
Las personas producen diamantes explotando la roca que contiene los xenolitos o explotando los suelos y sedimentos que se formaron cuando las rocas diamantíferas se alteraron.
Se piensa que algunos diamantes se forman en las condiciones de alta temperatura/presión de las zonas de subducción o de los lugares de impacto de asteroides. Algunos son entregados a la Tierra en meteoritos. Ninguna mina de diamantes comercial ha sido explotada en depósitos con estos orígenes.
Diamantes preciosos para joyería VS diamantes industriales
Los diamantes de gema son diamantes cuyo color y claridad los destinan a la joyería o a la inversión. Estos diamantes son raros y solo representan una pequeña parte de la producción mundial de diamantes. Los diamantes de gema se venden por su belleza y calidad.
Los cristales de diamante natural tienen una gravedad específica que varía entre 3,4 y 3,6 aproximadamente. Este rango existe porque la mayoría de los diamantes contienen impurezas y presentan irregularidades en su estructura cristalina. Los diamantes de calidad de gema son los diamantes más perfectos, con un mínimo de impurezas y defectos. Su gravedad específica es muy cercana a 3,52.
El diamante como piedra preciosa
Los diamantes son las gemas más populares en el mundo. A menudo se gasta más dinero en diamantes que en todas las demás gemas combinadas. La popularidad del diamante se debe en parte a sus propiedades ópticas, es decir, la forma en que reacciona a la luz. Otros factores son su durabilidad, la moda, la personalización y el agresivo marketing de los productores de diamantes. El diamante es la piedra de nacimiento del mes de abril.
Los diamantes tienen un brillo muy brillante - el brillo no metálico más alto - llamado "adamantino". Este alto brillo les da la capacidad de reflejar un alto porcentaje de la luz que golpea su superficie. Esta es una de las propiedades que le dan a las gemas de diamante su "brillo". Además, cuando un diamante se forma en una gema, los ángulos de las facetas se planean para reflejar una cantidad máxima de luz en sus superficies internas.
El diamante también tiene una gran dispersión. Cuando la luz blanca atraviesa un diamante, esta alta dispersión provoca la separación de esta luz en sus diferentes colores. La dispersión es lo que permite a un prisma separar la luz blanca en colores del espectro. Esta propiedad de dispersión es lo que da a los diamantes su "fuego" colorido.
Calidad de los diamantes y las piedras preciosas
La calidad de un diamante que ha sido tallado en una piedra preciosa se determina principalmente por cuatro factores: el color, el corte, la claridad y el peso en quilates. Un método estandarizado para evaluar la calidad de los diamantes fue desarrollado en la década de 1950 por el Instituto Gemológico de América y es conocido como "Los 4Cs de la Calidad del Diamante".
Color: La mayoría de los diamantes de calidad gema son incoloros o ligeramente amarillos, marrones o grises. Los diamantes más apreciados y valiosos son aquellos que son completamente incoloros. Estos son los que se venden a los precios más altos. Sin embargo, otra categoría de piedras preciosas de diamante está ganando popularidad. Estos son los diamantes de color, que vienen en una variedad de tonos, incluyendo rojo, rosa, amarillo, naranja, púrpura, azul, verde y marrón.
El valor de los diamantes de color se basa en la intensidad, la pureza y la calidad de su color. Aquellos cuyo color es saturado y vibrante se llaman "diamantes de color fantasía" o "fancies". En promedio, sólo un diamante de cada 10.000 tiene un color que merece la designación de "fantasía". Esta rareza hace que los diamantes de color fantasía sean extremadamente valiosos. Algunos de ellos se han vendido en subastas por más de un millón de dólares por quilate. Son algunos de los diamantes más valiosos y espectaculares del mundo.
Claridad: El diamante ideal está libre de fracturas e inclusiones (partículas de material extraño en la gema). Estas afectan la apariencia de la piedra e interfieren con el paso de la luz. Cuando están presentes en gran número, de color oscuro, en posiciones o tamaños evidentes, degradan considerablemente la apariencia de una gema tallada y disminuyen su valor. También pueden reducir la resistencia de la piedra.
Corte: La calidad del diseño y la artesanía utilizados para cortar un diamante es lo que determina su apariencia. Los ángulos en los que se cortan las facetas, las proporciones del diseño y la calidad del pulido determinan su apariencia, brillo, centelleo, patrón y fuego. Las piedras ideales están perfectamente pulidas para ser altamente reflectantes y emitir un máximo de fuego. Las caras facetadas correspondientes son de igual tamaño y forma. Y los bordes de cada faceta se unen perfectamente con cada una de sus vecinas.
Quilate: Los diamantes se venden por quilate (una unidad de peso igual a 1/5 de gramo o 1/142 de onza). Los diamantes pequeños suelen costar menos por quilate que las piedras más grandes de igual calidad. Esto se debe a que las piedras muy pequeñas son muy comunes y las piedras grandes son excepcionalmente raras.
