الألماس هو الحجر الكريم الأكثر شعبية في العالم. وهو أصلب مادة معروفة، وله العديد من الاستخدامات المذهلة مثل صناعة المجوهرات. كما يمكن صناعة الماس في المختبر وهو ما يدعى “الألماس الصناعي”.
الخصائص الفيزيائية للألماس
- التصنيف الكيميائي: العنصر الطبيعي المكون له هو الكربون.
- اللون: معظم الأَلماس بني أو أصفر اللون. والمفضل لصناعة المجوهرات هي الأحجار عديمة اللون أو التي لديها لون خفي بحيث يصعب ملاحظته.
أما الأحجار ذات الألوان الزاهية مثل الأحمر والبرتقالي والأخضر والأزرق والوردي والأرجواني والبنفسجي والأصفر فهي نادرة جدًا وتباع بأسعار مرتفعة.
وعدد قليل من الأحجار البيضاء والرمادية والسوداء يتم قطعها وصقلها لتستخدم كمجوهرات. ومعظم أنواع الألماس الصناعي هو بلورات بنية صفراء ورمادية وخضراء وسوداء تفتقر الى النقاء والألوان الصافية لتكون جوهرة جيدة.
- الخدش: الألماس أصلب من أدوات الخدش، وأثر خدشه عديم اللون.
- اللمعان: أعلى مستوى لمعان للمعادن غير الفلزية.
- الشفافية:شفاف وغير شفاف ومعتم.
- القطع: قطع مثالي ثماني السطوح في أربعة اتجاهات.
- الصلابة على مقياس موس: 10.
- الكثافة النوعية: 3.4 إلى 3.6
- الخصائص المميزة الصلابة، التوصيل الحراري، الشكل البلوري، مؤشر الانكسار والتشتت الضوئي.
- التركيب الكيميائي: يتركب من عنصر الكربون.
- النظام البلوري: مكعب متساوي القياس.
- الاستخدامات: المجوهرات، الأدوات القاطعة، نوافذ الألماس، السماعات، المشتتات الحرارية، الأجزاء المجهرية ذات الاحتكاك المنخفض، الأجزاء المقاومة للاهتراء.
ماهو الألماس ؟
هو معدن نادر الوجود في الطبيعة يتكون من الكربون. ويحيط بكل ذرة كربون في الألماس أربع ذرات كربون أخرى مرتبطة بها عن طريق روابط تساهمية قوية (أقوى نوع من الروابط الكيميائية). وينتج عن هذا الترتيب البسيط والموحد المترابط بإحكام واحدة من أكثر المواد المعروفة صلابة.
وبالإضافة إلى أنه أصلب مادة معروفة فهو مقاوِم كيميائيًا (لا يتآكل بفعل التفاعلات الكيميائية) ولديه أعلى نسبة توصيل حراري لأي مادة طبيعية. هذه الخصائص تجعله مناسبًا لاستخدامه كأداة قطع وللاستخدامات الأخرى التي تتطلب المتانة.
ويتميز الألماس أيضًا بخصائص بصرية خاصة مثل ارتفاع مؤشر الانكسار والتشتت واللمعان العالي، وتساعد هذه الخصائص في جعل أكثر الأحجار الكريمة شهرة في العالم ما يخول استخدامه في العدسات الخاصة التي تتطلب المتانة والأداء.
ولأن الأَلماس يتكون من عنصر الكربون، يعتقد الكثير من الناس أنه يجب أن يتكون من الفحم. لا يزال يُدرَّس هذا في العديد من الفصول الدراسية – ولكنه غير صحيح!
كيف يتشكل الألماس ؟
الألماس مصدرة ليس سطح الأرض. بل يتشكل عند ضغط وحرارة عالية على عمق 100 ميل تحت وشاح الأرض. ومعظم الأَلماس المكتشف خرج على السطح بسبب الانفجارات البركانية العميقة.
تبدأ هذه الانفجارات في الوشاح وفي طريقها تمزق قطعًا من الصخور الوشاحية وتوصلها إلى سطح الأرض بدون أن تذوب. وتُعرف هذه القطع من الوشاح باسم “Xenoliths” والتي تحتوي بدورها على الأَلماس .
