Фізико-механічні властивості

Головні відмінні риси алмазу - найвища серед мінералів твердість (але водночас крихкість), найбільш висока теплопровідність серед усіх твердих тіл 900-2300 Вт/(м·К), великі показник заломлення і дисперсія. Алмаз є діелектриком. У алмазу дуже низький коефіцієнт тертя по металу на повітрі - всього 0,1, що пов'язано з утворенням на поверхні кристала тонких плівок адсорбованого газу, що грають своєрідного мастила. Коли такі плівки не утворюються, коефіцієнт тертя зростає та досягає 0,5-0,55. Висока твердість обумовлює виняткову зносостійкість алмазу на стирання. Для алмазу також характерні найвищий (порівняно з іншими відомими матеріалами) модуль пружності та найнижчий коефіцієнт стиснення. Енергія кристала становить 10 5 Дж/г-ат, енергія зв'язку 700 Дж/г-ат - менше 1% енергії кристала.

Температура плавлення алмазу становить 3700-4000 ° C за тиску 11 ГПа. На повітрі алмаз згорає при 850-1000 ° C, а струмені чистого кисню горить слабо-блакитним полум'ям при 720-800 ° C, повністю перетворюючись у кінцевому рахунку на вуглекислий газ. При нагріванні до 2000 ° C без доступу повітря алмаз перетворюється на графіт за 15-30 хвилин . Середній показник заломлення безбарвних кристалів алмазу жовтому кольорідорівнює приблизно 2,417, а різних кольорів спектра він варіюється від 2,402 (для червоного) до 2,465 (для фіолетового). Здатність кристалів розкладати біле світло на окремі складові називається дисперсією. Для алмазу дисперсія дорівнює 0,063.

Однією з важливих властивостей алмазів є люмінесценція. Під дією сонячного світла і особливо катодних, ультрафіолетових та рентгенівських променів алмази починають люмінескувати – світитися різними кольорами. Під дією катодного та рентгенівського випромінювання світяться всі різновиди алмазів, а під дією ультрафіолетового – лише деякі. Рентгенолюмінесценція широко застосовується практично для вилучення алмазів з породи.

Структура

Кожен кольоровий діамант - унікальний твір природи. Існують рідкісні кольори алмазів: рожевий, синій, зелений і навіть червоний.

Приклади деяких кольорових діамантів:

• Портер Родс (синій).

Діагностика алмазу

Для того щоб відрізнити справжній алмаз від його імітації, використовується спеціальний «алмазний щуп», що вимірює теплопровідність досліджуваного каменю. Алмаз має набагато більше значення теплопровідності, ніж його замінники. Крім того, використовується хороша змочуваність алмазу жиром: фломастер, заправлений спеціальним чорнилом, залишає на поверхні алмазу суцільну межу, тоді як на поверхні імітації вона розсипається на окремі крапельки.

Знаходження алмазів у природі

Оброблений алмаз

Алмаз - рідкісний, але з тим досить поширений мінерал. Промислові родовища алмазів відомі всіх континентах, крім Антарктиди . Відомо кілька видів родовищ алмазів. Вже кілька тисяч років тому алмази у промислових масштабах видобувались із розсипних родовищ. Тільки до кінця XIX століття, коли вперше були відкриті алмазоносні кімберлітові трубки, стало ясно, що алмази не утворюються у річкових відкладах.

Про походження та вік алмазів досі немає точних наукових даних. Вчені дотримуються різних гіпотез – магматичної, мантійної, метеоритної, флюїдної, є навіть кілька екзотичних теорій. Більшість схиляються до магматичної і мантійної теорій, до того що, що атоми вуглецю під великим тиском (зазвичай, 50000 атмосфер) і великій (приблизно 200 км) глибині формують кубічну кристалічну решітку - власне алмаз. Камені виносяться на поверхню вулканічною магмою під час формування про «трубок вибуху».

Вік алмазів, за даними деяких досліджень, може бути від 100 мільйонів до 2,5 мільярда років.

Відомі метеоритні алмази, позаземного, можливо – соняшникового, походження. Алмази також утворюються при ударному метаморфізмі при падінні великих метеоритів, наприклад, у Попігайській астроблемі на півночі Сибіру.

Крім цього, алмази були знайдені в покрівельних породах в асоціаціях метаморфізму надвисоких тисків, наприклад, у Кумдикульському родовищі алмазів на Кокчетавському масиві в Казахстані.

І імпактні, і метаморфічні алмази іноді утворюють дуже масштабні родовища з великими запасами та високою концентрацією. Але в цих типах родовищ алмази крейди настільки, що не мають промислової цінності.

Видобуток та родовища

Промислові родовища алмазів пов'язані з кімберлітовими та лампроітовими трубками, приуроченими до стародавніх кратонів. Основні родовища цього типу відомі в Африці, Росії, Австралії та Канаді.

