Descrierea diamantului conform diagramei proprietăților fizice. Compoziția și alte caracteristici ale diamantelor

Diamantele în natură sunt incluziuni în roci, serpentine etc. În plus, acestea se găsesc uneori în râu și mare de coastă pietricele placers, unde ajung ca urmare a distrugerii rocilor vulcanice. Pentru a obține un carat de diamante naturale, trebuie prelucrate aproximativ 250 de tone de minereu care conține diamante. Având în vedere că atunci când tăiați o pepiță își pierde în medie jumătate din greutate, cantitatea de minereu necesară poate fi dublată.

În ceea ce privește compoziția chimică, este unul dintre cele mai simple minerale; este carbon pur cu amestecuri minore de oxizi de calciu, magneziu și fier.

Proprietățile fizico-chimice ale diamantului

• Formula chimică este C (carbon).
• Culoare - incoloră, cu nuanțe de galben, mai rar - roșu, portocaliu, verde, albastru.
• Sistemul cristalin este cubic.
• Duritate 10 pe scara Mohs.
• Densitatea, greutatea specifică - 3,52 g per cm3.
• Fractura este concoidală.
• Indicele de refracție - 2.417.
• Decolteul este perfect, octaedric.
• Habitus, formă de cristal - octaedric, dodecaedral.
• Pleocroismul - nr.
• Transparență - de la transparent la opac.

Unde și cum sunt extrase?

Legenda spune că în antichitate oamenii foloseau păsări de pradă pentru a extrage diamante. Bucăți de carne crudă, de care se lipeau mici cristale, erau aruncate în crăpături adânci cu plăcuțe prețioase. Simțind mirosul de pradă, vulturii au coborât în ​​aceste crăpături, au luat mâncare și au dus-o în gheare. Apoi nu mai rămânea decât să urmăresc pasărea, să se furișeze neobservat și să smulgă carnea cu bijuteriile lipite de ea. A doua metodă a implicat căutarea cuiburilor de vulturi în jurul cărora se adunau oamenii. un numar mare de excremente de păsări. Oamenii l-au ridicat și au scos pepite de diamante, ajungând uneori la dimensiuni considerabile.

De fapt, pe vremuri, diamantele erau extrase numai din râu și mare, prin spălarea atentă a pietricelelor și a nisipului. Principalele unelte de muncă erau o lopată, o sită și un târnăcop. O alternativă la această metodă a fost descoperirea de la sfârșitul secolului al XIX-lea. - un corp geologic de formă verticală, format prin străpungerea gazelor prin scoarța terestră. Kimberlitul este o rocă vulcanică care conține cristale de diamant împreună cu alte minerale. Astăzi, aproape întreaga industrie a exploatării diamantelor este construită pe utilizarea acestui fenomen natural.

Pretul diamantului

• 1. CARAT - greutatea pietrei;
• 2. CUT - calitatea tăierii;
• 3. CULOARE - culoare;
• 4. CLARITATE - curățenie.

Cel mai important factor în determinarea prețului unei pietre este calitatea tăieturii acesteia. Dacă un diamant este tăiat incorect, atunci nu se poate vorbi despre niciun joc de lumină sau frumusețe. Raportul dintre adâncimea și suprafața diamantului și diametrul său joacă un rol cheie în tăiere. Proporționalitatea pietrei este evaluată pe o scară GIA de cinci puncte de la bun la ideal.

Regulile comerciale stipulează că numai acele diamante care au exact 57 de fațete pot fi numite diamante. Potrivit experților, această tăietură este cea care permite să aprecieze pe deplin proprietățile de refracție la lumină ale mineralului. Specimenele prelucrate folosind alte tehnologii ar trebui să fie numite diamante, completând formularea cu o indicație a formei: marchiz, prințesă și altele.

Următorul factor care influențează costul unui diamant este culoarea acestuia. Conform reglementărilor aprobate de Asociația Mondială a Burselor de Diamant, experții fac distincție între nouă grupuri de culori de diamante. Dintre cele întâlnite în mod regulat, cele mai scumpe vor fi pietrele incolore și cele care au o ușoară nuanță albăstruie. Se numesc diamante apă curată. Cu toate acestea, cele mai valoroase pietre sunt cele de nuanțe naturale profunde: roșu, verde, albastru, portocaliu și roz. Această colorare se numește fantezie.

Numărul de diamante de culori naturale saturate nu depășește câteva zeci la un milion de pietre albe. De exemplu, împăratul rus Paul I a plătit 100 de mii de ruble pentru un mic diamant roșu. Pentru comparație: o vaca în acele zile costa 5 ruble. Pietrele inexpresive de tonuri gălbui și maro, caracteristice majorității pepitelor, sunt apreciate mult mai puțin pe piață.

Puritatea unui diamant înseamnă absența diferitelor defecte în exterior și în interiorul pietrei. Conceptul de „defecte” include microfisuri, zgârieturi, așchii, bule de aer și incluziuni străine. Evaluarea clarității este efectuată la mărirea de zece ori a diamantului, ceea ce face posibilă studierea caracteristicilor acestuia în detaliu. Pe baza rezultatelor inspecției, piatra este clasificată într-una din unsprezece grupuri de puritate. Diamantele care nu au defecte sunt clasificate drept „intrinsec impecabile”. Acele defecte care sunt vizibile cu ochiul liber sunt clasificate drept „imperfecte”.