يستخرج الناس الأَلماس من الصخور التي تحتوي على “Xenoliths” أو من التربة والرسوبيات الناتجة عن تفتت هذه الصخور الحاملة للألماس. ويُعتقَد أن بعض الأَلماس يتشكل نتيجة الضغط المرتفع ودرجات الحرارة العالية في مناطق الصدوع القارية أو مواقع اصطدام الكويكبات.
ألماس المجوهرات مقابل الألماس الصناعي
الأَلماس الطبيعي ملون ونقي وناصع ما يجعله مناسبًا ليكون جوهرة. هذه الألماسات نادرة وتشكل جزءًا صغيرًا من إجمالي الإنتاج العالمي ويتم بيعها لجمالها وجودتها. تقتصر بلورات الأَلماس الطبيعي على كثافة نوعية تقدر ب3.4 إلى 3.6. هذا الفرق بسبب احتواء بعض الأحجار على شوائب وعيوب في التركيب البلوري.
والألماسات المستخدمة كجواهر هي أكثر أنواع الألماس مثالية، مع حد أدنى من الشوائب والعيوب، ولها كثافة نوعية قريبة جدًا من 3.52. أما بالنسبة للألماس الصناعي فغالبًا ما يستخدم في عمليات القطع والطحن والحفر والتلميع.
وهنا تكون الصلابة وخاصية توصيل الحرارة هي الصفات المطلوبة. أما الحجم ومقاييس جودة المجوهرات فليست مهمة. وغالبًا ما يتم سحق الأَلماس الصناعي لإنتاج مساحيق كاشطة بحجم ميكروني.
ألماس المجوهرات
الألماس هو الحجر الكريم الأكثر شعبية في العالم. وفي كثير من الأحيان تنفَق عليه أموال أكثر من جميع الأحجار الأخرى مجتمعة. أحد أسباب شهرته هي خصائصه البصرية، وهناك عوامل أخرى مثل الأزياء والتقاليد التي يتخللها ارتداؤه والتسويق المكثف من قبل منتجي الأَلماس .
يتمتع الأَلماس بلمعان براق جدًا. أعلى لمعان غير فلزي، والمعروف باسم (آدمنتين – Adamantine) ويمنحه اللمعان العالي القدره على عكس نسبة كبيرة من الضوء الساقط عليه.
هذه الخاصية تجعل ألماس المجوهرات متألقًا. يمتلك الألماس قدرة تشتيت عالية للضوء، إذ يحلل الضوء الأبيض إلى الألوان المكونة له. وخاصية التشتت هي التي تمنح الموشور القدرة على تحليل الضوء الأبيض إلى ألوان الطيف، وأيضًا تمنح الأَلماس بريقه الملون.
الرسم البياني أدناه يوضح أغلب الدول المنتجة للألماس الطبيعي
جودة ألماس المجوهرات
يتم تحديد جودة هذه الألماسات بشكل أساسي من خلال أربعة عوامل: اللون، والقص والوضوح، والوزن بالقيراط.
وفي الخمسينيات من القرن الماضي طور المعهد الأمريكي للأحجار الكريمة والمعروف باسم “The 4CS of diamond quality” طريقة موحدة لتقييم جودة الألماس.
اللون: معظم ألماس المجوهرات يتراوح لونه من الشفاف إلى الأصفر والبني والرمادي. والألماس الأكثر أهمية وقيمة هو الشفاف تمامًا، وهو الذي يباع بأعلى الأسعار. ومع ذلك بدأت فئة أخرى من ألماس المجوهرات تزداد شعبية وهي الألماسات الملونة مثل الأحمر والوردي والأصفر والبرتقالي والأرجواني والأزرق والأخضر والبني. تعتمد قيمة الألماس الملون على كثافة ونقاء اللون وجودته.
ويطلق على الأَلماس زاهي الألوان اسم “fancies” وفقط ألماسة واحدة من بين 10,000 تمتلك هذا الاسم وهي نادرة للغاية وبيعت في مزادات بأكثر من مليون دولار للقيراط. وهو أحد أنواع الأَلماس الأكثر إذهالًا في العالم.