Згідно з матеріалами Кімберлійського процесу, світовий видобуток алмазів у вартісному вираженні в 2008 році склав $12,732 млрд. (виріс на 6,7% порівняно з попереднім роком).

Пошук алмазів у Росії вівся майже півтора століття, і лише в середині 50-х років були відкриті найбагатші корінні родовища алмазів у Якутії. 21 серпня 1954 року геолог Лариса Попугаєва з геологічної партії Наталії Миколаївни Сарсадських відкрила першу кімберлітову трубку за межами Південної Африки. Її назва була символічною – «Зірниця». Наступною стала трубка «Мир», що теж було символічно після Великої Вітчизняної війни. Було відкрито трубку «Вдала». Такі відкриття послужили початком промислового видобутку алмазів біля СРСР. На Наразілевова частка алмазів, що видобуваються в Росії, припадає на якутські гірничообробні комбінати. Крім того, великі родовища алмазів знаходяться на території Красновишерського району Пермського краю, і в Архангельській області: родовище ім. Ломоносова біля Приморського району і родовище Верхотина (ім. В.Гриба) біля Мезенского района .

У вересні 2012 року ЗМІ повідомили, що вчені розсекретили відомості про найбільше у світі родовище імпактних алмазів, розташоване на кордоні Красноярського краю та Якутії. Як стверджує Микола Похиленко (директор), це родовище містить трильйони карат.

Синтетичні алмази

Передумови та перші спроби

В 1879 шотландський хімік Джеймс Хенней виявив, що при взаємодії лужних металів з органічними сполуками відбувається виділення вуглецю у вигляді лусочок графіту і припустив, що при проведенні подібних реакцій в умовах високого тиску вуглець може кристалізуватися у формі алмазу. Після низки експериментів, у яких суміш парафіну, кістяної олії та літію тривалий час витримувалася в запаяній нагрітій до червоного жару сталевій трубі, йому вдалося отримати кілька кристалів, які після незалежного дослідження були визнані алмазами. У науковому світі його відкриття був визнано, оскільки вважалося, що алмаз неспроможна утворюватися при настільки низьких тисках і температурах . Повторне дослідження зразків Хеннея, проведене в 1943 році із застосуванням рентгенівського аналізу, підтвердило, що отримані кристали є алмазами, проте професор К. Лонсдейл, яка проводила аналіз, знову заявила, що експерименти Хеннея є містифікацією.

Синтез

Першим синтезував алмаз Валентин Миколайович Бакуль у Києві в ЦКТБ твердосплавного та алмазного інструмента організував випуск перших 2000 карат штучних алмазів; з 1963 р. налагоджено їх серійний випуск.

Сучасні способи отримання алмазів використовують газове середовище, що складається з 95% водню і 5% вуглецевмісного газу (пропану, ацетилену), а також високочастотну плазму, сконцентровану на підкладці, де утворюється сам алмаз (CVD). Температура газу від 700-850 °C при тиску в тридцять разів менша за атмосферний. Залежно від технології синтезу швидкість росту алмазів від 7 до 180 мкм/год на підкладці. При цьому алмаз осаджується на підкладці з металу або кераміки за умов, які стабілізують не алмазну (sp3) а графітну (sp2) форму вуглецю. Стабілізація алмазу пояснюється насамперед кінематичними процесами лежить на поверхні підкладки. Принциповою умовою для осадження алмазу є можливості підкладки утворювати стабільні карбіди (у тому числі й за температури осадження алмазу: між 700 °C та 900 °C). Так, наприклад, осадження алмазу можливе на підкладках з Si, W, Cr і не можливе (прямо, або тільки з проміжними шарами) на підкладках з Fe, Co, Ni.

Застосування

Основними типами огранювання є:

• кругла (зі стандартним числом 57-ми граней)
• фантазійна, до якої належать такі види огранювання, як

"овальна", "груша" (одна сторона овалу - гострий кут), "маркіза" (овал з двома гострими кутами, у плані схожий на стилізоване зображення ока), "принцеса", "радіант" та ін.

Форма ограновування діаманту залежить від форми вихідного кристала алмазу. Щоб отримати діамант максимальної вартості, обмежники намагаються мінімізувати втрати алмазу при обробці. Залежно від форми кристала алмазу при його обробці втрачається 55-70 % ваги.

Стосовно технології обробки, алмазну сировину можна умовно розділити на три великі групи:

1. «соублз» - як правило, кристали правильної октаедричної форми, які спочатку повинні бути розпиляні на дві частини, при цьому виходять заготовки для двох діамантів;
2. «мейкблз» - кристали неправильної або про круглої форми, піддаються ограновування «одним шматком»;
3. «Кліваж» - містять тріщину і перед подальшою обробкою спочатку розколюються.

