Introducere, proprietățile diamantului - acest diamant multilateral

Pietrele prețioase au fost de mult timp însoțitorii omului. De-a lungul timpului, oamenii au început să observe că nu toți sunt la fel. Desigur, piatra netratată este neatrăgătoare, dar adesea natura îi tratează - cu ajutorul vântului, nisipului, apei. Chiar și atunci, oamenii au început să facă bijuterii din pietre naturale. Este adevărat că, în vechime, omul nu putea procesa decât minerale moi. Cum ar fi jet, chihlimbar, cuarț. Cu toate acestea, deja la mijlocul secolului al XV-lea, bijutierul ducelui burgundian Ludwig van Berkem a limitat pentru prima dată diamantul, iar în secolul al XVII-lea diamantele au învățat să vadă. Ele servesc încă ca un material excelent pentru a face margele, inele și alte bijuterii scumpe. Dar pietrele prețioase nu sunt doar aspect frumos. Pietrele reprezentau putere, frumusețe și putere. De aceea, oamenii i-au înzestrat cu proprietăți supranaturale. Multe pietre au devenit obiectul închinării religioase. Din cristalele frumoase, figurinele zeilor au fost sculptate, amulete făcute, păstrate ca talismani. Oamenii au crezut că pietrele își pot proteja proprietarii de boli și alte tipuri de nenorociri. Tipul de pietre, în special culoarea lor, după cum cred oamenii, afectează caracterul, sănătatea și deseori soarta unei persoane. Pietre prețioase au fost de asemenea folosite pentru a le oferi zeilor. Pietrele de aur-galben, de exemplu, au fost prezentate zeului sănătății, pietre roșii către zeul războiului; zeita fertilității și iubirii au fost destinate pietrelor verzi. De asemenea, anumite pietre au fost inserate în statui care descriu zeități.







Fără îndoială, diamantul era pe bună dreptate considerat cea mai populară și mai scumpă piatră prețioasă din lume. Simbolul de lux, bogăție și splendoare a fost de mult un diamant prelucrat de bijuterii - un diamant. În istoria omenirii au existat o mulțime de diamante, care datorită dimensiunilor mari și frumuseții lor unice au atras atenția tuturor. Cei mai renumiți dintre ei și-au obținut propriile nume.

Acest mineral uimitor a fost cunoscut oamenilor de mai bine de 5000 de ani. Descriind diamant de zece ori a folosit cuvântul „cel mai“ - cel mai greu, mai strălucitoare, mai durabile, cele mai scumpe, cele mai rare, cel mai bun conducător termic ... Diamantul Numele este derivat din Adamas grecești distorsionate - invincibil, indestructibile.

Diamantul cristalizează în syngonia cubică. În același timp, în funcție de metoda de compensare a momentelor magnetice, se disting două-patru diferențe structurale. În plus, simetria structurii poate varia impurități izomorfe incluse sau în locul atomului de carbon central în tetraedru, fie în partea sa superioară, ceea ce conduce la structura gemimorfnosti reducere și simetrie. Acest lucru afectează obiceiul de cristale în dezvoltarea a doar jumătate din fațetele octaedrice. A fost stabilit și un politop de diamant hexagonal, lonsdaleită cu structură wurtzită.

Pentru formele de diamant oktaedroidy caracteristic curba cu care se confruntă, dodecahedroids, hexahedroid, tetraedroidy pe care există o fețe valtseobraznaya sau snop asemănător eclozare microlamination, piramidal și movile formă de lacrimă, gropi etch, discul și structura imbrica paralelă. Uneori, diamantele au canale corodate, acoperite mai subțiri fisuri situate aproape de suprafață creând coroziune ceață atunci când urme de urs de uzură mecanică. Structura internă a diamant singur cristal este adesea zonal sau fibros, este setat cu ochiul liber sau prin studii speciale. Cristale deformate și deformate plastic. Poring peste morfologia și structura internă a cristalelor de diamant poate reconstitui istoria formării sale.

În plus față de singurele cristale, diamantele formează adesea aglomerări regulate și neregulate. Primele sunt împărțite în gemeni și splice paralele. Uneori există gemeni, care formează stele multipath. Amestecurile neobișnuite sunt foarte tipice pentru diamante. Două sau trei persoane cu mărime diferită sau egală sau o multitudine de indivizi care formează agregate policristaline diferite pot crește împreună. Există mai multe soiuri: margele, balase și carbonado.