Fiecare diamant are o structură și caracteristici unice. Nu există două pietre identice, la fel ca două amprente identice. Mitul comun conform căruia un diamant nu poate fi spart odată a jucat o glumă crudă mercenarilor elvețieni ai regelui Ludovic al XI-lea. În timpul unuia dintre numeroasele conflicte interne, ei au pus mâna pe bijuteriile ducelui Carol Îndrăznețul. Auzind despre duritatea extraordinară a diamantelor, soldații au decis să verifice autenticitatea pietrelor. Diamantele nu au putut rezista loviturilor puternice ale ciocanului și s-au prăbușit. O cantitate imensă de bijuterii a fost aruncată pentru că elvețienii le considerau false. La sfârşitul secolului al XV-lea. Arhiducele Austriei, îndoindu-se de răspunsul pozitiv al miresei, a ascultat sfatul de a-și susține intențiile cu bijuterii. De atunci, obiceiul de a însoți cererea în căsătorie cu un inel cu diamant a fost popular în întreaga lume.

Cum să descoperi falsurile

În plus, vânzătorii de falsuri menționează adesea mitul popular despre transparența completă a diamantelor în apă. Aceasta este de fapt ficțiune. Efectul de invizibilitate poate fi realizat între acele materiale care au același indice de refracție. Indicele de refracție al apei este 1, cel al diamantului este 2,4. Dintre toți simulanții de diamant, cel mai apropiat de apă în această caracteristică este sticla obișnuită, al cărei indice de refracție este de 1,5. Astfel, o piatră adevărată scăpată într-un pahar va continua să scânteie, dar una falsă nu.

Este aproape imposibil să distingem un diamant natural de unul creat într-un laborator. Tehnologia avansată face posibilă sintetizarea diamantelor artificiale cu o greutate de până la 15 carate. Într-o astfel de situație, cumpărătorul ar trebui să fie jenat de prețul net redus, care poate fi de zeci de ori mai mic decât cel real. Motive obiective Nu există așa ceva ca să vinzi diamante pentru aproape nimic.

Prelucrare și utilizare

Poveste

Una dintre cele mai cunoscute pepite procesate este „Kohinoor”. Numele pietrei tradus din indian înseamnă „munte de lumină”. Un diamant cântărind aproape 800 de carate a fost găsit în anul 56 î.Hr. Primii proprietari ai diamantului au fost reprezentanți ai dinastiei Marii Mughal. De-a lungul vieții sale lungi, „Kohinoor” a fost în mâinile mai multor monarhi persani, a împodobit brățara regelui indian, iar după cucerirea Hindustanului de către britanici a ajuns pe Foggy Albion, unde a fost re-tăiată. Din 1911, Kohinoor a împodobit mica Coroană Regală a Statului Marii Britanii și este considerată cea mai faimoasă bijuterie a țării.

Un alt diamant legendar, numit după contele Orlov, a avut o soartă nu mai puțin regală. Această pepiță provine și din India - a fost găsită la începutul secolului al XVI-lea. După ce a tăiat un trandafir înalt, piatra a cântărit 300 de carate. În următorii 30 de ani, a împodobit tronul lui Shah Nadir, după care a fost furat și transportat în Europa. În 1773, într-una dintre piețele din Amsterdam, diamantul uimitor de frumos a fost cumpărat de favoritul Ecaterinei a II-a, contele Grigory Orlov. Regina rusă, căreia i-a fost destinat „Derianur”, a ordonat să fie introdusă piatra sceptru regalși da-i un nume nou. Astăzi, sceptrul de aur cu acest diamant este păstrat în Fondul de diamante al Rusiei.

O altă pepiță legendară, cu o culoare unică de albastru safir, și-a câștigat faima ca o piatră fatală care aduce nenorocire proprietarului său.

Diamantul a fost adus din India în Franța ca un cadou regelui Ludovic al XIV-lea. Se crede că epidemia de ciumă a venit odată cu ea în Europa. ÎN timp diferitși prin diverse motive au murit toţi cei care erau stăpânii pietrei. Prințesa franceză de Lamballe a fost ucisă în timpul revoluției, regina Marie Antoinette a fost executată. Aceeași soartă îi aștepta și pe membrii familiei bancherului Hope, ultimul proprietar al diamantului. Fiul lui Hope a fost otrăvit, iar nepotul său a fost complet distrus. Numită după un finanțator bogat, această piatră este cea mai scumpă din lume. Experții o estimează la 200 de milioane de dolari. Cu o greutate de 45,5 carate, costul unei unități de greutate va costa un potențial cumpărător aproape 5 milioane de dolari.

Piatra în literatură și artă

Această piatră nu este mai puțin populară printre regizorii de film. Toată lumea știe că interiorul navei din filmul „Titanic” este aproape complet identic cu originalul. Dar nu mulți spectatori sunt conștienți că în poveste există un prototip real al diamantului din colierul personajului principal.

Piatra Heart of the Ocean a fost scoasă la licitație la Christie's în 1995. Prețul lotului exclusiv a fost de 7 milioane 791 de mii de dolari. Diamantul are într-adevăr o culoare albastră rară și este tăiat în formă de inimă. Singura diferență dintre bijuteria film și prototipul său este dimensiunea. Adevărata „Inima oceanului” cântărește puțin sub 14 carate, iar diamantul care a împodobit gâtul personajului principal al filmului pare să aibă o masă de 30 de ori mai mare.

Cinematograful își datorează și aspectul sloganului despre cei mai buni prieteni fetelor. La urma urmei, aceasta a fost inițial o replică dintr-o melodie cântată de Marilyn Monroe în filmul Gentlemen Prefer Blondes. Piatra sclipitoare de pe corpul eroinei lui Monroe a fost prezentată actriței de către proprietarul unei mari companii de bijuterii, Meyer Rosenbaum. Scopul prezentului a fost de a ajuta fata să promoveze filmul pe ecran. În 1990, diamantul a fost vândut la una dintre licitații pentru 297 de mii de dolari.

Caracteristicile de bază ale diamantelor

Culoarea diamantului

Claritatea diamantului

Se întâmplă adesea ca în urmărirea greutății, ceea ce este foarte important, diamantul să fie tăiat fără a respecta proporțiile geometrice stricte. Drept urmare, după ce am primit o piatră mai mare, obținem un diamant cu un joc de lumină insuficient de frumos. Cumpărătorul poate să nu acorde atenție acestui lucru, fiind tentat de greutate. Dar numai vânzătorul va beneficia de asta. Prin urmare, este mai bine să încercați să cumpărați o piatră cu cea mai corectă proporție geometrică. Mai ales când vine vorba de diamante care cântăresc mai mult de un carat.