Основними центрами ограновування діамантів є: Індія, що спеціалізується переважно на дрібних діамантах масою до 0,30 карата; Ізраїль, що гране діаманти масою більше 0,30 карата; Китай, Росія, Україна, Таїланд, Бельгія, США, при цьому в США виробляють лише великі високоякісні діаманти, у Китаї та Таїланді – дрібні, у Росії та Бельгії – середні та великі. Подібна спеціалізація сформувалася внаслідок відмінностей у оплаті праці огранщиків.

Доктор технічних наук Дронова Нона Дмитрівна в 2001 році розробила методику оцінки алмазної сировини, в якій при визначенні вартості великих кристалів прогнозується вартість діамантів, які можуть вийти з них.

Див. також

• NV-центр – азото-заміщена вакансія в алмазі

Примітки

1. БСЕ
2. Phys. Rev. Lett. 70, 3764 (1993): Thermal conductivity of isotopically modified single crystal diamond
3. Дронова Нона Дмитрівна. Зміна фарбування алмазів при їх обробці в діаманти (системний підхід та експериментальні дослідження) автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата геолого-мінералогічних наук. Спеціальність 04.00.20-мінералогія, кристалографія. Москва, 1991
4. Юрій Шелементьев, Петро ПисарєвСвіт діамантів. Гемологічний центр МГУ. - Чорний алмаз називається карбонадо. Архівовано з першоджерела 23 серпня 2011 року. Перевірено 8 вересня 2010 року.
5. Наука та техніка, 14 жовтня 2002 року
6. Журнальний зал Нева, 2003 N9 | Євген Трейвус - Голгофа геолога Папугаєвої
7. ленінська премія 1957 року була вручена іншим геологам. Лише у 1970 році Попугаєва була нагороджена почесним дипломом та знаком «Першовідкривач родовища»
8. Вчені розсекретили родовище імпактних алмазів у Сибіру. Лента.ру(16 вересня 2012 року). Перевірено 18 вересня 2012 року.
9. «Великий алмаз - із дрібних»
10. Б. Ф. Данилов «АЛМАЗИ І ЛЮДИ»
11. життєва стратегія творчої особистості
12. Журнал "Університети"
13. Технологія отримання та очищення детонаційних алмазів// Фізика твердого тіла, 2004, том 46, вип.4. – C. 586
14. lenta.ru: "Нова технологія дозволить створювати діаманти будь-якого розміру" за матеріалами "New Scientist"
15. New n-Type Diamond Semiconductor Synthesized
16. Екімов, Е. А.; V. A. Sidorov, E. D. Bauer, N. N. Melnik, N. J. Curro, J. D. Thompson, S. M. Stishov (2004). «Superconductivity in diamond». Nature 428 (6982): 542-545. DOI: 10.1038/nature02449. ISSN 0028-0836. Перевірено 2010-02-22.
17. Superconductivity в Polycrystalline Diamond Thin Films

Література

• Дронова Н. Д., Кузьміна І. Є.Характеристика та оцінка алмазної сировини. – М.: МДГУ, 2004. – 74 с.
• Єпіфанов В. І., Песіна А. Я., Зиков Л. В.Технологія обробки алмазів у діаманти. - Навчальний посібникдля серед. ПТУ. – М.: Вища школа, 1987.
• Орлов Ю.Л.Мінералогія алмазу. – М.: Наука, 1984.

Посилання

	Портал «Геологія»

Data-lazy-type="image" data-src="https://karatto.ru/wp-content/uploads/2017/08/almaz-1.jpg" alt="(!LANG:камінь алмаз" width="300" height="200">!} Алмаз – камінь, який можна назвати найвідомішим на всій Землі. Він має незвичайні фізичні характеристики і вражає своєю красою. З давніх часів він використовувався для прикрас, інколи ж навіть виступав у ролі найтвердішої валюти. З історією його походження пов'язано багато легенд, яке лікувальні і магічні властивості дивують і по сьогодні.

Камінь із давньою історією

Історія алмазів налічує навіть за найскромнішими підрахунками багато мільйонів років. Багато вчених схильні вважати, що вік цих дорогоцінних мінералівцілком може дорівнювати віку нашої планети. Це пояснює кількість міфів, що огорнули його появу. Походження алмазів пов'язують з Індією, куди тисячоліттями вирушали шукачі самоцвітів надзвичайної краси. Саме там, близько трьох тисяч років до нової ери, це каміння набуло широкого поширення. Їх не піддавали ніякій обробці, залишаючи їх у скарбницях у натуральному вигляді.

До європейського континенту мінерал алмаз дістався значно пізніше, коли про нього дізнався Олександр Македонський. Їм було організовано похід до Індії, щоб заволодіти досі небаченими коштовностями. Легенда свідчить, що сміливому воїну довелося вступити в бій зі зміями, які стояли на варті цих багатств.

