Владимир Карасев - Неизвестный алмаз. «Артефакты» технологии
Специалисты-алмазники отказались комментировать этот факт, когда мы принесли кристалл им на заключение. Единственная их просьба – больше этот кристалл никому не показывать. Что мы и делали в течение восьми лет.
Как известно с XII века из опытов некоего алхимика Магнуса [18], если подержать алмаз на солнечном свете, а потом кинуть его в ведро с горячей водой, то он вспыхнет ярким голубым светом. Сегодня этот эффект термостимулированной люминесценции считается известным и исчерпывающе описанным [19]. И у нас возник интерес, а что будет, если алмаз подержать на солнечном свете после нашего воздействия?
Через восемь лет после огранки «погнутый» кристалл был вытащен из хранилища и вынесен на солнечный свет (безоблачное небо, середина июня, 11 часов 45 минут дня). Через 20 минут облучения солнечным светом алмаз опять был помещен в хранилище. А когда мы его вынули из хранилища через трое суток, то очень обрадовались, что у нас в наличии есть система регистрации изображений – геммологический микроскоп MoticGM-168 с высококачественной фотокамерой Canon.
Мы впервые наблюдали «сгоревший» кристалл алмаза. На рис. 2.20, 2.21 приведены изображения ограненного алмаза через трое суток после двадцатиминутного облучения солнечным светом. Почему «сгоревший»? Судите сами. Все грани, кроме двух, с цветами побежалости одного спектра напоминают брошенную в костер алюминиевую фольгу. Все они сжались, деформировались, покорежились. Это какая же энергия выделилась, чтобы так изувечить поверхность кристалла? Алмаз же все-таки…
Через оставшиеся две прозрачные полированные грани хорошо видна внутренняя, чистая как слеза структура алмаза. Она, по всей видимости, и была тем генератором, который «выплеснул» такой мощный импульс энергии, который привел к трансформации всей поверхности алмаза.
Кроме двух граней…
Почему эти две грани остались полированными? Почему трещина опустилась ниже к основанию, стала толще, «оплавилась» и расширилась? Почему проявились грани от первой огранки? Если кристалл каким-то образом «запомнил» систему плоскостей первой огранки, на которую мы наложили со сдвигом на ребра вторую огранку, то почему количество «проявившихся» плоскостей равно 11, а не 16?
Рис. 2.20. Вид сверху (а) кристалла алмаза после облучения солнечным светом. Хорошо видны две прозрачные полированные грани. Вид кристалла сбоку (б). Видна трещина и «проваленные» грани
Рис. 2.21. Нижняя часть кристалла
Вопросов много, и сегодня на них нет ответа. Особенно поразило состояние плоской поверхности нижней части кристалла (см. рис. 2.21).
Нижняя часть кристалла до воздействия представляла собой плоскую прозрачную полированную поверхность. После эксперимента с солнечным светом она покрылась слившимися «пупырышками», которые образовали совершенно непонятный, но четко фиксируемый рисунок необычной морфологии поверхности – поверхности, сформированной круглыми «пупырышками» с элементами элегантного кубизма в своем общем дизайне.
А вид и структура люминесценции этого кристалла в потоке ультрафиолетового света вообще поставили в тупик видавших многое специалистов-алмазников (рис. 2.22).
Короче – одни вопросы…
Рис. 2.22. Люминесценция алмаза в ультрафиолетовом свете
Глава 3
Формы поверхности алмаза
Наиболее характерные пространственные формы поверхности алмаза, сформированные технологическим процессом, – сферические и конусообразные. Все остальные поверхности, описываемые уравнениями второго порядка, в той или иной части алгоритма своего исполнения включают в себя основные технологические приемы, характерные для создания сфер или конусов.
3.1. Конус
Создание конуса из алмаза на первый взгляд может показаться довольно простой задачей. Вращай алмаз вокруг оси под определенным углом к плоскости инструмента и получится конус. Словно карандаш заточить. Но это алмаз! И кристаллографическую анизотропию механических свойств алмаза еще никто не отменял. А если учитывать влияние нашей динамической волновой среды на процесс обработки, то формирование конуса с заданными геометрическими параметрами и требуемой шероховатостью поверхности становится непростой технологической задачей.