Forme tăiate cu diamant

Greutatea diamantului

DIAMANT (turcă almas, din greacă adamas - indestructibil, invincibil * a. diamond; n. Diamant; f. diamant; i. diamante) - modificare cubică cristalină a nativului.

Structura de diamant. Celula elementară a rețelei cristaline spațiale de diamant este un cub centrat pe față cu 4 atomi suplimentari localizați în interiorul cubului (Fig.).

Dimensiunea marginii celulei unitare este de 0 = 0,357 nm (la t = 25°C și P = 1 atm). Cea mai scurtă distanță dintre doi atomi vecini este C = 0,154 nm. Atomii de carbon din structura diamantului formează legături covalente puternice îndreptate la un unghi de 109°28" unul față de celălalt, datorită cărora diamantul este cea mai dură substanță cunoscută în natură. În structura de bandă a diamantului, intervalul de bandă pentru non- tranzițiile verticale este de 5,5 eV, pentru verticală - 7,3 eV, lățimea benzii de valență 20 eV. Mobilitatea electronilor mn = 0,18 m 2 /V.s., găurile mr = 0,15 m 2 /V.s.

Morfologia diamantului. Cristalele de diamant au forma unui octaedru, dodecaedru rombic, cub și tetraedru cu fețe netede și în formă de plăci în trepte sau suprafețe rotunjite pe care sunt dezvoltate diverse accesorii. Caracterizat prin cristale aplatizate, alungite și complex distorsionate de forme simple și combinate, gemeni intercreștere și creștere conform legii spinelului, intercreșteri paralele și orientate aleatoriu. Varietățile de diamant sunt formațiuni policristaline: marginile sunt intercreșteri de numeroase cristale fațetate mici și granule de formă neregulată, gri și negre; ballas - sferulite cu structură radială; carbonado - criptocristalin, dens, cu o suprafață asemănătoare smalțului sau formațiuni poroase asemănătoare zgurii, constând în principal din granule de diamant submicroscopice (aproximativ 20 microni), strâns topite între ele. Dimensiunea diamantelor naturale variază de la boabe microscopice până la cristale foarte mari care cântăresc sute și mii de carate (1 carat = 0,2 g). Greutatea diamantelor extrase este de obicei de 0,1-1,0 carate; cristalele mari (peste 100 de carate) sunt rare. Tabelul prezintă cele mai mari diamante din lume extrase din adâncuri.

Compoziție chimică. Diamantul conține impurități de număr de Si, Al, Mg, Ca, Na, Ba, Mn, Fe, Cr, Ti, B. Folosind particule α ale radioizotopului H, N, O, Ar și alte elemente. este principala impuritate care are o mare influență asupra proprietăților fizice ale diamantului. Cristalele de diamant care sunt opace la lumina ultravioletă se numesc diamant de tip I; toate celelalte sunt clasificate ca tip II. Conținutul de azot al marii majorități a cristalelor de diamant de tip I este de aproximativ 0,25%. Mai puțin frecvente sunt diamantele fără azot aparținând tipului II, în care amestecul de azot nu depășește 0,001%. Azotul este inclus izomorf în structura diamantului și formează, independent sau în combinație cu defecte structurale (vacante, dislocații), centrii responsabili de culoare, luminiscență, absorbție în regiunile ultraviolete, optice, infraroșii și microunde, natura razelor X. împrăștiere etc.

Proprietăți fizice. Diamantele pot fi incolore sau cu o nuanță subtilă de culoare, precum și grade variate de galben, maro, mov, verde, albastru, indigo, alb lăptos și gri (până la negru). Când este iradiat de particule încărcate, diamantul devine verde sau albastru. Procesul invers - transformarea unui diamant colorat într-unul incolor - nu a fost încă efectuat. Diamantul se caracterizează printr-o strălucire puternică, un indice de refracție ridicat (n = 2,417) și un efect de dispersie puternic (0,063), care provoacă un joc de lumină multicolor în . De regulă, cristalele de diamant prezintă birefringență anormală din cauza tensiunilor care decurg din defecte structurale și incluziuni. Cristalele de diamant sunt transparente, translucide sau opace, în funcție de saturația lor cu incluziuni microscopice de grafit, alte minerale și vacuole gaz-lichid. Când este iluminat raze ultraviolete O parte semnificativă a cristalelor de diamant transparente și translucide luminesc în albastru, cyan și, mai rar, galben, galben-verde, portocaliu, roz și roșu. Cristalele de diamant (cu rare excepții) luminesc atunci când sunt expuse la raze X. Strălucirea diamantului este excitată de razele catodice și atunci când este bombardată de particule rapide. După ce excitația este îndepărtată, se observă adesea o strălucire de durată variabilă (fosforescență). Diamond prezintă, de asemenea, electroluminiscență, trib și termoluminiscență.

Diamantul, ca cea mai dură substanță din natură, este folosit într-o varietate de unelte pentru tăierea, găurirea și prelucrarea tuturor celorlalte materiale. Relativ pe scara Mocca 10, microduritate maximă absolută măsurată cu un indentor pe fața (111), 0,1 TPa. Duritatea diamantului pe diferite fețe cristalografice nu este aceeași; cea mai grea este fata octaedrica (111). Diamantul este foarte fragil și are un decolteu foarte perfect de-a lungul feței sale (111). Modulul Young 0,9 TPa. Densitatea cristalelor de diamant transparente este de 3515 kg/m3, translucide și opace - 3500 kg/m3, pentru unele diamante australiene - 3560 kg/m3; la margine si carbonado, datorita porozitatii lor, poate scadea la 3000 kg/m 3. Suprafața curată a cristalelor de diamant este ridicată (unghi de contact 104-105°). În diamantele naturale, în special în diamantele din depozite aluvionare, la suprafață se formează pelicule subțiri, care îi sporesc umectarea.