Granulația este un agregat granulat, cu formă neregulată, de cristale orientate aleator, vizibile cu ochiul liber sau sub microscop. Culoarea închisă se datorează prezenței grafitului. Se poate ajunge la câteva sute de grame. Placa este găsită pe aproape toate depozitele de diamante. În tehnică, o placă este adesea numită diamante de calitate scăzută, cu un număr mare de crăpături și incluziuni, cu cristale și agregate cu diamant de calitate scăzută.

O varietate de diamante carbonado a fost descoperită în 1813. Numele a fost derivat din carbonatul portughez - carbonat. Carbonado reprezintă formarea criptocristalină de indivizi dezordonate 5-10 microni de diamant, uneori, ele prezintă carbon amorf și grafit. Forma de învățământ este incorectă, unghiulară sau rotunjită. Ele sunt opace, au un gri închis, negru, zeleovaty, gri sau maro, strălucitor, emalevidnuyu, antratsitopodobnuyu scoriaceous sau suprafață mată. De obicei, masa lor este de 0,1-1 carate, dar sunt și mai mari. Deci, în 1825 în Brazilia a fost găsită o masă de piatră de 3167 carate. Carbonado are o rezistență foarte mare, astfel încât acestea sunt utilizate pentru a face coroane, concepute pentru a foraj, în special, hard rock. Carbonado aplicabil și pentru instrumentul de guvernământ. În Africa, există un fel de carbonado cu proprietăți magnetice, denumit stuarit. Proprietățile sale magnetice se datorează unui număr mare de incluziuni de magnetit.

Ballas, bord drobeobrazny diamante Kunz - sunt cunoscute sub denumirea acestei formațiuni policristalin rotunde, ovale sau forma de para cu radiante structura dimensiunii cristalitelor de 10-200 microni. Diametrul agregatelor variază de la câteva milimetri la 20 mm, rareori mai mult. Cunoscute sunt descoperirile de balase cântărind până la 75 de carate. Ballas poate fi opac, translucid sau translucid, cu luciu puternic sau mat, incolor, gri, negru sau verzuie.

În prezent, este cunoscută încă o varietate de formațiuni de diamante policristaline de origine explozivă. Astfel de diamante sunt limitate la un fel de structuri în formă de pâlnie inelară - astrobleme, care sunt obținute atunci când un corp spațial lovește crusta pământului. Temperatura și presiunea ridicată care au apărut în timpul acestui proces au contribuit la formarea diamantelor. Dimensiunile agregatelor unghiulare și neregulate sunt de obicei 1-2 mm, mărimea cristalitelor este de 20-40 μm. Diamantele sunt opace, negre, gălbui sau verzui. Structura lor este laminată sau fibroasă. În studiile cu raze X ale agregatelor, în afară de diamant, sunt instalate alte modificări ale carbonului: grafit, lonsdaleită și carabină.







Duritatea diamantului este de 10 (pe scara Mohs), cea mai mare dintre toate mineralele; microduritatii (în MPa) - 93 157 - anizotropie 98 648. Cu toate acestea, diamantul este observat de duritate, care se exprimă în faptul că pe fețe diferite în direcții diferite și duritatea este oarecum diferită.

zonele cel mai puțin uzura pe care diamantul și tratat includ următoarele: un cub grilă planar - direcția paralelă cu laturile fețele cubice într-o grilă octaedru planar - direcțiile corespunzătoare înălțimile fețelor triunghiulare. La rândul său, duritatea octaedrală se confruntă cu o mai mare duritate rombododekaedricheskih, dar mai mică decât cubi. diamant rezistență la uzură variază foarte mult, valoarea medie este de câteva ori mai mare decât rezistența la uzură este abrazive larg cunoscute - carbură de bor și siliciu. Capacitatea abrazivă a materialului determinată prin masa materialului de măcinare la greutatea Uzat abraziv. Dacă luăm capacitatea abrazivă diamant pe unitate, capacitatea abrazive de carbură de bor va fi 0,5-0,6, și carbură de siliciu - 0,2-0,3.

Teoretic densitate diamant 3.515 g / cm 3. Cu toate acestea, există diamante, în care există abateri semnificative de la această valoare, care este asociată cu prezența diferitelor incluziuni, fisuri, pori, și structura agregatului. Carbonado are densitatea cea mai mică (până la 3,4 g / cm3). Densitatea baloanelor scade de la lumină la întuneric. În monocristale cu o structură vizibilă zonată de "diamant în coajă" și cristale grafitizate, densitatea este mai mică decât valoarea medie. Densitatea transparentă cu pete pigmentare verzi sau diamant de fum-brun este puțin mai mic decât incolor sau galben, dar aceste variații sunt exprimate în miimi, sutimi de unități de densitate mai mică.