І лише до кінця періоду Середньовіччя в бельгійському місті Брюгге, де була справжня Мекка для людей, які торгували самоцвітами, вигадали, як надати алмазу вже звичний для нас блиск і іскристість. Його стали ограновувати, і з'явився камінь діамант, що означало «блискучий». Завдяки своїм блискучим граням, він набув неймовірної популярності і став цінуватися ще сильніше. Камінь стали видобувати у великих обсягах, і індійські родовища виснажилися. Але це тільки спонукало активні пошуки нових, і такі незабаром виявились у Бразилії.

Png" alt="" width="60" height="51"> Наразі видобуток ведуть в Австралії, на африканському континенті, в Росії.

Стара назва алмазу у мешканців Індії звучала як "фарій", римляни дали йому ім'я "діамонд". Греки оцінили його якості і стали називати «адамасом», що означало «незламний», «неперевершений», а в арабів його назвали «алмасом», що в перекладі російською означає «найтвердіший».

Властивості та основні характеристики

Сьогодні є кілька теорій у тому, як утворюються алмази. Наприклад, згідно з однією з них, алмаз у природі з'являється тоді, коли відбувається зниження температури силікатів (з'єднань кремнію з киснем), що перебувають у мантії кори Землі. На поверхні вони виявляються після сильних глибинних вибухів. Крім того, є думка, що ці кристали утворилися при падінні метеоритів внаслідок одночасного впливу високого тиску та температури.

Алмаз, формула якого позначається однією літерою С, раніше добували шляхом дбайливого перемивання морських або річкових розсипів піску. Тоді була невелика ймовірність відшукати такий бажаний кристал, який міг виявитися включенням інші гірські породи.

Але коли наприкінці дев'ятнадцятого століття було виявлено кімберлітові трубки, видобуток почав вестися вже іншим способом. Таку назву отримували ділянки гірської породи, що містять цінні мінерали, що мають вертикальну конічну форму .jpg" alt="(!LANG:камінь алмаз" width="250" height="181">!}
Цікаво те, як виглядає алмаз у необробленому вигляді, – це дрібні (до 5 мм) частинки, матові та шорсткі. Дрібні кристали можуть зростатися між собою.

Фізичні властивості алмазу відрізняють його від інших мінералів, адже складається він тільки з атомів вуглецю. Найдивовижнішими його якостями є такі:

1. Щільність алмазу за шкалою Моосу дорівнює 10. Це найбільший показник, який підтверджує виняткову твердість алмазу. Обробляти його вкрай складно, тому що він ушкоджує будь-який матеріал, а сам залишається без слідів.
2. Дивовижна і здатність каменю, що полягає у виникненні електричних імпульсів, якщо з ним взаємодіють заряджені частинки.
3. Цікаві й властивості алмазу протистояти дії сильних кислот. Вони не можуть вплинути, а ось при реакції з розплавами лугу, селітри і соди виникає процес окислення, здатний «спалити» зразок.
4. Температура плавлення алмазу становить 3700-4000 ° С. Якщо направити на зразок струмінь кисню, то при температурі близько 800С він загориться блакитним полум'ям. При 1000° він згорить, а нагрітий до 2000° у вакуумі перейде в графіт.

Цікава й будова алмазу, яка пояснює його неймовірну міцність. Кристалічні грати алмазу має форму куба, на вершинах якого і всередині розташовані атоми вуглецю, міцний зв'язок між якими і наділяє мінерал твердістю.

Області застосування

Data-lazy-type="image" data-src="https://karatto.ru/wp-content/uploads/2017/08/almaz-3.jpg" alt="(!LANG:камінь діамант" width="220" height="167">!}
Застосування алмазу не обмежується використанням ювелірної промисловості, В якій перевага віддається тільки екземплярам найвищої якості.

Застосування алмазів поширене в різних областях, серед яких:

• Медичні прилади та інструменти. У сфері медицини використання прозорих кристалів дуже широко. Завдяки таким приладам, що дозволяють робити тонкі розрізи, прискорюється час загоєння у післяопераційний період. Скальпелі, виготовлені із такого матеріалу, довго залишаються гострими. Структура алмазу уможливлює його застосування у сфері виробництва імплантів.
• Висока теплопровідність алмазу робить його незамінним для використання в електроніці, щоб уникнути перегріву приладів.
• Властивості та склад алмазу пояснюють його використання у галузі телекомунікацій. Його цінують за здатність витримувати стрибки напруги та температур.
• Застосовують його й у гірничодобувній промисловості додавання ефективності буровому долоту.

Цікаво, що лише 15% кристалів, які видобуваються у світі, можна використати для того, щоб огранити їх та отримати діаманти. Близько 44-46% є «умовно придатними» для того, щоб їх ограновувати. Відсоток сировини, що видобувається, йде саме на промислові та виробничі потреби.

Як із алмазу виходить діамант?

Багато хто задається питанням, що таке діамант. Насправді це все той же алмаз, тільки підданий ограновуванню. Обробка відбувається у кілька етапів, у яких на кристалі забираються різні вади. Камені піддаються шліфування та полірування.

Jpg" alt="(!LANG:алмаз круглого огранювання 57 граней" width="200" height="192">!} Процес ограновування дуже довгий і трудомісткий. Щоб надати кристалу потрібну форму і створити рівні грані на поверхні твердого мінералу, використовують диски з чавуну, на які нанесено алмазне напилення. Важливо правильно розташувати грані, враховуючи те, як на них падатиме світло. Майстерність ограновування полягає в тому, щоб змусити камінь сяяти всіма кольорами веселки. Властивості діаманту дозволяють йому заломлювати промені світла по-різному, що викликає такий яскравий блиск. Найбільше ці властивості розкриваються при круглому огранюванні в 57 граней.

В результаті ограновування розміри діамантів значно зменшуються, але на вартість це не впливає. На роботу із великим зразком можуть піти місяці. Для цього типу каменів використовують три основні види огранювання кристалів:

• Для обробки камінчиків круглої форми застосовують діамантовий вигляд. І тут важливо, щоб витримувався шаховий порядок для трикутних чи ромбовидних граней кожному ярусі.
• Прямокутні зразки піддаються ступінчастій ограновуванні, при якій трикутні або трапецієподібні грані йдуть один над одним.
• Для ограновування дрібних зразків застосовується метод «троянди» або «розетки».

Показники діамантів різняться і за рівнем прозорості. Природні мінерали не можуть похвалитися абсолютною чистотою та мають різні включення. Чим таких дефектів менше, тим вища вартість.

Різноманітність кольорів

Більшість помилково вважає, що різновид алмазу обмежується лише прозорими безбарвними кристалами. Насправді ж існує досить багато різних колірних варіацій, які іноді оцінюються набагато дорожче за класичні.

Jpg" alt="" width="80" height="83"> Жовтий діамант зустрічається досить часто. Такий колір мінерал отримав завдяки атомам азоту, які проникли у його кристалічну решітку. Чим насиченіший такий колір, тим дорожче коштуватиме зразок. Є і темніші варіації, що зустрічаються в Австралії. Там можна зустріти і коньячний діамант і рудий алмаз.

Jpg" alt="" width="80" height="83"> Синій алмаз – справжня рідкість. Це може бути природний різновид, який отримав свій відтінок через наявність атомів такої хімічної речовини, як бір. Синій діамант може вийти шляхом облагороджування мінералу.

Jpg" alt="" width="80" height="83"> А ось блакитний алмаз (його великі екземпляри) настільки рідкісний, що дозволити собі можуть тільки власники розкішних колекцій. Найбільш поширеним є алмаз, колір якого став блакитним внаслідок нагрівання та підвищення тиску.

Кожен ювелір не проти отримати в свою колекцію зелений алмаз, що отримав свій колір через природну радіацію. Ще рідше можна зустріти червоні алмази. Їх, як рожевий алмаз, видобувають на родовищах Австралії.

У цьому види алмазів не закінчуються. Існують навіть чорні та білі діаманти.

Незвичайні властивості

Data-lazy-type="image" data-src="https://karatto.ru/wp-content/uploads/2017/08/almaz-5.jpg" alt="(!LANG:кільце із золота з діамантом" width="200" height="136">!}
Діамантам за старих часів приписувалися різні дивовижні властивості. Навіть сучасні спеціалісти відзначають неймовірну енергетику цього мінералу. Його вплив на організм людини часто використовувалося для позбавлення різних недуг, як фізичних, так і психічних. Їх і зараз використовують у таких галузях медицини:

1. За допомогою цих самоцвітів можна вирішити проблеми із серцем. Камінь допоможе нормалізувати роботу судин та серцевого м'яза, знизить артеріальний тиск.
2. Позитивний вплив кристали, що переливаються, надають на тих людей, у кого є проблеми з психікою. Дія каменю зніме стресовий стан, заспокоїть нерви, допоможе нормалізувати сон.
3. Енергія каміння добре впливає і на жіноче здоров'я, допомагаючи вилікуватися від низки гінекологічних проблем.
4. Славиться мінерал та своїми протизапальними властивостями. З його допомогою можна впоратися із проблемами дерматологічного характеру. Надати загальнозміцнюючу дію на всі внутрішні органи.

Щоб відчути на собі цілющу силукаменю, можна на 24 години покласти кристал у воду, а потім пити цей алмазний настій, який зможе зміцнити імунітет і надати тонусу.