Diamantul este un dielectric. Rezistivitatea r pentru toate cristalele de azot de tip I diamant este 10 12 -10 14 Ohm.m. Printre diamantele de tip II fără azot, uneori există cristale cu r sub 10 6 Ohm.m, uneori până la 10-10 -2. Astfel de diamante au conductivitate și fotoconductivitate de tip r și, în aceleași condiții, fotocurentul dintr-un diamant de tip II este cu un ordin de mărime mai mare decât fotocurentul excitat într-un diamant de tip I. Diamantul este diamagnetic: susceptibilitatea magnetică pe unitatea de masă este 1.57.10 -6 unități SI la 18°C. Diamantul este rezistent la toți acizii chiar și la temperaturi ridicate. În topiturile alcaline KOH, NaOH și alte substanțe în prezența O, OH, CO, CO 2, H 2 O are loc dizolvarea oxidativă a diamantului. Ionii unor elemente (Ni, Co, Cr, Mg, Ca etc.) au activitate catalitică și accelerează acest proces. Diamantul are o conductivitate termică ridicată (în special diamantele de tip II fără azot). La temperatura camerei, conductivitatea lor termică este de 5 ori mai mare decât Cu, iar coeficientul scade odată cu creșterea temperaturii în intervalul 100-400 K de la 6 la 0,8 kJ/m.K. Tranziția polimorfă a diamantului la presiunea atmosferică are loc la o temperatură de 1885±5°C pe întregul volum al cristalului. Formarea peliculelor de grafit pe suprafața fețelor (III) ale cristalelor de diamant sub influență poate avea loc începând de la 650°C. În aer, diamantul arde la o temperatură de 850°C.

Prevalența și originea. Diamantele au fost găsite în meteoriți, roci de impact asociate cu cratere de meteoriți (astrobleme), în roci de manta profundă de dimensiuni mici din compoziții pre-gite și eclogit aflate în ele, precum și în surse secundare - placeri de diferite vârste și geneze (, etc. . ). Nu există un consens cu privire la originea diamantelor. Unii oameni de știință cred că diamantele cristalizează chiar în conductele de kimberlit în timpul formării lor sau în centre intermediare care apar la adâncimi mici (3-4 km) (centri subvulcanici). Alții cred că diamantele se formează la adâncimi mari în topirea kimberlitului parental și continuă să se cristalizeze pe măsură ce se ridică în partea superioară. Cea mai justificată idee dezvoltată este că diamantele sunt înrudite genetic cu diverse roci și sunt îndepărtate din ele împreună cu alte materiale xenogene aflate în kimberlite. Există și alte idei despre geneza diamantului (de exemplu, cristalizarea la presiuni scăzute folosind carbon de origine adâncă și carbonați ai rocilor gazdă).

Depozite de diamante. Rocile kimberlitice purtătoare de diamant și depozitele aluvionare formate din cauza eroziunii lor sunt de importanță industrială. Kimberliții se găsesc în principal pe vechi și; Se caracterizează în principal prin corpuri de formă tubulară, precum și husky și . Dimensiunile conductelor de kimberlit variază de la una la câteva mii de metri în secțiune transversală (de exemplu, conducta Mwadui din Tanzania cu parametrii 1525x1068 m). Peste 1.500 de corpuri de kimberlit sunt cunoscute pe toate platformele, dar doar câteva au conținut comercial de diamante. Diamantele sunt distribuite extrem de neuniform în kimberlite. Tuburile cu un conținut de diamant de 0,4 carate/m3 și mai mare sunt considerate industriale. În cazuri excepționale, când țevile conțin un procent mai mare de diamante de înaltă calitate, exploatarea cu un conținut mai scăzut, de exemplu 0,08-0,10 carate/m 3 (Jagersfontein în Africa de Sud), poate fi profitabilă. Kimberlitele sunt dominate de cristale care măsoară 0,5-4,0 mm (0,0025-1,0 carate). Fracția lor de greutate este de obicei de 60-80% din masa totală a diamantelor extrase. Rezervele la câmpuri individuale se ridică la zeci de milioane. Cele mai mari zăcăminte primare de diamante au fost explorate în Tanzania, Lesotho, Sierra Leone etc.

Îmbogăţire. În depozitele aluvionare, roca este mai întâi spălată pentru a îndepărta masa de argilă de legare și pentru a separa materialul clastic grosier; materialul izolat, liber este împărțit în patru clase: -16+8, -8+4, -4+2, -2+0,5 mm. produs prin metode gravitaționale (umedă și aer, îmbogățire în suspensii grele, în boluri de concentrare). Pentru extragerea diamantelor mici și a așchiilor de diamante, se folosesc folie și spumă cu curățarea prealabilă a suprafeței. Reactivi: amine, aeroflots, acizi grași, kerosen, acid cresilic. Pentru extragerea diamantelor, cel mai utilizat proces este procesul de grăsime (pentru boabele cu dimensiunea particulelor de 2-0,2 mm), bazat pe capacitatea selectivă a diamantelor de a se lipi de suprafețele grase. Ca înveliș de grăsime se folosesc vaselina, petrolul, autolul și amestecul acestuia cu parafină, acid oleic, nigrol etc.. Alături de procesul de grăsime se folosește separarea electrostatică (pentru boabele cu dimensiunea de 3-0,1 mm), pe bază de conductivitate diferită a mineralelor (diamantul – slab conductor de electricitate). O metodă luminiscentă cu raze X este utilizată pentru a extrage diamante relativ mari, bazată pe capacitatea cristalelor de diamant de a luminesce (mașini de luminescență cu raze X).