Diamantul are o desprindere perfectă, fractura este uniformă, coaptă. Modulul de elasticitate al unui diamant este egal cu 88,254 MPa, ceea ce explică deformarea diamantului atunci când este aplicată materialului care este prelucrat. În legătură cu aceasta, pentru prelucrarea cu diamant a materialelor, presiunea și temperatura specifice ar trebui să fie de câteva ori mai mici decât atunci când se utilizează alte materiale abrazive. Rezistența la încovoiere a diamantului este de 206-490 MPa, care este de trei până la patru ori mai mică decât cea a unui aliaj dur (1079-1471 MPa). Rezistența finală a diamantelor sub presiune depinde de forma lor și de defectivitate. În medie, este de 1961 MPa, ceea ce reprezintă jumătate din limita de rezistență pentru aliajele dure (3922-4903 MPa). Densitatea de rupere 7,746,740 MPa (teoretică). Raportul de compresie al diamantului și al modulului de compresibilitate este de patru ori mai mic decât cel al fierului.

Diamantul este format din carbon (96 - 99,8%). Ca impurități în ea sunt instalate în diferite cantități (de la n * 10 -8% până la 0,3%) mai mult de 25 de elemente: H, B, N, O, Na, Mg, Al, Si, P, Ca, Sc, Ti , Cr, Mn, Fe, Co, Cu, Sr, Ba, Zr, TR, Pt, Au, Ag, Pb și altele.

Absolut diamantele incolore sunt destul de rare. De obicei, ele au o anumită umbră. Sunt diamante colorate intens sunt galben, portocaliu, verde, cyan, albastru, roz, maro, alb lăptos, gri, negru. Acoperirea cu diamante legate de diverse centre de defect de impurități în structurile de cristal, și uneori - incluziuni cu unele minerale. Cea mai obișnuită culoare galbenă poate avea o origine diferită. Uniformă de lămâie galbenă sau paie culoarea octodrului transparente sau forme cristaline dodecahedral datorită prezenței centrului defect impurități N3 (interpretat ca o pereche donor-acceptor [N -Al] sau trei atomi de azot și poziția deschisă), care este conectat cu sistemul de linii (cap 415 nm ) în spectrele de absorbție. Galben, chihlimbar colorație galbenă cristale transparente de obicei cubi și o zonă periferică „diamant acoperit“ asociat cu atomii de azot singur substitut isomorphically în atomi de carbon structura diamant. În astfel de diamante, absorbția este observată la 550 nm. pete verzi de pigmentare, cristale de suprafață într-o culoare verzuie sau albastruie, sunt rezultatul expunerii la radiații naturale. Atunci când sunt încălzite în procesul de metamorfism, ele devin galbene. Există diamante cu o culoare albastră și albastră. Se presupune că acest tip de colorare se datorează intrării borului în structura diamantului. Foarte frecvente de fum-maro și mai puțin diamante roz violet, colorat sunt legate de defecte pe planurile de alunecare. alb-lapte culoare datorită prezenței incluziuni fine în exterior cristal parte granat, și gri și negru - incluziuni de grafit.

Diamantul la temperaturi obișnuite este inert chimic. Acizii, chiar și cei mai puternici nu acționează asupra lor. La temperaturi ridicate, diamantul dobândește activitate chimică. La temperaturi de peste 450-500 ° C (microprocesoare) - 600-700 ° C (cristale), diamantul poate fi oxidat cu oxigen, CO2. NU, vapori de apă. La temperaturi de 600-800 ° C și mai mari, cristalele de diamant sunt gravate în topituri de alcalii, săruri și metale conținând oxigen.

Diamantul nu este udat de apă, dar aderă la amestecurile grase. Un indice de refracție ridicat (2,417) explică strălucirea strălucitoare a diamantului. Pentru razele de culori diferite, indicele de refracție nu este același: pentru roșu, 2.402; galben - 2,417; verde - 2.427; violet - 2,465. Astfel, dispersia indicelui de refracție al unui diamant este de 0,063, ceea ce este mult mai mare decât cel al altor minerale. Dispersia înaltă explică "jocul" diamantelor. Unghiul de reflexie internă pentru diamant la n = 2,42 este 24 о 51 /.