- الوضوح: الألماس المثالي هو الخالي من الكسور والشوائب التي تتداخل مع الضوء وتقلل من قيمة الحجر. كلما ازدادت قل جمال الحجر وانخفضت قيمته ويمكنها أيضًا أن تقلل من صلابته.
- القطع: جودة التصميم والحرفية المستخدمة في قطع الأَلماس هو ما يحدد مظهره وكمية الضوء الذي يعكسه.
- القيراط: يباع الألماس بالقيراط (وحدة وزن =⅕ من الغرام أو 1/142 من القيراط) وعادة مايكون القيراط للأحجار الصغيرة أقل تكلفة من القيراط للأحجار الكبيرة من نفس النوع، وذلك لندرة الأحجار الكبيرة.
الأَلماس المستخدم للقطع
لأن الألماس صلب جدًا (10 على مقياس موس) يتم استخدامه كمادة كاشطة، ويستخدم معظم الأَلماس الصناعي لهذا الغرض.
توضع ألماسات صغيرة على شفرات المناشير ورؤوس الحفارات وغيرها. ويستخدم الأَلماس أيضًا في صورة مسحوق للتلميع والطحن الناعم جدًا ويستخدم في قطع وصقل وتلميع ألماس المجوهرات.
استخدامات أخرى للألماس:
يُستخدم معظم الأَلماس الصناعي كمادة كاشطة، ومع ذلك فإنه يستخدم في العديد من التطبيقات الصناعية الأخرى.
نوافذ الألماس
تصنع من طبقات رقيقة من الألماس، وهي شفافة وصلبة للغاية ومقاومة للحرارة والتأكل.
قباب مكبرات الصوت (speaker domes)
تعمل قباب مكبرات الصوت الألماسية على تحسين أداء المكبرات عالية الجودة. ولأن الألماس مادة شديدة الصلابة فإنه عند وضع طبقة رقيقة منه على قبة مكبر الصوت يؤدي إلى اهتزازها بسرعة دون حدوث تشوه في الصوت.
مشتتات الحرارة
هي مواد تمتص أو تنقل الحرارة الزائدة. لأن الألماس يعد أعلى موصل للحرارة أكثر من أي مادة أخرى، فإنه يستخدم في تشتيت الحرارة بعيدًا عن الأجزاء الإلكترونية الدقيقة عالية الأداء.
الاحتكاك في الأجهزة الميكانيكية الصغيرة
يستخدم الألماس في بعض الساعات حيث تكون هناك حاجة إلى الصلابة والمقاومة الشديدة للتأكل.
الأسطح المطلية بطبقة رقيقة من الألماس
في هذه الحالة يتم تحويل الألماس إلى بخار يتراكم على السطح المراد تغطيته.
ما مدى صلابة الألماس؟
يُعرف الألماس بأنه أصلب مادة طبيعية وحُددت صلابته بالمعامل 10 على مقياس موس للصلابة، مع ذلك هذه المعلومة غير دقيقة، فبلورات الألماس تختلف في الصلابة حسب شكلها. ويعد الشكل الأكثر صلابة هو ثماني السطوح.
لذلك عندما يراد قطع الألماسات وصقلها إلى مجوهرات، يكون من الصعب التعامل معها باستخدام المناشير الماسية التقليدية وتنفّذ معظم العملية اليوم بالقص بأشعة الليزر. يوضح الرسم البياني أدناه صلابة المعادن على مقياس موس.
الألماس المقلد
يصنع الألماس المقلد من مواد تشبه الألماس، ولكنها تختلف في تراكيبها الكيميائية. ويمكن أن تكون هذه المواد طبيعة مثل الزركون الشفاف والياقوت.
وفي كثير من الأحيان تكون هذه المواد صناعية مثل الزركونيا (ZrO2) أو المويسانيت (SiC) أو الإيتريوم ألومنيوم جارنيتYAG (Y3Al5O12)أو السترونتيوم تايتانيت (SrTiO3).