Los diamantes utilizados como abrasivos
Los diamantes, al ser muy duros (diez en la escala de Mohs), a menudo se utilizan como abrasivos. La mayoría de los diamantes industriales se utilizan para este propósito. Pequeñas partículas de diamante se incorporan en las hojas de sierra, las brocas y las muelas. Estas herramientas se utilizan luego para cortar, perforar o moler materiales duros. También pueden ser reducidas a un polvo fino y transformadas en una "pasta de diamante" utilizada para el molido o pulido muy fino.
Desde el siglo XVI, los talladores de gemas comenzaron a utilizar pequeñas partículas de diamante para cortar y pulir otros diamantes. El diamante es el único abrasivo capaz de hacer este trabajo. Hoy, en el siglo XXI, los láseres se utilizan para tallar muchos diamantes, pero las pequeñas partículas de diamante todavía se utilizan para el pulido de los diamantes.
La demanda mundial de diamantes industriales supera con creces la oferta que se puede obtener mediante la minería. Una escasez de abrasivos de diamante comenzó a manifestarse durante la Segunda Guerra Mundial. En la década de 1950, se descubrieron métodos para producir diamantes sintéticos. Rápidamente, los métodos para fabricar diamantes sintéticos se volvieron tan eficientes que los abrasivos de diamante sintético eran más confiables y menos costosos que los abrasivos de diamante hechos de diamantes naturales. Hoy en día, los abrasivos de diamante sintético se fabrican en cientos de fábricas y su costo es inferior a 1 dólar por quilate, y son igual de eficientes que los abrasivos hechos de diamantes naturales para uso industrial.
Otras utilizaciones de los diamantes
La mayoría de los diamantes industriales se utilizan como abrasivos. Sin embargo, los diamantes se utilizan en muchas otras aplicaciones.
Las ventanas de diamante se fabrican a partir de finas membranas de diamante. Se utilizan para cubrir las aberturas de los láseres, las máquinas de rayos X y las cámaras de vacío. Son transparentes, muy duraderas y resistentes al calor y a la abrasión.
Los domos de altavoces de diamante mejoran el rendimiento de los altavoces de alta calidad. El diamante es un material muy rígido, y cuando se transforma en un domo delgado, puede vibrar rápidamente sin sufrir deformaciones que degradarían la calidad del sonido.
Los disipadores de calor son materiales que absorben o transmiten el exceso de calor. El diamante tiene la conductividad térmica más alta de todos los materiales. Se utiliza para alejar el calor de las partes sensibles al calor de la microelectrónica de alto rendimiento.
Los microcojinetes de baja fricción son necesarios en los pequeños dispositivos mecánicos. De la misma manera que algunos relojes tienen rodamientos de bolas en sus movimientos, los diamantes se utilizan cuando se necesita una resistencia extrema a la abrasión, durabilidad y fiabilidad.
Es posible producir piezas resistentes al desgaste recubriendo las superficies con una fina capa de diamante. En este proceso, el carbono se transforma en un vapor que deposita el diamante en la superficie de las piezas propensas al desgaste.
¿Es duro el diamante?
Aunque el diamante es conocido como el material natural más duro del mundo y se le ha asignado una dureza de 10 en la escala de dureza de Mohs, esta información es una simplificación excesiva. La dureza de los cristales de diamante varía según su dirección.
La dirección de mayor dureza es paralela a los planos cristalinos octaédricos. Cuando los cristales de diamante se cortan y pulen en gemas preciosas, es muy difícil cortarlos en esta dirección con una sierra de diamante. Es por eso que, en lugar de usar una sierra de diamante o la práctica tradicional de romperlos por clivaje, gran parte de este trabajo ahora se realiza con corte láser.
Las facetas cortadas paralelas a la dirección del cristal octaédrico también son difíciles de pulir, por lo que los cortadores cambian de dirección o corren el riesgo de dejar una textura de "piel de lagarto" en la faceta.
La dirección más suave en un cristal de diamante es paralela a los planos cúbicos. El mejor pulido se realiza en las facetas que son paralelas a esta dirección. Aunque esta es la dirección más suave en un diamante, su dureza es varias veces superior a la del corindón, el segundo mineral más duro en la escala de dureza de Mohs.
Simulantes de diamante
Los simulantes de diamante son materiales que se parecen al diamante, pero que tienen una composición química diferente. Los simulantes de diamante pueden ser materiales naturales como el zirconio incoloro o el zafiro. La mayoría de las veces, son materiales fabricados por el hombre, como la zirconia cúbica (ZrO2), la moissanita (SiC), el YAG (granate de itrio y aluminio Y3Al5O12) o el titanato de estroncio (SrTiO3).