Cristalele diamantelor sunt izotropice optic, însă în ele apar adesea tensiuni elastice, ducând la apariția birefringenței anormale. Modelele de birefringență pot fi diferite: bandă, corespunzătoare structurii zonale a cristalelor sau asociate cu planurile de alunecare; Radial-radiant, cauzat de dislocări ale creșterii cristalului; în formă de stea și cruce, asociată cu o distribuție neuniformă a impurităților; sub formă de isocline cauzate de solicitări volumetrice în diamant; Sub formă de fantome cauzate de stresuri îndreptate în direcții diferite; sunt cauzate de incluziuni de minerale străine; care amintește de o imagine a covoarelor îndoite.

Sub influența catodului, a razelor X și a razelor ultraviolete, unele diamante luminesce, care este cauzată de defecte ale structurii lor. Culoarea luminiscenței este diferită - de la verde și galben la albastru sau albastru. Diamantele cu luminiscență diferită au proprietăți fizice și mecanice diferite. Deci, cu compresie omogenă statică, diamantele non-luminoase sunt cele mai durabile, apoi albastru, verde, galben și roz. Cea mai mare rezistență dinamică în cristale cu strălucire roz, mai mică în cristale cu luminiscență verde, galbenă și albastră. Cea mai mică rezistență la impact a diamantelor non-luminoase. Când se testează diamante cu luminozitate diferită pentru abraziune, cea mai mare rezistență la uzură se întâlnește în diamantele cu verde stralucitor, mai mici pentru diamante albastre, galbene, cu strălucire roz și pentru diamante ne-luminoase.

Diamantele de tip I și II diferă în ceea ce privește caracterul lor de absorbție în regiunile ultra-violete și în infraroșu. Limita de absorbție fundamentală în regiunea ultravioletă în diamantele de tip II este în intervalul 220-225 nm, iar în diamante de tip I - 300-320 nm.

În spectrul în infraroșu al diamantelor, se observă o absorbție a zăcământului cu două fononi în regiunea de 3-6 μm, care este asociată cu fluctuația de temperatură a atomilor de carbon din rețeaua de diamante. În diamantele care conțin diferite centre de impurități defectuoase, sunt stabilite sistemele de absorbție A, B1. B2 și C cu liniile principale corespunzătoare (cm -1) - A - 1282, B1 - 1175, B2 - 1370, C - 1130.

Diamantele de tip I și II diferă în proprietățile lor electronice. La temperatura camerei, diamantele sunt dielectrice, dar printre diamante de tip II se distinge un subtip IIb separat, diamantele având proprietăți semiconductoare. Atunci când este iradiat cu raze ultraviolete (210-300 nm), fotoconductivitatea apare în diamante, care se dublează atunci când se completează prin iradiere simultană cu raze infraroșii. În condiții identice, fotoconductivitatea diamantelor de tip II este un ordin de mărime mai mare decât cel al tipului I.

Diamantul este caracterizat printr-o conductivitate termică foarte ridicată. Nu este la fel la temperaturi diferite. În domeniul temperaturii 20-1200 K, conductivitatea termică a unui diamant este mai mare decât conductivitatea termică a cuprului. Extinderea liniară a diamantelor la 0-1400 ° C este de 0,58%, coeficientul de expansiune termică la 25 ° C este de 1,3 * 10-6. și la 1400 о С - 7 * 10 -6.

Proprietățile fizice ale diamantelor (culoarea, duritatea, conductivitatea electrică) se schimbă atunci când sunt iradiate: culoarea devine albastră, albastru-verde și cu creșterea timpului de iradiere - verde închis și negru. Schimbările în structura diamantelor conduc, de asemenea, la o schimbare a proprietăților mecanice. Rezistența statistică crește cu 20-30%, dar forța dinamică scade.

În funcție de proprietățile de diamante sunt împărțite în bijuterii și tehnice. La bijuterii purtați diamante transparente (incolore sau cu culoare) cu un număr mic de defecte. Se impun cerințe corespunzătoare diamantelor tehnice, în funcție de scop. Diamantele tehnice de calitate inferioară și varietățile policristaline sunt pre-procesate în mod necesar pentru a le separa în formă și dimensiune, precum și pentru a izola diamantele cu valori mai mari ale rezistenței. În acest caz, diamantele sunt zdrobite, ovalizate, lustruite și supuse, de asemenea, tratamentului termic și metalizării.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: