Натуральные абразивы

Абразивы – это такие материалы, которые помогают в шлифовке, заточке или полировке любого рода поверхностей. В давние времена люди нашли применение камню, поэтому добыча абразивных минералов стала промыслом. Около двухсот лет назад богатство государства определяло месторождение камня, из которого изготавливались бруски и шлифовальные круги. Тогда еще не придумали искусственные абразивы и пользовались естественными.

Физические свойства абразивов

Тысячелетиями люди пользовались абразивами. Изготавливали и затачивали ножи, копья, стрелы, рыболовные снасти и крючки с помощью песка и камня. Песчаник был первым. В нем содержатся кристаллы кварца. Данный минерал был популярным натуральным абразивом, пока не открыли способы обработки металла другими методами. При помощи песчаника человечество научилось изготавливать различные предметы быта, оружие и приспособления для работы.

Когда заходит речь об абразивах, все понимают высокую твердость полезного ископаемого. По шкале Мооса они располагаются вверху (от кварца до алмаза). Однако такую же функцию выполняют и мягкие материалы, к примеру, пищевая сода, косточки (фруктовые), даже губки являются абразивами. С подобными предметами мы сталкиваемся практически каждый день, они помогают в быту и хозяйстве.

Много столетий для создания шлифовального инструмента использовались природные или естественные абразивы – алмаз, кремень, гранат, наждак и другие. Они и сегодня являются популярными абразивами, которые могут помочь в ручной полировке или доводке ножей, клинков и т.п.

Природные абразивы с красивыми названиями – бруски из турецкого или бельгийского камня, вашита или арканзаса, тюрингского шифера. Не обходят стороной и алмаз, который отлично справляется с работой по камню и стеклу.

Виды естественных абразивных материалов

Абразивные материалы можно разделить на естественные (природные, натуральные) и синтетические (искусственные). К последним относят:

  • карбиды кремния (зеленый, черный), карбид бора;
  • монокорунд, белый и другие виды электрокорунда;
  • SG-абразивы;
  • синтетические алмазы и материалы на основе кубического нитрида бора, то есть эльбора, гексанита, кубонита и т.п. Это отдельная группа сверхтвердых материалов.

Натуральные же камни, в свою очередь, имеют плотную, но тонкую и более мелкую структуру. При обработке природным материалом шлифовка получается чистой, гладкой. Минусом является их медленная работа, но при этом кромка деталей и заготовок получается стойкой.

К природным абразивам относят алмаз, корунд, наждак, гранат, пемзу, кварц и некоторые другие ископаемые и минералы.

Алмаз

Самым твердым минералом, который можно встретить, является алмаз. Это разновидность углерода высокой твердости. Так, алмаз является примером и эталоном твердости. По шкале Мооса его показатель 10, наивысший. Конус и пирамидки из алмаза используют для выявления степени твердости материалов. Непрозрачные, то есть технические алмазы, используются в изготовлении буров. Алмазная крошка позволяет создать качественный шлифовальный круг, диск или брусок. Также крошка используется в стоматологической сфере – из нее изготавливаются шлифующие инструменты для работы с зубами. Подобные предметы имеют высокую стойкость к износу (износостойкость).

Корунд

Корунд также относится к натуральным минералам, он состоит из кристаллической окиси алюминия (Аl2Oз), то есть кристаллы содержат α-оксид алюминия. Однако его редко можно встретить в природе. Зачастую можно найти корунд с примесями кремния, окиси железа, от чего цвет минерала видоизменяется. Цветовая палитра корунда – рубин и сапфир, что применяются в ювелирном деле. По шкале Мооса данный минерал идет вслед за алмазом, уступая ему в твердости, и имеет показатель 9.

Наждак

Наждак – это смешанная горная порода. В состав включены соединения железа и некоторых других минералов, однако основной составляющей является корунд (97%). По шкале Мооса наждаку отведена твердость 7-8. Такой показатель обусловлен количеством и видом примесей. Чтобы довести наждак до высокого качества, примеси уменьшают до 1, максимум 2%. Горную породу измельчают в порошок и после наносят на полотна, покрытые клеем. Такие полотна или наждачные диски помогают в шлифовании заготовок и поверхностей. Наждачная бумага нашла свое место и в стоматологии.

Гранат

Данный натуральный материал представляет собой ортосиликаты, к нему относится несколько разновидностей. Непрозрачные гранаты обычно применяются как абразивное средство. Прозрачные имеют красивые цветовые решения, поэтому их применяют в ювелирном деле. Твердость данного минерала по шкале Мооса – 6,5-7,5. Так как твердость граната невысока, а стоимость существенна, абразивы из данного материала в промышленном смысле невыгодны, поэтому их производство ограничено.

Пемза

Вулканический продукт пемза – не что иное, как застывшая лава. Состав пемзы непостоянный. Около 60-70% ее составляющей является кремнезем, примеси – окиси металлов, которые окрашивают пемзу в особый оттенок. Данный минерал очень хрупкий, но твердый и пористый. Особенность поверхности с заостренными неровностями позволяют создать из пемзы шлифующий инструмент, материал.

Кварц

Кристаллическая двуокись кремния или кварц относится к доступным, эффективным и дешевым абразивным материалам. Если часто дышать пылью кварца, можно заболеть силикозом, то есть профессиональным заболеванием легких, что обуславливается вдыханием диоксида кремния. Следует использовать кварц вместе с подачей воды. Кремень и кварц с наличием раковистого излома дают остроугольные частицы (именно при разломе). Используются они в порошке для абразивной обработки мягких камней, к примеру, мрамора, а также для обработки металла в специальных аппаратах, для очистки камней при строительстве и для изготовления шлифовальных шкурок.

К природным минералам также можно отнести инфузорную землю, красный железняк, полевой шпат, трепел, мел, карбонат кальция. Последний часто применяется в полировании и притирке.