Diamantes sintéticos
El diamante es un material muy precioso, y las personas han trabajado durante siglos para crearlos en laboratorios y fábricas. Los diamantes sintéticos son materiales fabricados por el hombre que tienen la misma composición química, la misma estructura cristalina, las mismas propiedades ópticas y el mismo comportamiento físico que los diamantes naturales. Entre los otros nombres utilizados para los diamantes sintéticos se incluyen: "lab-grown", "lab-created" y "man-made". Estos nombres indican claramente que los diamantes no se formaron naturalmente en la Tierra, sino que fueron creados por el hombre.
La primera síntesis comercial exitosa del diamante fue realizada en 1954 por trabajadores de General Electric. Desde entonces, muchas empresas han logrado producir diamante sintético adecuado para uso industrial. Hoy en día, la mayor parte del diamante industrial consumido es sintético, siendo China el líder mundial con una producción de más de 4 mil millones de quilates al año. La mayoría de las grandes naciones industrializadas ahora son capaces de producir diamantes sintéticos para uso industrial en fábricas.
En la última década, varias empresas han desarrollado una tecnología que les permite producir diamantes de calidad gema creados en laboratorio, de un tamaño que puede alcanzar algunos quilates, en varios colores diferentes, incluyendo el incoloro. Algunas empresas utilizan métodos de alta presión y alta temperatura - entonces se habla de diamantes HTHP. Otros crean diamantes utilizando un proceso de deposición química de vapor, los diamantes CVD. Estas gemas fabricadas por el hombre se venden en joyerías y en Internet a un precio significativamente inferior al de las piedras naturales de calidad y tamaño similares. Tienen una apariencia hermosa y un precio atractivo. Los diamantes sintéticos deben ser vendidos con una mención que permita al comprador entender claramente que han sido fabricados por el hombre.
¿Los consumidores aceptarán los diamantes sintéticos?
Los diamantes sintéticos son el tipo de diamante dominante en las aplicaciones industriales desde finales del siglo XX. La mayoría de los diamantes utilizados para fabricar abrasivos y herramientas de corte son ahora sintéticos. Casi todos los diamantes utilizados para fabricar ventanas, cúpulas de altavoces, disipadores de calor, micro-rodamientos de baja fricción, piezas resistentes al desgaste y otros productos tecnológicos son ahora sintéticos.
Los diamantes sintéticos utilizados para estos fines son mucho menos costosos que los diamantes extraídos, tienen propiedades más constantes y están cada vez más disponibles en especificaciones personalizadas. No hay ningún obstáculo emocional para que los diamantes sintéticos reemplacen a los diamantes de origen minero en estos usos.
En el sector de la joyería, la voluntad de los consumidores de aceptar los diamantes sintéticos es objeto de un considerable debate. Algunos piensan que los consumidores de joyas quieren "diamantes reales", es decir, "diamantes extraídos". Otros piensan que los diamantes sintéticos serán preferidos por las personas que no aprecian los problemas de derechos humanos y medioambientales asociados con algunos diamantes extraídos. Sin embargo, el verdadero factor motivador probablemente será el precio. Actualmente, muchos diamantes sintéticos destinados a la joyería tienen una ventaja de precio del 30 al 40% en comparación con los diamantes extraídos. Esto es probablemente lo que más incentivará a los consumidores a aceptar los diamantes sintéticos.
Observación y especulación.... Si entras en casi cualquier joyería de centro comercial y miras en las vitrinas donde se venden rubíes, zafiros y esmeraldas, a menudo verás que la mayoría de las piedras ofrecidas son sintéticas. Una persona con muy poca formación a menudo puede reconocerlas por su brillante color y su magnífica claridad. Los materiales sintéticos tienen una apariencia superior, y sus precios son bajos en comparación con las gemas naturales de tamaño y calidad aparente similares. Los consumidores obtienen una mejor apariencia por un precio inferior, y la mayoría de ellos aceptan este trato en el extremo inferior del rango de precios.
La batalla por la emoción y la dominación de las ventas en el mercado de rubíes, zafiros y esmeraldas a precios populares fue ganada por los sintéticos hace décadas. En la próxima década, el mercado de los diamantes también podría evolucionar a favor de los productos sintéticos. Esto ya está sucediendo, ya que los diamantes sintéticos están ocupando un lugar muy visible en el mercado. El precio de los diamantes sintéticos probablemente disminuirá a medida que se pongan en servicio más máquinas para producirlos, se vuelvan más eficientes y la competencia entre los fabricantes se intensifique. Finalmente, la diferencia de precio entre los diamantes naturales y los diamantes sintéticos será mayor de lo que muchos clientes podrán ignorar, y comprarán sintéticos. Si la próxima campaña publicitaria de clase mundial promociona los diamantes sintéticos, podría producirse un enorme cambio en la demanda de los consumidores.
Esta campaña publicitaria de clase mundial podría ser la de Lightbox, que ofrece diamantes "blancos" y de colores al increíble precio de 800 dólares por quilate.
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