Jpg" alt="(!LANG:кільце з діамантом" width="200" height="244">!} Магічні властивостідіамант виявляє також активно. Він стає потужним захисником свого власника, оберігаючи його від будь-якого негативного впливуззовні. У давнину правителі завжди брали алмаз із собою на бенкети, знаючи, що він зможе запобігти отруєнню. Людині з чистими помислами вона зможе подарувати впевненість у собі, благополуччя в особистому житті, успіх у кар'єрі. Його з давніх-давен використовували для здійснення магічних ритуалів. Особливо ефективний у разі камінь жовтого відтінку. Червоний кристал настільки потужний, що приборкати його вийде не у всіх. А ось білий зможе стати оберегом для будь-якої людини.

Він розкриє свої якості, якщо поєднувати його із золотом і носити його на лівій руці. Кільце дарує чоловікам удачу у грі та успіх у жінок. Красиві сережкиабо кольє додадуть дамам чарівності та допоможуть знайти кохання. Найактивніше камінь розкриє свою силу перед Овнами, а ось Рибам краще вибрати собі інший талісман.

Таємниця алмазу розбурхує багатьох і зараз. Цей незвичайний камінь таїть у собі безліч ще невивчених якостей. З деякими їх пов'язані містичні історії. Наприклад, кристал «Надія» приносив своїм власникам лише нещастя.

Дивними бувають і розміри знайдених самоцвітів. Коли на одному з копалень знайшли алмаз «Куллінан», важив він понад три тисячі карат. Велика популярність, що не дивно, призвела до того, що вченим захотілося зробити його штучну варіацію. Так у ХХ столітті, впливаючи на графіт тиском та температурою, були отримані синтетичні аналоги. Відрізнити їх від справжніх дуже складно. Часто з таким завданням можуть упоратися лише професіонали.

Png" alt="" width="80" height="80"> Щоб відрізнити оригінал від підробки, потрібно звертати увагу на кількість граней (класичне огранювання передбачає 57) та їх чітке обрис без подвоєння при розгляданні через лупу, що збільшує в 12 разів.

• Справжній зразок неможливо подряпати, навіть провівши по ньому наждачним папером.
• Якщо тримати його в руці, він залишатиметься прохолодним, тоді як підробка швидко нагріється до температури тіла.
• А якщо капнути на поверхню краплю жиру, вона залишиться без змін, тоді як на підробці вона спочатку розпадеться на менші крапельки.

Незважаючи на дивовижну твердість, вироби із діамантів потрібно зберігати з особливою акуратністю. При забруднені промивати їх мильним розчином і тримати окремо від інших прикрас. Не нехтуйте допомогою ювелірів. Вони зможуть перевірити кріплення та очистити камінь ультразвуком.

Цей стан, що знаходиться на межі кристалічної та розплавленої форм, допоможе не тільки краще дізнатися про структуру та характеристики алмазу, але й розкриє таємниці далеких планет.

"Алмази можна назвати звичним для Землі хімічним з'єднанням. Проте для того, щоб його розплавити, недостатньо просто високої температури - необхідно також екстремально високий тиск, який, у свою чергу, заважає регулювати нагрівання", - говорить один із авторів дослідження Герман Еггерт.

Вченим одного разу вдалося розплавити алмаз, але в ході того експерименту наукова група не змогла належним чином регулювати перебіг процесу та вимірювати параметри. Можна сказати, що результат досвіду вийшов випадково.

Алмази - виключно міцний матеріал, і тільки це перетворює його плавлення на надскладне завдання. Але, крім того, є ще одна особливість, яка робить процес практично неможливим. Справа в тому, що при підвищенні температури алмази не бажають зберігати свою природу і змінюють фізичні властивості, перетворюючись на графіт. І вже це з'єднання перетворюється на рідину. Вченим довелося піти на хитрість - довести алмаз до того стану, коли він починає перетворюватися на графіт, і утримати його в ньому.

Газові гіганти Уран і Нептун - одне з небагатьох місць у відомій нам частині Всесвіту, де надвисокі температури поєднуються з надвисоким тиском. Щоб відтворити подібні природні умови, Еггерт та його колеги помістили натуральний алмаз вагою десять карат і завтовшки півміліметра в лазерну установку, яка здатна створювати гігантський тиск.

При тиску в 40 мільйонів разів вище тиску на Землі на рівні моря алмаз перетворився на рідку субстанцію. Після цього вчені почали поступово зменшувати тиск та температуру в установці. На позначці в 11 мільйонів разів перевищує нормальний тиск на Землі та температурі близько 50000 градусів Кельвіна в алмазній рідині почали утворюватися тверді уламки. Досвідченим шляхом вдалося встановити, що їх формування набирає обертів при зниженні тиску з одночасним підтриманням температури постійному рівні.

Подальша поведінка зразка вразила вчених. Алмазні крихти не злипалися, а плавали в рідкому середовищі подібно до того, як айсберги плавають на просторах океанів.

Більшість матеріалів у рідкій формі мають щільність менше, ніж у твердій. Єдиним винятком вважається вода, оскільки щільність льоду завжди менша за щільність води в рідкому стані. Розплавлений алмаз демонструє ті самі якості.

Аналіз показує, що Нептун та Уран на десять відсотків складаються з вуглецю. Тому, вважає Еггерт, існування цих планетах алмазних морів цілком можливо. Мало того, подібні формування добре вписалися б у теорію, оскільки можуть пояснити одну з найцікавіших загадокцих газових гігантів.

На землі магнітні полюси практично збігаються з географічними полюсами. А на Урані та Нептуні вісь магнітного поля різко зміщена від осі обертання – різниця становить близько 60 градусів. Існування алмазного океану, здатний відбивати і заломлювати магнітні хвилі, цілком міг би дати пояснення подібному феномену.

Про алмазні моря та діамантові береги Урана та Нептуна розповів співробітник Інституту космічних досліджень доктор геолого-мінералогічних наук Ілля Торбаєв.

"З фізичної точки зору запропонована модель не має явних вад. Так, ми звикли до того, що для Землі алмаз є унікальним мінералом. Але ця унікальність обумовлюється лише відсутністю на нашій планеті достатніх умов для формування таких хімічних сполук".

Уран і Нептун, навпаки, ніби створені для синтезу подібних речовин. Високий вміст вуглецю, екстремальний тиск і висока температура могли зробити так, що алмаз там став так само поширеним, як кремній на Землі. У той час як фізико-хімічна складова експерименту Еггарта не викликає жодних сумнівів, астрономічна частина потребує перевірки та доказів. Але їх доведеться почекати – найближчі експедиції до Урану та Нептуна заплановані лише на 2025-2030 роки”.

Доброго вам дня, Любі друзі. Алмаз неймовірно стійкий до різноманітних впливів з боку навколишнього світу. Але навіть при цьому все одно існує температура плавлення алмазу, якої можна досягти лише за умови дотримання певних факторів.

Насправді виміряти температуру плавлення алмазів не так просто. Вся справа в тому, що при цьому впливає і високий тиск. Інакше є ризик перетворення каменю назад на графіт.

Експерименти з температурою плавлення алмазів

У цій історії відзначилася Ліверморська національна лабораторія ім. Лоренса. Адже вчені каліфорнійського університету провели незвичайний експеримент, в результаті якого з'ясувалося, що алмаз плавиться за температури 3700-4000 градусів за Цельсієм і при тиску в 11 ГПа. Досвід було проведено ще 2010 року.

На відміну від багатьох звичайних твердих речовин, алмаз неможливо перетворити на рідину шляхом звичайного підвищення температури навколишнього повітря.

Такими спостереженнями під час експерименту поділився Еггарт Джон, один із керівників процесу. Також він розповів, що для такого стану алмаз необхідно додатково тримати під величезним тиском. Як ви здогадуєтеся, виміряти температуру алмазу при цьому дуже нелегко.

А без тиску не обійтися: на повітрі горіння алмазу здійснюється за температури, близької до 1000 градусів за Цельсієм, а у вакуумі при 2000 градусів він перетворюється на графіт (при цьому в зворотний бікпроцес повернути неможливо, у разі вийде синтетичний алмаз, поступається своїм побратимам). Проміжного стану обох випадках немає.

Причому досвід з дослідження мінералу провели ще в кінці 17 століття італійські вчені, які вирішили будь-що сплавити кілька екземплярів в єдине ціле. В результаті вдалося з'ясувати лише температуру плавлення каменю.

Також свого часу вдалося з'ясувати, що ультрафіолетовими променями плавлення також не досягти. Адже при цьому мінерал просто починає перетворюватися на вуглекислий газ. З цієї причини не вдалося створити ультрафіолетові лазери з використанням каменю - вони просто стають непридатними. Але для звичайних алмазів все не таке страшно. Адже для повного зникнення одного мікрограма мінералу знадобляться довгі 10 мільярдів років.

Хід головного експерименту

А ось і перебіг самого експерименту, проведеного в 2010:

1. Вчені взяли алмаз дуже невеликого розміру (1/10 карата).
2. За допомогою наносекундних імпульсів лазера було утворено ударні хвилі, що створює величезний тиск.
3. При досягненні тиску, що у 40 разів перевершує атмосферного на рівні моря, алмаз досяг рідкого стану.

Але на цьому все не скінчилося. Вчені почали зменшувати тиск та знижувати температуру. В результаті з'ясувалося, що алмаз починає повертатися в тверду форму (щоправда, шматочками) при тиску в 11 мільйонів атмосфер і 50000 Кельвінів. При цьому ці шматочки плавали в «бульйоні», що залишився, подібно до крижин у морі. Вчені вирішили й надалі знижувати тиск, але не змінювати температуру. І алмаз почав поводитися як звичайна вода – у ньому стало з'являтися ще більше «айсбергів», самі освіти стали більшими.

Незвичайні гіпотези

На підставі подібних дослідів було зроблено висновки щодо можливості існування подібних умов на Урані та Нептуні. Справа в тому, що обидві ці планети складаються з вуглецю на значні 10%.

