Προσδιορισμός της σκληρότητας του διαμαντιού. Διαμάντι. Θρύλοι και πραγματικότητα Δημιουργία τεχνητών διαμαντιών

Για έναν απλό άνθρωπο, το διαμάντι και ο γραφίτης είναι δύο εντελώς διαφορετικά και σε καμία περίπτωση δεμένος φίλοςμε ένα άλλο στοιχείο. Το διαμάντι προκαλεί συσχετισμούς με ιριδίζοντα κοσμήματα, υπενθυμίζεται η έκφραση «λάμπει σαν διαμάντι». Ο γραφίτης είναι κάτι γκρι που χρησιμοποιείται συνήθως για την κατασκευή μολυβιών.

Είναι δύσκολο να πιστέψουμε ότι και τα δύο ορυκτά είναι η ίδια ουσία με διαφορετικές μορφές επεξεργασίας.

Η έννοια και τα κύρια χαρακτηριστικά των ορυκτών

Το διαμάντι είναι ένας διαφανής κρύσταλλος που δεν έχει χρώμα και έχει υψηλά χαρακτηριστικά διάθλασης φωτός. Διακρίνονται οι ακόλουθες κύριες ιδιότητες του ορυκτού:

Η φύση παράγει τόσο διαμάντια ορισμένων σχημάτων όσο και σε διάφορες κρυσταλλικές μορφές, γεγονός που οφείλεται στο εσωτερική δομή. Οι έντονοι κρύσταλλοι έχουν σχήμα κύβου ή τετραέδρου με επίπεδες όψεις. Μερικές φορές οι άκρες φαίνονται να είναι ανάγλυφες λόγω της παρουσίας πολυάριθμων εκφύσεων και μεταμορφώσεων αόρατων στο μάτι.

Αν και πολλοί θεωρούν ότι το διαμάντι είναι το πιο ανθεκτικό υλικό στον κόσμο, αλλά η επιστήμη γνωρίζει μια ουσία που είναι ανώτερη από το διαμάντι σε αντοχή κατά περισσότερο από 11% - το "υπερδιαμάντι".

Ο γραφίτης είναι μια γκρι-μαύρη κρυσταλλική ουσία με μεταλλική λάμψη. Η σύνθεση του γραφίτη έχει μια πολυεπίπεδη δομή, οι κρύσταλλοι του αποτελούνται από μικρές λεπτές πλάκες. Είναι ένα πολύ εύθραυστο ορυκτό, που μοιάζει εμφάνισηχάλυβας ή χυτοσίδηρος. Ο γραφίτης έχει χαμηλή θερμοχωρητικότητα αλλά υψηλό σημείο τήξης. Επιπλέον, αυτό το ορυκτό:

Ο γραφίτης είναι λιπαρός στην αφή και αφήνει ίχνη όταν σύρεται στο χαρτί.Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα άτομα του κρυσταλλικού πλέγματος είναι ασθενώς συνδεδεμένα.

Η διαφορά μεταξύ γραφίτη και διαμαντιού, δομικά χαρακτηριστικά και η διαδικασία μετάβασης του ενός ορυκτού στο άλλο

Το διαμάντι και ο γραφίτης είναι αλλοτροπικά ορυκτά μεταξύ τους, δηλαδή έχουν διάφορες ιδιότητες, αλλά είναι διαφορετικές μορφέςάνθρακας. Η κύρια διαφορά τους έγκειται μόνο στη χημική δομή του κρυσταλλικού πλέγματος.

Το κρυσταλλικό πλέγμα του διαμαντιού έχει τη μορφή τετραέδρου, στο οποίο κάθε άτομο περιβάλλεται από 4 ακόμη άτομα και είναι η κορυφή του γειτονικού τετραέδρου, σχηματίζοντας έναν άπειρο αριθμό ατόμων με ισχυρούς ομοιοπολικούς δεσμούς.

Ο γραφίτης σε ατομικό επίπεδο αποτελείται από στρώματα εξαγώνων με κορυφές-άτομα. Τα άτομα συνδέονται καλά μεταξύ τους μόνο στο επίπεδο των στρωμάτων, αλλά τα στρώματα δεν έχουν ισχυρή σύνδεση μεταξύ τους, γεγονός που καθιστά τον γραφίτη μαλακό και ασταθή στην καταστροφή. Είναι αυτό το χαρακτηριστικό που καθιστά δυνατή την απόκτηση ενός διαμαντιού από γραφίτη.

Φυσική και Χημικές ιδιότητεςδιαμάντι και γραφίτης είναι καθαρά ορατά από το τραπέζι.