Aplicație. Diamantele sunt împărțite în bijuterii și industriale. Primele au o transparență ridicată. Cele mai valoroase diamante sunt incolore („apă pură”) sau cu culoare bună. Diamantele tehnice includ toate celelalte diamante extrase, indiferent de calitatea și dimensiunea acestora. La CCCP, diamantele sunt sortate în funcție de specificațiile care sunt actualizate pe măsură ce aplicațiile de diamante se extind. În funcție de tipuri și scop, diamantele brute sunt clasificate în categorii după calitate; în fiecare categorie există grupuri și subgrupe care determină dimensiunea, forma și condițiile specifice pentru scopul cristalelor de diamant. Aproximativ 25% din diamantele lumii sunt folosite în industria de bijuterii pentru a face diamante lustruite.

Cu o duritate excepțional de mare, diamantele sunt indispensabile pentru fabricarea diverselor scule și dispozitive (indentatoare pentru măsurarea durității materialelor, matrițe, ace pentru profilometre, profilografe, pantografe, burghie, freze, pietre aplicate pentru cronometre marine, tăietori de sticlă etc. ). Diamantele sunt utilizate pe scară largă pentru fabricarea de pulberi și paste abrazive și pentru umplerea ferăstrăilor cu diamante. Unele metale, materiale semiconductoare, ceramică, materiale de construcție din beton armat, cristale etc. sunt prelucrate cu unelte diamantate.Datorită combinației unui număr de proprietăți unice, diamantele pot fi folosite pentru a crea dispozitive electronice concepute să funcționeze în medii puternice. câmpuri electrice, la temperaturi mari, în condiții de niveluri crescute de radiații, în medii chimice agresive. Detectoarele de radiații nucleare, radiatoarele din dispozitivele electronice, termistoarele și tranzistoarele au fost create pe baza de diamante. Transparența diamantelor pentru Radiatii infrarosii iar absorbția slabă a razelor X fac posibilă utilizarea lor în receptoare infraroșii și în camere pentru studierea tranzițiilor de fază la temperaturi și presiuni ridicate.

Diamante sintetice. La mijlocul anilor 50. a început dezvoltarea sintezei industriale diamante tehnice. Sunt sintetizate în principal monocristale mici și formațiuni policristaline mai mari, cum ar fi ballasa și carbonado. Principalele metode de sinteză: statică - în sistem metal - grafit la presiuni mariși temperaturile; dinamică - tranziție polimorfă a grafitului în diamante sub influența unei unde de șoc; epitaxială - creșterea peliculelor de diamant pe semințe de diamant din hidrocarburi gazoase la presiuni scăzute și temperaturi de aproximativ 1000°C. Diamantele sintetice sunt folosite în același mod ca și cele tehnice naturale. Producția totală de diamante sintetice depășește semnificativ producția de diamante naturale.

Diamantele sunt cele mai scumpe pietre prețioase. Prezența unui astfel de mineral într-o persoană indică bogăția proprietarului. Prin urmare, pietrele sunt de mare interes nu numai pentru iubitorii de bijuterii și accesorii scumpe, ci și pentru oamenii de știință. Din ce constă diamantul și proprietățile substanței continuă să fie studiate astăzi - acest lucru este necesar pentru sinteza materialului artificial și utilizarea diamantelor în întregime.

Diamante brute

Diamantul este extras în natură. Sursa pietrei este țevile de kimberlit și lamproit. Cele mai multe dintre ele sunt situate în țări precum:

1. Australia.
2. Rusia.
3. Brazilia.

Extracția se realizează industrial. Împreună cu rocile, pietrele sunt scoase din țevi, care sunt supuse clasificării și procesării ulterioare de către gemologi și bijutieri.

Compoziția de piatră

La rândul lor, chimiștii și fizicienii au studiat compoziția substanței. ÎN începutul XVIII secolul, s-a constatat că diamantul este format exclusiv din carbon. Adică piatra nu are o formulă chimică ca atare.

În tabelul periodic al lui Mendeleev, elementul este desemnat „C”. Așa se scrie formula pietrei, într-o singură literă. Masa atomică a substanței este de 16. Carbonul din diamant își păstrează proprietățile și are o configurație interesantă.

Modificări alotropice

Diamantul este o moleculă uriașă de carbon. Pe lângă diamant, alte substanțe sunt făcute din carbon, cum ar fi:

• grafit;
• lonsdaleit;
• funingine, cărbune;
• nanotuburi de carbon;
• fulerene.

Dar toate aceste materiale au diferite aspectși proprietăți diferite. Toate acestea se explică prin existența modificărilor alotropice. Aceasta înseamnă că atomii de carbon sunt aranjați în spațiu și se leagă între ei în moduri diferite. Configurația atomilor împreună cu legăturile lor se numește rețea cristalină. Este diferit pentru toate substanțele, dar pentru diamant merită o atenție specială.

Trebuie să începem cu faptul că în diamant, atomii de carbon sunt legați între ei prin legături sigma covalente. Acesta este cel mai puternic tip de legătură chimică. Pe lângă aceasta, există și legături ionice, metalice, disulfurice și de hidrogen. Sunt mult mai slabe decât legăturile covalente și nu sunt prezente în structura diamantului.

Celula unitară a unui diamant, adică unitatea de structură, are forma unui cub. Din punct de vedere științific, aceasta se numește singonie cubică.

Aranjamentul spațial al atomilor și conexiunea lor se numește rețea cristalină. Este structura sa care determină caracteristici precum duritatea unei substanțe. Celula unitară a unei structuri de diamant arată ca un cub. Adică, diamantul, pentru a folosi terminologia științifică, cristalizează în sistemul cubic.

Vârfurile cubului sunt atomi de carbon. Există, de asemenea, un atom în centrul fiecărei fețe și încă patru elemente sunt în centrul cubului însuși. Acei atomi de carbon care sunt localizați în centrul feței sunt comuni pentru două celule, iar cei localizați la vârfurile cubului sunt comuni pentru opt celule. Distanțele dintre atomi sunt simetrice, identice ca lungime. Legăturile dintre elemente sunt covalent-sigma.