تصنيع الألماس
يعد الألماس مادة ثمينة للغاية، ويعمل البشر منذ قرون على تصنيعها في المختبرات والمصانع. الألماس الصناعي هو مادة من صنع البشر لها نفس التركيب الكيميائي والبلوري والخواص البصرية والسلوك الفيزيائي، تمامًا مثل الألماس الطبيعي.
أُنتجت أول ألماسات تجارية من هذا النوع سنة 1954من قبل شركة جنرال إلكتريك. ومنذ ذلك الحين نجحت العديد من الشركات في صناعته. وتعد الصين اليوم رائدة في هذا المجال إذ تُنتج أكثر من 4 مليار قيراط سنويًا.
وفي العقد الماضي طورت العديد من الشركات تقنية تمكنها من إنتاج بلورات كبيرة لتستخدم كمجوهرات، يصل حجمها إلى بضعة قيراطات وبألوان مختلفة بما فيها ذلك الشفاف عديم اللون.
تستخدم بعض الشركات طريقة الضغط العالي ودرجة الحرارة المرتفعة، ويعرف هذا الألماس باسم “HTHP”، ويستخدم البعض العزل الكيميائي لترسيب بخار الألماس ويعرف هذا النوع باسم “CVD”.
ويباع الألماس الصناعي في متاجر المجوهرات وعلى شبكة الإنترنت بأسعار منخفضة جدًا مقارنة بالألماس الطبيعي الذي هو بنفس النوع والحجم. يجب بيع هذا النوع من الألماس مع التصريح بأنه صناعي.
هل يقبل المستهلكون بالألماس الصناعي؟
الألماس الصناعي هو السائد في التطبيقات الصناعية منذ نهاية القرن العشرين. وهو أقل تكلفة وله خصائص أكثر اتساقًا، وأصبح تصنيعه بالمواصفات حسب الطلب ممكنًا.
أما في مجال المجوهرات فهناك جدل كبير حول استعداد المستهلكين لقبول ألماسٍ صناعي. يعتقد البعض أن الناس يريدون ألماسًا حقيقيًا بمعنى (ألماس مستخرج من الأرض)، ويعتقد البعض الآخر أن الألماس الصناعي سيكون مفضلًا بالنسبة لأشخاص يكرهون المشاكل المتعلقة بحقوق الإنسان والمشاكل المتعلقة باستخراجه، ومن المرجح أن يكون الدافع الحقيقي له هو السعر المنخفض.
وتتراوح قيمة الألماس الصناعي بين 15 و30% من قيمة الألماس الطبيعي. وقد يكون هذا هو الدافع الأكبر لقبول المستهلكين به.
الملاحظة والتفكير
إذا دخلت تقريبًا إلى أي متجر للمجوهرات ونظرت إلى الياقوت والياقوت الأزرق والزمرد فغالبًا ما ترى أن أغلب الأحجار صناعية. ويمكن للشخص الذي لديه خبرة بسيطة أن يتعرف عليها من خلال ألوانها الزاهية ووضوحها الجميل.
تتميز المجوهرات الصناعية بمظهرها الباهر وأسعارها المنخفضة مقارنة بالمجوهرات الطبيعية من نفس النوع والحجم، إذ يحصل المستهلكون على مظهر أجمل وبسعر أقل، وقد وافق معظمهم على هذا الأمر.
إن صراع الظفر بالمشاعر وتحقيق هيمنة المبيعات في سوق الياقوت والياقوت الأزرق والزمرد فازت بها المجوهرات الصناعية منذ عقود. وفي العقد المقبل، قد يتحرك سوق الألماس أيضًا لصالح الألماس الصناعي.
ولقد بدأ الألماس الصناعي بالبروز فعلًا في السوق. من المرجح أن ينخفض سعر الألماس الصناعي مع تزايد عدد الآلات التي تنتجه وتزايد المنافسة بين الشركات، ما سيقوده ليصبح أكثر كفاءة. إذا كانت الحملات الإعلانية العالمية ستُروِّج مستقبلًا للألماس الصناعي، فربما يحدث تحول كبير في الطلب عليه.
اقرأ أيضًا:
صخرة مرصعة بالألماس تطير في الفضاء وتثير حيرة المراقبين
ترجمة: محمد رشود
تدقيق: محمد نجيب العباسي
