Толченый король

Как ни мелки синтетические алмазы, но для получения порошков разных фракций их все же надо предварительно раздробить, истолочь. Для этого в Украинском институте синтетических сверхтвердых материалов и инструмента созданы специальные мельницы. Одна из них — электромагнитная с центральным ротором — измельчает алмазы с помощью дробящих шаров. Шары, перекатываясь в помольной камере, под действием электромагнитных и центробежных сил истирают, дробят, толкут алмазные кристаллы. При размере исходного сырья в 60 микрон мельница выдает порошки зернистостью от 40 до 1 микрона (в основном, 14—1).

Дробленому алмазу предстоит пройти через ряд тяжелых испытаний, прежде чем он сможет работать в составе абразивного инструмента. Прежде всего, его необходимо хорошенько очистить от всех примесей. Ведь толченый алмаз состоит не только из одних драгоценных кристалликов. В алмазной «муке» можно найти осколки породы, крупинки угля, железа (от мельничных шаров: ведь не только они истирают алмаз, но и последний снимает стружку с них), кварца, корунда и прочих посторонних примесей — их может оказаться до 5% от веса порошка. Оставлять эти примеси в алмазном порошке нельзя, они могут существенно ухудшить абразивные качества будущего инструмента.

Для начала алмазный порошок обжигают (или прокаливают). Его обливают метиловым спиртом и поджигают. В пламени сгорают все органические примеси.

Затем алмазный порошок подвергают травлению кислотами: насыпают в платиновую чашку и заливают смесью концентрированных серной и плавиковой кислот. Чашку ставят на электрическую плитку и нагревают. Когда испарится половина смеси, доливают дистиллированной воды, а затем пропускают все сквозь бумажный фильтр. После процеживания фильтр с мокрым алмазным порошком снова переносят в платиновую чашку, которую нагревают до тех пор, пока не сгорит бумага.

Если после этой процедуры порошок — белый, кислотная очистка достигла цели. Если грязноватый, коричневый, значит железо полностью еще не удалено. Алмазный порошок снова кипятят в кислоте — на этот раз в концентрированной соляной. Минут через пять порошок «отбеливается», затем его высушивают. Теперь примесей железа в нем нет. Иногда алмазный порошок подвергают еще более тяжкой кислотной обработке — его кипятят в царской водке — смеси концентрированных соляной и азотной кислот. Царская водка настолько едка, что растворяет все металлы, в том числе их «царя» — золото. Вероятно поэтому алхимики назвали смесь таких кислот «аква региа». Строго говоря, в переводе с латинского это означает «королевская (царская) вода». Откуда же «водка»? Дело в том, что русские химики в XVIII столетии нарекли смесь «царским зельем», а отсюда понятно и название «царская водка»: ведь водка на Руси звалась «зельем».

Тут мы воочию знакомимся с уже известным нам свойством алмаза — его химической неприступностью и нерастворимостью даже в царской водке.

Но и теперь очистка не завершена. Необходимо удалить из алмазного порошка возможные примеси корунда. В никелевом тигле смешивают порошок с едким натром или бисульфатом калия. Смесь нагревают да 500—600 градусов; при этом происходит сплавление. Сплавленную массу выщелачивают, промывают водой, просушивают. Теперь можно не беспокоиться — корунда в алмазном порошке нет ни крупинки!

Последняя стадия очистки — центрифугирование порошка, необходимое для удаления из него частиц кварца.