الماس الصناعي :

يتميز الماس بأهمية كبيرة في قص المواد الصلبة ، تشكيلها ، وصقلها لأنه من أكثر المواد المعروفة صلابة . ويستخدم كثيراً لشحذ الأدوات المصنوعة من كربيد التنغستن ، والزجاج ، والمعادن اللاحديدية ، ولنشر وثقب الإسمنت والحجر . ومن خلال قوالب الماس ، تحسب ملايين الأميال من الأسلاك التي تستخدم في فتائل التنغستن للمصابيح الكهربائية وأنواع أخرى من الأسلاك . وتعد الولايات المتحدة أكبر مستهلك للماس الصناعي في العالم . ويشكل الإنتاج العالمي من الماس الصناعي ، 90% وزناً من إجمالي إنتاج الماس .

ووفقاً للإحصاءات الحكومية ، استوردت الولايات المتحدة عام 1979 ، ما مقداره 11.4 × ⁶10 قيراطاً (القيراط = 200 مع) من الماس الصناعي بلغت قيمتها 79 مليون دولاراً . وبلغ إنتاجها من الماس الصناعي التركيبي عام 1980 ، 50×⁶10 قيراطاً . وفي حين استمر الركود تكييفه بدقة مع الاحتياجات النوعية .

تستخدم أنواع ثلاثة من الماس الطبيعي :

(1) الماس المتبلر crystalline والقابل للشق  cleavable، مرتفع ومنخفض اللون والصنف .

‏( 2) ‏البورت bort ، نصف شفاف الى كامد ، رمادي او بني داكن ، ذو بنية بلورية مشعة او مشوشة .

‏( 3 ‏) الكربونادو carbonado ، ويرف بالماس الاسود او الكربون ، يوجد على شكل كداسة متبلرة كامدة وقاسية بدون تشقق.

‏والبورات هو الاكثر استخداما في احجار الماس الصناعي ، ويأتي معظمه من افريقيا . اصبح الماس التركيبي هو المعيار لإداء عجلات التجليخ ، والمناشير ، والمثاقب ، وهو العامل الرئيسي في اقتصاد الصناعة . يستخدم الماس الصناعي على نطاق واسع في شحذ الكربيد المشكل او اطراف السيراميك لخرط وثقب الادوات . تستخدم مادة رابطة من الراتينج ، او من مادة زجاجية ، او مدن ملبد لربط العجلات الماسية المخصصة لشحذ المواد الصلبة الحاكة كالأدوات المملطة من الكربيد ، ‏والخزفيات ، والزجاج والتي تصنع من بلورات الماس التركيبي او من مسحوق البورت . الادوات التي تعمل بالماس الصناعي ضرورة عملية لتسوية وتهذيب عجلات الحك المرهقة في كافة الصناعات حيث ينجز الشحذ بدقة. وتتيح العدة الماسية في المخارط زيادة كبيرة في سرعة التشغيل الالي لخراطة الاجزاء المعدنية اللا حديدية الى تفاوتات ضيقة وصقل ناعم ، بسبب صلابة الماس وموصليته الحرارية العالية . تصنع قوالب سحب الاسلاك الدقيقة من الماس ، لان تواصل سحبها بواسطة قوالب التحويل يسبب كثير من التآكل . وتستخدم في صناعة هذه القوالب حجارة بلورية مفردة من نوعية ناعمة ذات ثقب مناسب يفتح فيها. تم مؤخرا منع قوالب ناجحة لسحب الاسلاك من مدمجات ماسية تتألف من بلورت ماسية ناعمة مرتبطة كليا مع بعضها. تشكل الثقوب باستخدام رؤوس ماسية حادة ، او بشعاع ليزري رفيع ، وتجهز نهائيا بالصقل بغبار الماس الناعم . وعندما تتآكل هذه القوالب ، يمكن اعدادها من جديد لأسلاك من حجم اكبر . كانت قوالب الماس المستخدمة لسحب الاسلاك الحديدية سابقا بقطر اقل من 2.5 ‏مم ، لكنها حلت اليوم محل قوالب الكربيد لسحب الاسلاك بأقطار تصل حتى 4.6 ‏مم . وقد صنعت ثقوب بحجوم تصل الى 7.6 ‏مم لسحب الاسلاك اللا حديدية .

‏تحولت شركات كثيرة منتجة لأسلاك النحاس الى المدمجات الماسية التي حلت محل كربيد التنغستين . تزود لقمة الماس للحفر عبر التكلات الصخرية الصلدة المشكلة للزيت ، او الغاز ، او الماء لإحداث فتحات بشحنات التفجير في المناجم والمقالع ، ولحفر الثقوب في لب الابنية الاسمنتية وانتزاعها بماسات صغيرة كاملة على شكل رباط معدني ملبد . تؤدي الماسات هنا عمك حقيقيا ، فالرؤوس الفولاذية تعمل على تثبيتها في وضعية القص . وتتيح التيجان الماسية للمثقب بانتزاع اللب الحقيقي للصخور من اعماق كبيرة وفحصها للحصول على معلومات حول المعادن والترسبات الموجودة . يسبب الميل نحو الا تمته زيادة في الاستهلاك المحلي للماس الصناعي اكبر من زيادة الاستهلاك للمواد الاخرى الحاكة .