Deoarece fiecare atom este conectat la cel puțin patru atomi învecinați, nu mai există elemente libere în diamant și piatra este un dielectric excelent.

Duritatea diamantului se explică printr-o ambalare atât de densă a substanței. Dar modificările alotropice ale carbonului au o structură spațială diferită, cu aceeași compoziție.

Rețea cristalină din diamant și grafit

De exemplu, grafitul are o configurație cu legături mai slabe în spațiu, compuși pi covalenti. Și fulerenele sunt în general molecule, nu atomi de carbon. Compoziția și substanța lor în sine au fost descoperite relativ recent - în secolul al XIX-lea.

Datorită structurii sale, diamantul este cea mai dură substanță. Acest lucru se datorează tocmai structurii, și nu compoziției pietrei.

Dar nu numai diamantul are un astfel de „ambalaj” de atomi, deși numai acest mineral are o duritate mare. Toate substanțele din grupa 4 au o structură similară cu diamantul. Dar, deoarece masa atomică a acestor elemente este mai mare decât cea a diamantelor, distanța dintre atomi este și ea mai mare și, în consecință, legăturile sunt mai slabe.

Dar nu totul în natură este ideal. Chiar și un diamant are defectele lui. Piatra poate conține elemente străine care au intrat în zăbrele în timpul formării pietrei. Printre acestea există substanțe precum:

• aluminiu;
• calciu;
• magneziu;
• granit;
• apă;
• gaze și dioxid de carbon.

Aceste substanțe perturbă structura diamantului și, în mod ideal, nu ar trebui să fie prezente în compoziție. Ele sunt încorporate în rețeaua cristalină și afectează, de asemenea, duritatea pietrei și nuanța acesteia. O piatră cu caracteristici ideale se numește diamant sau diamant pur. Dar dacă există astfel de impurități, ele pot afecta numărul și dimensiunea defectelor de piatră sau pot forma incluziuni independente.

Defectele structurale pot fi localizate fie pe marginea diamantului, fie in centru. Uneori poți scăpa de ele tăindu-le de către un bijutier profesionist. Această procedură transformă un diamant într-un diamant și dezvăluie toate avantajele acestuia. Defectele includ cel mai adesea microfisuri, nori tulburi sau incluziuni de alte substanțe.

Diamantele cu un număr mare de defecte sunt trimise în industrie, unde sunt folosite pentru fabricarea așchiilor de diamante. Structura și compoziția ideală pot fi găsite doar în diamantele artificiale.

Productie minerale sinteticeînceput în anii cincizeci ai secolului trecut. Înainte de aceasta, oamenii de știință știau despre compoziția unui diamant, dar nu aveau echipamentul necesar pentru a sintetiza mineralul. Deoarece condițiile de producție a diamantelor de laborator sunt dure, sunt necesare nu numai temperaturi și presiuni speciale, ci și semințe de piatră și grafit. Procedura este costisitoare, așa că producția de masă nu există încă. Diamantele au specificațiiși sunt fabricate în acest fel pentru nevoile industriei.

În natură, mineralul este extras din țevi. Uneori nu se îndepărtează întreaga piatră, ci doar așchia ei. Faptul că a mai rămas ceva diamant în sol poate fi spus doar după studierea structurii la microscop. Originea exactă a diamantului este necunoscută; există mai multe ipoteze despre motivul pentru care carbonul a căpătat această formă. O teorie vorbește despre reacții chimice care au avut loc în pământ după schimbări bruște de temperatură și creșterea magmei la suprafață. A doua ipoteză afirmă că piatra a căzut la pământ după o cădere masivă de meteoriți ca parte a corpurilor cerești.

Caracteristicile mineralului

Piatra are următoarele proprietăți, care sunt determinate de compoziția mineralului:

• Duritatea este de 10 din 10 pe scara Mohs, iar acest lucru se datorează rețelei cristaline de carbon.
• Densitatea substanței este de 3,5 g/cm3. În același timp, piatra este foarte fragilă. Se poate despica atunci când este lovit de-a lungul marginilor paralele, ceea ce se numește clivaj.
• Mineralul trebuie să fie transparent. Piatra de bijuterii va costa mai mult dacă conține mai puține impurități. După tăiere, diamantul joacă în lumină.
• Dacă expuneți un mineral la radiații cu raze X, structura diamantului va fi perturbată. Zabrele se va slăbi și se va desface, iar piatra însăși va emite lumină de o nuanță albastră sau verde.
• Culoarea unui diamant poate varia de la clar la negru. Pietrele fantezie care au o culoare galbenă sau rozalie bogată sunt considerate scumpe.

Diamantul este folosit nu numai în bijuterii. Piatra este utilizată activ în industrie datorită caracteristicilor sale. Practic, toate materialele abrazive și suprafețele de tăiere sunt acoperite cu o substanță tare - așchii de diamant. Astfel, calitatea muncii se îmbunătățește și se petrece mai puțin timp pentru finalizarea acesteia.

Diamantele sunt minerale care au o compoziție simplă, dar o structură complexă, așa că studiul pietrelor și al proprietăților lor continuă până în zilele noastre. Diamantele sunt apreciate în industria de bijuterii, precum și în construcții și medicină.

Ministerul Finanțelor al Federației Ruse, ca urmare a unei licitații deschise pentru vânzarea de diamante de dimensiuni speciale cu o greutate de 10,8 carate sau mai mult pe piața internă, deținută pe teritoriul Gokhranului Rusiei, a vândut pietre cu o greutate totală de 3,4 mii de carate pentru o sumă totală de circa 12,8 milioane de dolari, a raportat RIA News in Gokhran.

Primul „C” este greutatea în carate. În această etapă, greutatea exactă a pietrei este determinată prin cântărirea acesteia pe cântar sau calculând folosind formule dacă diamantul este fixat în produs. Greutatea unui diamant este exprimată în carate.

Al doilea „C” este culoarea. Diamantele complet incolore sunt destul de rare și aproape toate pietrele au nuanțe de culori și intensități diferite. Sarcina expertului este de a determina cu exactitate intensitatea și culoarea unui diamant la iluminare standard folosind standarde de culoare.

Al treilea „C” este claritatea (puritatea). În această etapă, sunt identificate toate imperfecțiunile (defectele) interne ale pietrei.

Al patrulea „C” este tăiat (calitatea tăierii). În această etapă, sunt date caracteristicile formei diamantului, calitatea tăierii și finisare.
Pe baza acestor parametri, se poate judeca modul în care un anumit diamant iese în evidență printre alte diamante, pe baza căruia poate fi mai scump sau, dimpotrivă, mai ieftin.

Suntem bucuroși să vă urez bun venit din nou, dragi noștri cititori! Diamantele au fost întotdeauna diferite de alte minerale. Și nu numai pentru că fac diamante frumoase și tăiate, ci și pentru aplicarea lor largă și variată în industrie, stomatologie, medicină cu laser și alte industrii. Proprietățile diamantului vă permit să faceți toate acestea.

Le vom analiza în acest scurt, informativ și, suntem siguri, articol interesant. Trebuie remarcat faptul că unele dintre proprietățile acestei pietre pot fi folosite acasă, găsind astfel o cale de ieșire din situațiile de viață neobișnuite și non-standard.

Să începem să studiem acest subiect interesant. Vă dorim lectură plăcută, dragii noștri prieteni!

Proprietățile fizice ale diamantului

Să începem cu cele mai cunoscute și anume proprietăți fizice, deoarece ei au fost cei care au permis acestei pietre să câștige o asemenea popularitate. Să luăm în considerare următoarele calități „profesionale”:

Duritate minerală

Aproape toată lumea știe că diamantul mineral este cea mai dură piatră cunoscută din lume. Care este motivul pentru aceasta? Rețeaua cristalină specifică a unui mineral. Legăturile dintre atomii de carbon sunt foarte puternice.

Pentru a evalua valorile relative ale durității mineralelor, există scala Mohs, care este cunoscută și acceptată în întreaga lume. Relativitatea (o vom explica cât mai ușor) a fost luată ca bază: zgârierea unui mineral în raport cu celelalte de referință. De exemplu, o bucată de diamant poate „zgâria” toate mineralele, dar practic nu este nimic. Acesta este întregul principiu care ajută la simplificarea semnificativă a vieții.

Fragmentele de diamant duc acolo printr-o alunecare de teren și au un rating de 10. De exemplu, cel mai apropiat de cel mai dur mineral de pe Pământ este corindonul. De asemenea, a fost evaluat pe această scară și are nota 9. Adică valoarea sa este de 150 de ori mai mică!

Doar pe baza acestor cifre, ne putem imagina un avantaj semnificativ al celui mai dur mineral cunoscut. Un exemplu notabil este tăierea sticlei folosind un tăietor de sticlă cu vârf de diamant. Tot ce trebuie să faceți este să trasați o linie dreaptă cu o mână care nu tremură, să aplicați puțină presiune pe celălalt capăt al paharului - și gata. Acest lucru este dificil de realizat cu alte elemente și minerale.

De asemenea, este de remarcat utilizarea durității diamantului la săparea și săparea minelor, cavităților subterane, liniilor noi de metrou și canalelor subacvatice folosind o instalație specială, ale cărei vârfuri sunt făcute din diamante și permit tăierea chiar și a celor mai complexe roci fier-granit. .

Deși această unitate este scumpă, se achită de la sine în comparație cu plățile către muncitorii care ar produce același volum. Mai mult, în ceea ce privește caracteristicile de timp, instalația câștigă semnificativ. Dacă nu ți-ai imaginat încă cum ar putea arăta și cum ar funcționa, atunci poți să-l citești pe scriitorul Jules Verne sau să urmărești filmul din 2005 „Expediția în lumea interlopă”.

Densitatea, indicele de refracție și caracteristicile de dispersie ale pietrei

• Structura unică a rețelei cristaline explică și densitatea sa mare, care își găsește și aplicație în diverse domenii. Duritatea și densitatea sunt strâns legate între ele. Cu cât un parametru este mai mare, cu atât este mai mare, de regulă, al doilea.
• Indicele de refracție și dispersia sunt cele mai evidente în diamante - diamante tăiate. În ele puteți vedea magia uimitoare și jocul de lumină, o strălucire de nedescris care îi va încânta pe cunoscători.

Diamantul este atât de unic încât razele de lumină care trec prin el trec aproape perfect conform legilor optice, iar indicele de refracție ridicat oferă „luminozitate internă” și un joc și mai mare de lumină pe piatră. Pentru o mai mare claritate și înțelegere, imaginea de mai jos vă va explica mult mai bine ceea ce este descris în cuvinte:

Caracteristica, firește, și-a găsit aplicarea și în cel mai faimos domeniu al diamantelor - bijuterii, unde sunt colectate cele mai uimitoare și mai bune mostre de diamante și diamante extrase din adâncurile planetei noastre Pământ.

O caracteristică unică a pietrei este conductivitatea termică

• Conductivitatea termică a diamantului este cea mai mare dintre solidele cunoscute și este de aproximativ 0,9-2,3 kW/(m*K). Drept urmare, diamantul este un semiconductor excelent, deoarece cele mai cunoscute elemente semiconductoare de siliciu funcționează în general până la temperaturi de aproximativ 100 de grade Celsius.

Tehnologia semiconductoarelor bazată pe elemente diamantate permite funcționarea la temperaturi mult mai ridicate, dar având în vedere costul ridicat, acesta este cel mai adesea un lux nejustificat. Există, de asemenea, un înlocuitor viabil pentru ele - elementele semiconductoare din diamant sintetic, care au aceeași conductivitate termică ridicată ca și pietrele naturale, dar costă mult mai puțin.

Alte proprietăți semnificative

• Pe lângă proprietățile de mai sus, un diamant are multe alte criterii, nu mai puțin semnificative și utile. Una dintre aceste proprietăți este că diamantul este un dielectric. Acest mineral nu conduce electricitatea.

Această proprietate este importantă mai ales în tehnologia electronică, semiconductoare, medicală și laser. Această caracteristică vă permite simultan să nu conduceți electricitatea (deci să nu provocați un scurtcircuit și o defecțiune în sistem) și să transmiteți un flux mare de energie puternică (de exemplu, sisteme laser) fără a-și pierde nici calitățile, caracteristicile sau greutatea. O altă caracteristică unică a diamantului.

• Cu siguranță merită remarcată o calitate importantă pentru industrie - un coeficient scăzut de frecare pentru metal în prezența aerului.

Acest lucru se întâmplă din cauza formării unei pelicule subțiri atunci când este expus la căldură. Acest film acționează ca un material special care lubrifiază două suprafețe. Ați observat lamele diamantate speciale concepute pentru unelte care pot tăia plăci și baze de beton, metal cu pereți groși și, în același timp, pot servi mult timp în magazinele de construcții? Iată, o aplicare clară a acestei proprietăți, care simplifică foarte mult viața.

• Punct de topire ridicat (aproximativ 3700-4000 de grade Celsius la o presiune ambientală de 11 GPascals). ÎN conditii normale un diamant începe să ardă doar undeva între 820-860 de grade Celsius.

Această proprietate unică și uimitoare își găsește aplicarea, de exemplu, în acele piese de schimb sau elemente de echipamente care sunt expuse constant la astfel de temperaturi și în care utilizarea lor este justificată în comparație cu prețul și perioada de rambursare.

Dacă combinăm toate proprietățile de mai sus ale diamantelor, putem trage o concluzie cu privire la proprietățile fizice ale diamantelor - importanța pietrei este enormă, atât în ​​domeniul bijuteriilor, cât și în diverse domenii ale industriei, electronicii și opticii.

Proprietățile magice ale diamantului

Din cele mai vechi timpuri, se credea că o astfel de piatră unică trebuie pur și simplu să aibă puteri supranaturale. Este suficient să ne amintim craniile magice din cristal și diamante ale poporului mayaș străvechi și dispărut brusc, epoca faraonilor, unde toți regii și reginele erau pur și simplu „acoperiți” cu diamante și bijuterii scumpe făcute din ele.

Diamantul a fost întotdeauna considerat piatra oamenilor puternici. Conform multor credințe, această piatră dă putere, curaj, vitejie și vitejie. Nu degeaba este numită „piatra regilor”. De asemenea, se crede că aceasta este o amuletă puternică care îi permite proprietarului să evite influențele negative din partea terților.

Trebuie remarcat faptul că în cele mai vechi timpuri proprietăți magice diamantele ar putea neutraliza orice băutură din otravă. A fost suficient doar să cobori piatra acolo și să aștepți câteva minute. (Nu vă recomandăm să verificați acest lucru).

De asemenea, proprietățile magice ale unui diamant sunt cunoscute în sfera amoroasă a lui Cupidon. În același Egiptul antic Se credea că, dacă ții o piatră pe vârful degetelor sau iei praf de diamant, atunci un astfel de ritual promite dragoste nemărginită și reciprocă până în ultima zi.

Un diamant este o piatră care reflectă direct biocâmpul proprietarului uman. Dacă este bine, atunci piatra va contribui la apariția și păstrarea banilor, norocului, dragostei, forței și a altor manifestări pozitive. Piatra va proteja, de asemenea, de oamenii invidioși și acțiunile rele îndreptate împotriva proprietarului.

În cazul karmei proaste, opusul este de obicei adevărat. Dar poate exista, de asemenea, posibilitatea ca diamantul să „extragă” energia proastă și să permită unei persoane să „renaască”.

Pentru cele mai bune rezultate, piatra de diamant trebuie purtată astfel încât să atingă pielea. De exemplu, pe gât ca pandantiv sau pe mâna stângă ca brățară.

De asemenea, trebuie să țineți cont de încă trei dorințe:

• De regulă, un diamant este dat unei persoane ca un cadou, mai degrabă decât cumpărat pentru sine. Acest lucru arată recunoaștere și onoare față de o persoană, ceea ce este considerat de la sine înțeles de un diamant;
• Cu cât o persoană este în contact mai mult cu piatra, cu atât mai bine, deoarece aceasta poate afecta nu numai persoana însăși, ci și munca, viața personală și atmosfera de familie.
• Acordați o atenție deosebită culorii înainte de a cumpăra. Roșul se referă la elementul pasional și ascuțit al focului, albastru – calm apos, alb – neutru.

La final, putem vorbi puțin despre influența pietrei și a semnelor zodiacale. Deoarece piatra este puternică, numai semnele puternice și puternice o pot mânui, de exemplu semnele elementului foc.

Dar oamenii născuți sub semnul Peștilor ar trebui să încerce să stea departe de acesta, deoarece poate chiar provoca impact negativ. De asemenea, ar trebui să acordați atenție aceleiași nuanțe de culoare a diamantului sau a diamantului.

Magia vindecătoare a diamantului

Potențialul energetic mare al pietrei poate încărca celulele corpului uman cu energie pozitivă și îl poate ajuta să facă față diferitelor tipuri de boli negative.

Diamantul are un efect deosebit asupra stării mentale și psihologice a creierului, precum și asupra reglarii bioritmurilor normale și a bunei funcționări a sistemului cardiovascular.

Echipa LyubiKamni