Є версія, що океани розплавленого алмазу могли бути основою для незвичайного магнітного поля для Нептуна і Урана, адже їх полюси рознесені (!). Тобто магнітний полюс не збігається з географічним полюсом.

Але поки що гіпотези залишаються лише гіпотезами. Адже відсилати супутники до обох планет або намагатися моделювати їхні атмосфери на Землі – важкі і дорогі заняття. Але якось ми дізнаємося, що ж насправді відбувається там.

До речі, якщо вас зацікавила тема космосу і цих незвичайних планет, ми пропонуємо вам подивитися навчальний ролик про них.

Таємниці всесвіту дорогоцінного каміннярозкрито ще повністю. Заходьте частіше і дізнаєтеся чимало нового про ці дивовижні мінерали. До скорого!

Команда Любі

Те, що діаманти горять, було підтверджено ще XVII столітті. Але сьогодні ця тема спалахнула з новою силою, привертаючи увагу не тільки вчених, а й звичайних людей. "Непереборний" камінь став головним об'єктом дослідження. Все тому, що з розвитком техніки зросла потреба в алмазах. Читайте статтю, і ви дізнаєтеся, як людство дізналося про займистість мінералу, яку роль у його історії зіграв Лавуазьє, і що нам дали ці експерименти.

По хвилях історії…

Допитливі уми за всіх часів висували найшаленіші теорії. Не дивно, що їх цікавив діамант та його властивості. Камінь не тільки один з найміцніших у світі, але й найдорожчий. Визначити, що алмаз горить, вдалося лише XVII столітті.

Заслуга належить англійському фізику Бойлю. Йому вдалося спалити алмаз через лінзу, спрямувавши на нього сонячний промінь. Але спроби повторити експеримент французькими вченими провалилися. Вони помістили камінь у плавильний посуд, і все чого досягли – темний налітна кристалах.

Внесок Антуана Лавуазьє у вивчення кристала

Великий внесок у вивчення мінералу зробив французький фізик Антуан Лавуазьє. Він довів, що алмази горять за наявності повітря. Для свого експерименту він:

• помістив камінь у скляну посудину;
• наповнив його киснем;
• закупорив.

Використовуючи лінзу, він нагрів алмази, після чого вони повністю згоріли полум'ям. Але в колбі не виявилося попелу. Дослідивши повітряне середовище у колбі, він з'ясував, що у ньому з'явився діоксид вуглецю.

Цікаво, що Лавуазьє своїми експериментами не намагався довести, що алмаз можна спалити – це сталося випадково. Суть його експериментів зводилася до заперечення флогістонної теорії.

Проводячи експерименти зі спалювання речовин у герметичних капсулах, Лавуазьє було привернути до них увагу «вченого співтовариства». Щоб виправити це, він заявив, що спалить шматок алмазу. Такий хід довів ефективність його роботи та розкрив світові одну із загадок діаманта.

Відкриття, що перекинуло світ

Від того, загориться алмаз чи ні, залежало все, що ми вважаємо звичним. По-перше, завдяки експерименту Лавуазьє, було відкинуто флогістонну теорію. Відповідно до неї, для реакції завжди потрібні дві речовини. Одне здатне віддати, інше здатне прийняти. Її замінив закон збереження енергії: ніщо не береться з нізвідки і не зникає в нікуди.

Завдяки цьому закону вдалося з'ясувати, що, при згоранні, діамант перетворюється на вуглець. І це дало нам, по-друге: якщо з алмазу можна отримати вуглець, то має бути і зворотна реакція.

Розробляючи цю теорію, вчені з'ясували, що алмаз можна синтезувати. Відкриття мало широкий резонанс, адже мінерал використовується у багатьох сферах життєдіяльності. Можливість отримувати його штучним шляхом – це необмежений запас безцінного ресурсу.

Жарт природи: хамелеони серед дорогоцінного каміння

Як ми сказали, алмази починають горіти за температури понад 720 градусів. Проводячи експерименти над деякими каменями, вчені помітили, що досягаючи позначки 120-150 г, мінерал змінює колір. Це спричинило їх до цікавого відкриття.

У природі існують алмази-хамелеони. Зазвичай вони мають оливковий відтінок. Але якщо їх нагріти, колір змінюється на насичено-коричневий або оранжево-жовтий. Ефект недовговічний. Якщо продовжувати впливати на каміння, вони згоряють.

Змінити свій колір алмаз-хамелеон може і в темряві, якщо пробуде там тривалий час. Вчені й досі не можуть розгадати цієї загадки. Провівши одночасно 39 тестів, вони так і не змогли зійтись на думку. Одні вважають, що причина домішки водню, інші, що камінь набуває люмінесцентних властивостей.

Розкажіть про це друзям, зробивши ріпост.