‏ادخلت شركة جنرال للكهرباء في عام 1957 ‏جريش الماس التركيبي من اجل عجلات الشحذ المرتبطة بالراتينج ، وهو انتاج يقوم على اساس طريقة اكتشفها العلماء في مختبرات ابحاثها عام 1954 ‏. وتستخدم الطريقة الاساسية نفسها حاليا في مصانع جنوب افريقيا ، وايرلندة ، والسويد ، واليابان ، وروسيا .

‏تحتاج هذه الطريقة الى ضغوط ودرجات حرارة في منطقة الاستقرار الدينمي الحراري للماس ( مقابل الغرافيت ، انظر الصورة 1‏- 1) والمعدن المنصهر بالحفاز - المذيب الذي يتألف من معدن او خليطة المجموعة VIII . تستخدم اجهزة الضغط العالي الفائق ، تجمع اجزاؤها مع بعضها بمكابس هيدرولية كبيرة. ويظهر في الصورة 2-1 ‏واحد من المكاس الهيدرولية التي استخدمتها شركة جنرال المذكورة انفا . وتتم بشكل متقطع وتحتاج الى عدة دقائق . تحتاج الجزيئات الماسية او المحفزات بمختلف نماذجها وحجومها الى شروط مختلفة من الضغط والحرارة ، والمحفز - المذيب ، ومدة التفاعل . ينظف الماس الخام وبصنف حجما وشكلا. وهناك حاليا عدد من مختلف النماذج ، يتراوح من مساحيق الصقل الناعمة حتى البلورات الكبيرة ‏من حجم mesh 20 ‏، والتي تؤدي خدمة ممتازة في المناشر والمثاقب لقص السيراميك ، والحجارة ، والاسمنت .

‏الصورة 1 ‏- 1 ‏. منطقة تشكل الماس لسبيكة النيكل-الكربون .

الصورة 2 - 1‏. مكبس هيدرولي 900 ‏طنا يستخدم لتامين القوة الضاغطة على جهاز سيري مفرط الضغط من اجل الماس التركيبي .

يمكن اعداد المسحوق الماسي الناعم جدا للصقل مباشرة من بعض الغرافيتات بالضغط الصدمي . فتعبر الغرافيت موجة صدمية شدتها 300 ‏- 1200 ‏MPa واستمرارية 10^-6 ثا . في طريقة Dupont ، تتناثر جزيئات الغرافيت في مادة الترابط المعدنية ، فتساعد على انتقال الموجة الضغطية والسقاية الحرارية لمقومات الكربون ذات السخونة العالية من الشبكة مباشرة بعد الضغط . وتساعد السقاية الحرارية في منع غرفته الماس المتشكل اثناء الضغط . يزال المعدن بالحموض ، والغرافيت الخارجي بمعالجات التأكسد الانتقائية . لا تعتبر هذه المعالجة عاملا مهما في صناعة الماس التركيبي . ولا تشغل بشكل مستمر ، وتعطي حبيبات ناعمة بسعر منخفض ، وقد لا يعمل بها كثيرا .

‏كانت قد طورت تقنيات ربط البلورات الماسية الى مدمجات قوية وقاسية نسبيا. وتستخدم هذه المدمجات في لقم الثقب او لسمنتة ركيزة كربيد التنغستين لتشكيل قطع اداتية غفل blanks  tool . تحمل المدمجات حواف قطع كبيرة حادة وتبقى حادة على مدى حياتها لان البلورات الماسية الحديثة مكشوفة دائما اثناء الاستخدام . تحمل القطع الغفل صلابة الماس ومقاومته للحك ومقاومة صدم كربيد التنغستين . تركب المادة الحاكة الشبيهة بالماس ، نتريد البورون التكعيبي  وتسوق ، وتستخدم تجاريا وتصنع من نتربد البورون السداسي عند ضغوط ودرجات حرارة مشابهة لمثيلاتها في الماس التركيبي ولكن مع اختلاف مواد التحفيز - المذيب . وتصنع ايضا المدمجات من نتريد البورون التكعيبي .

‏وحبيبة نتريد البورون التكعيبي الحاكة فعالة خصوصا في شحذ المعادن الحديدية الصلدة التي يميل الماس الى التفاعل معها . وعموما ، تفضل اعمال الحك بالماس للمواد اللا معدنية الصلبة ، بينما يفضل الحك بنتريد البورون التكعيبي للمواد المعدنية الصلبة .

‏يمكن انتاج الماس من نوعية الحجارة الكريمة في المختبر ، ولكن هذه الطريقة بطيئة ومكلفة ولا تعتبر مناسبة من الناحية الاقتصادية في السوق العادية . ولكنها تتميز بموصلية حرارية اعلى من اية مادة معروفة ، وهي ملائمة اكثر من البلورات الماسية الطبيعية من النموذج II  ، وقد تصبح مفيدة كأغلفة حرارية للأدوات الكهربائية الدقيقة ذات الشدة العالية في القدرة في الحالة الصلبة ومن اجل نوافذ اشعة الليزر ذات الشدة العالية .