На рис. 3.1 приведено изображение конусообразной поверхности алмаза, обработанного в виде ювелирного изделия. При обработке именно этого изделия был зафиксирован «артефакт», который у нас получил название «рассасывающаяся подкова».
Рис. 3.1. Конусообразная поверхность алмаза
В процессе финишного формирования конуса этого изделия во время контроля геометрических параметров его поверхности произошел несанкционированный пуск вращения инструмента, и на вершине уже готового конуса произошел съем материала, образовалась фацета. Конфигурация этой фацеты напоминала часть эллипса (подкову). Для исправления поверхности конуса было принято решение применить новый, еще не опробованный алгоритм воздействия «пошаговый съем». Суть этого алгоритма заключается в следующем.
Вращение кристалла не происходит непрерывно в одну сторону. Кристалл поворачивается на определенное количество шагов шагового двигателя и возвращается в исходное положение. Такое периодическое перемещение (покачивание) в заданном секторе обработки отличается одной особенностью: количество шагов вращения в одну сторону больше, чем количество шагов возврата в исходное состояние. В результате область обработки постепенно (периодически) перемещается в заданном направлении.
Точкой начального касания инструмента была выбрана область поверхности конуса алмаза, находящаяся напротив образовавшейся фацеты. Сектор перемещений инструмента составлял -10—15°. Разность хода вперед-назад шагового двигателя -12 шагов. Время, за которое кристалл сделал бы полный оборот вокруг своей оси, – 40 минут.
Для контроля протекания процесса обработки через 1 минуту воздействия инструмента алмаз был снят с установки и помещен под оптический микроскоп. Поверхность конуса восстановилась и не содержала артефактов, т. е. фацета отсутствовала. Эллиптическая конфигурация плоской поверхности, как и сама плоская поверхность, исчезли («подкова рассосалась»).
Следует заметить, что касающийся поверхности конуса инструмент должен был достичь дефектной области только через -20 минут после начала обработки. Этот факт говорит о том, что в вершине конуса произошла такая концентрация волновой энергии, которой оказалось достаточно для трансформации материи в заданную форму и восстановления конусообразной поверхности алмаза.
Рис. 3.2. Алмазные конусообразные наковальни
Этот факт подтвердил наши предположения, что динамическое волновое поле алмаза и конфигурация его поверхности неразрывно связаны между собой. С этой точки зрения конусообразная поверхность алмаза, по всей видимости, вносит существенный вклад в формирование амплитудно-частотных характеристик всего процесса, всей высокочастотной динамической волновой системы.
Исходя из этого, был скорректирован технологический процесс обработки конусных поверхностей и освоено изготовление алмазных наковален нового типа (рис. 3.2).
3.2. Сфера
Сфера – самая удивительная и самая непростая в изготовлении конфигурация поверхности алмаза. Мало того, что возрастает когерентность воздействия на всю систему алмаза, поскольку по поверхности кристалла перемещается малая точечная область контакта плоского инструмента с обрабатываемой поверхностью, еще требуется детальное математическое моделирование этих траекторий перемещения инструмента по поверхности будущей сферы. В этом случае большое значение имеет соотношение параметров скоростей θ и φ как основных задаваемых координат формирования поверхности (алгоритм формирования).
Например, на верхнем рисунке приведен результат математического моделирования движения точечной области обрабатывающего плоского инструмента по поверхности алмаза. В этом случае заданное соотношение параметров скоростей в (наклон алмаза) и φ (вращение алмаза) приводит к однородности (равномерности) наложения траекторий перемещения обрабатывающей точечной поверхности инструмента по обрабатываемой поверхности кристалла в зависимости от времени обработки.
Изменение только одного параметра в соотношении скоростей θ и φ на небольшую величину (нижний рисунок) может привести к повторяемости траекторий и формированию совершенно новой конфигурации обработанной поверхности алмаза, которую мы иногда используем для формирования поверхности ювелирных изделий.