Χαρακτηριστικό γνώρισμα
Η δομή του ατομικού πλέγματος	κυβικό σχήμα	Εξαγώνιος
Μετάδοση φωτός	Αγωγή του φωτός καλά	Δεν αφήνει το φως να περάσει
ηλεκτρική αγωγιμότητα	Δεν έχει	Έχει καλή ηλεκτρική αγωγιμότητα
Ατομικοί δεσμοί	Χωρική	επίπεδη
Δομή	Σκληρότητα και ευθραυστότητα	Στρώσιμο
Η μέγιστη θερμοκρασία στην οποία το ορυκτό παραμένει αμετάβλητο	720 Κελσίου	3700 Κελσίου
Χρώμα	Λευκό, μπλε, μαύρο, κίτρινο, άχρωμο	Μαύρο, γκρι, ατσάλι
Πυκνότητα	3560 kg/m3	2230 kg/m3
Χρήση	Κοσμήματα, βιομηχανία	Χυτήριο, ηλεκτρική βιομηχανία άνθρακα.
Σκληρότητα Mohs	10	1

Ο χημικός τύπος του διαμαντιού και του γραφίτη είναι ο ίδιος - άνθρακας (C), αλλά η διαδικασία δημιουργίας στη φύση είναι διαφορετική.Το διαμάντι εμφανίζεται σε πολύ υψηλές πιέσειςκαι στιγμιαία ψύξη, και γραφίτη, αντίθετα, σε χαμηλή πίεση και υψηλή θερμοκρασία.

Υπάρχουν οι ακόλουθες μέθοδοι για την απόκτηση διαμαντιών:

Η διαδικασία του διαμαντιού με τον γραφίτη είναι παρόμοια. Η μόνη διαφορά είναι στην πίεση και τη θερμοκρασία.

Κοίτασμα ορυκτών

Τα διαμάντια βρίσκονται σε βάθη άνω των 100 km σε θερμοκρασία 1300 ̊С. Από το κύμα έκρηξης, το μάγμα κιμπερλίτη έρχεται σε δράση, σχηματίζοντας τους λεγόμενους σωλήνες κιμπερλίτη, οι οποίοι είναι τα κύρια κοιτάσματα των διαμαντιών.

Ο σωλήνας κιμπερλίτη πήρε το όνομά του από την αφρικανική επαρχία Kimberley, όπου ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά. Τα πετρώματα με κοιτάσματα διαμαντιών ονομάζονται κιμπερλίτες.

Τα πιο διάσημα κοιτάσματα βρίσκονται τώρα στην Ινδία, τη Νότια Αφρική και τη Ρωσία.Έως και το 80% όλων των διαμαντιών εξορύσσεται σε πρωτογενή κοιτάσματα, που αποτελούνται από σωλήνες κιμπερλίτη και λαμπροΐτη.

Οι ακτίνες Χ βοηθούν στην εύρεση διαμαντιών στον εξορυσσόμενο βράχο. Οι περισσότερες από τις πέτρες που βρέθηκαν χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία, καθώς δεν έχουν επαρκή χαρακτηριστικά για τον τομέα του κοσμήματος. Οι βιομηχανικές πέτρες χωρίζονται σε 3 τύπους:

• σανίδα - μικρές πέτρες με κοκκώδη δομή.
• μπάλες - στρογγυλές ή αχλαδιές πέτρες.
• Το carbonado είναι μια μαύρη πέτρα που πήρε το όνομά της από την ομοιότητά της με τον άνθρακα.

Είναι περίεργο ότι τα μεγαλύτερα και πιο σημαντικά διαμάντια λαμβάνουν το μοναδικό τους όνομα. Οι πιο διάσημοι από αυτούς είναι οι Shah, Star of Minas, Kohinoor, Star of the South, President Vargas, Minas Gerais, English Diamond of Dresden κ.λπ.

Ο γραφίτης σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της τροποποίησης των ιζηματογενών πετρωμάτων. Τα κοιτάσματα γραφίτη του Μεξικού, του Noginsk και της Μαδαγασκάρης είναι πλούσια σε μετάλλευμα με γραφίτη χαμηλής ποιότητας. Λιγότερο συνηθισμένο - ο τύπος Bogol και Ceylon, διακρίνονται από μετάλλευμα πλούσιο σε υψηλή περιεκτικότητα σε γραφίτη. Τα μεγαλύτερα γνωστά κοιτάσματα βρίσκονται στην Ουκρανία και στην Επικράτεια του Κρασνοντάρ.

Πεδίο εφαρμογής

Το διαμάντι και ο γραφίτης χρησιμοποιούνται πολύ ευρύτερα από ό,τι φαίνεται με την πρώτη ματιά. Τα διαμάντια έχουν βρει την εφαρμογή τους στους ακόλουθους τομείς:

Ως ποσοστό της χρήσης διαμαντιών, μοιάζει με αυτό:

1. Εργαλεία, εξαρτήματα μηχανών - 60%.
2. Πλαισιοποίηση τροχών λείανσης -10%.
3. Ανακύκλωση σύρματος-10%.
4. Διάνοιξη φρεατίων - 10%.
5. Κοσμήματα, μικροαντικείμενα - 10%.

Όσο για τον γραφίτη, καθαρή μορφήπρακτικά δεν χρησιμοποιείται, αλλά είναι προεπεξεργασμένο, αν και χρησιμοποιείται γραφίτης διαφορετικής ποιότητας σε διαφορετικές περιοχές. Ο γραφίτης υψηλότερης ποιότητας χρησιμοποιείται για χαρτικά μολύβια. Χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία χυτηρίου, παρέχοντας λεία επιφάνεια διάφορες μορφέςγίνομαι. Εδώ χρησιμοποιείται σχεδόν ακατέργαστος γραφίτης.

Η βιομηχανία ηλεκτρικού άνθρακα, μαζί με τον φυσικό γραφίτη, χρησιμοποιεί τεχνητά δημιουργημένο γραφίτη, ο οποίος χρησιμοποιείται επίσης ευρέως λόγω της ιδιαίτερης καθαρότητας και της συνοχής της σύνθεσής του. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα έκανε τον γραφίτη υλικό για τα ηλεκτρόδια των ηλεκτρικών συσκευών. Στη μεταλλουργία, χρησιμοποιείται ως λιπαντικό.

Το διαμάντι και ο γραφίτης είναι πανομοιότυπα στη σύνθεση, αλλά μοναδικά με τον δικό τους τρόπο. Τα οφέλη του γραφίτη για διάφορες βιομηχανίες είναι πολύ μεγαλύτερα από το διαμάντι.

Το διαμάντι, σχεδιασμένο για να απολαμβάνει την ομορφιά του, είναι ανεκτίμητο για την οικονομία, αποφέροντας τεράστια κέρδη από τη χρήση του στη βιομηχανία κοσμημάτων.

V.A. Μπαϊντερίν

Πέτρινες ιστορίες.

ΔΥΟ ΑΔΕΛΦΙΑ

Προηγούμενο κεφάλαιο

Όλοι πιθανότατα έχουν ακούσει για το ορυκτό διαμαντιών, διαφανές σαν νερό. Οι άνθρωποι έχουν ήδη διεισδύσει βαθιά στη γη, έχουν σκάψει τεράστια πηγάδια, πηγαίνουν όλο και πιο μακριά στα έγκατα της γης και κάθε φορά βρίσκουν νέους και νέους αστραφτερούς κρυστάλλους, ο αφρός των οποίων είναι αρκετές φορές πιο ακριβός από τον χρυσό.

Γιατί οι άνθρωποι χρειάζονται ένα διαμάντι;

Προσεκτικά επεξεργασμένο από έναν κόφτη, ένα διαμάντι δεν είναι πλέον διαμάντι. παίρνει νέο όνομα: διαμάντι. Και τα λαμπρά διαμάντια, που αντανακλούν υπέροχα το φως του ήλιου και το ηλεκτρικό φως με τα πρόσωπά τους, εκτιμώνται ιδιαίτερα ως το πιο ακριβό κόσμημα. Ένα διαμάντι είναι ακριβό γιατί είναι πολύ δύσκολο και ενοχλητικό να το κόψεις.

Το γεγονός είναι ότι το διαμάντι είναι η πιο σκληρή ουσία στη γη. Πιο δύσκολο από αυτό δεν είναι τίποτα στη φύση. Όσο σκληρά κι αν έλιωνε το ατσάλι στα εργοστάσια, αλλά αν χτυπήσεις ένα διαμάντι πάνω του, μια λευκή λωρίδα θα παραμείνει. Και η αιχμηρή άκρη του χάλυβα γλιστρά κατά μήκος της άκρης του διαμαντιού, σαν καρφί σε γυαλί, χωρίς να αφήνει ίχνη. Το διαμάντι αφήνει χαρακτηριστικά σε οποιοδήποτε ορυκτό, σε οποιοδήποτε μέταλλο, σε οτιδήποτε θεωρείται το πιο σκληρό.

Πώς να κόψετε ένα διαμάντι; Τίποτα άλλο παρά ένα διαμάντι. Οι άνθρωποι χρησιμοποιούν σκόνη διαμαντιών για να κόψουν διαμάντια. Και αυτό το έργο διαρκεί πολύ, πάρα πολύ.

Το ασυνήθιστα υψηλό κόστος των διαμαντιών οφείλεται στο υψηλό κόστος εργασίας. Αλλά όχι μόνο αυτό, αλλά και το γεγονός ότι υπάρχουν πολύ λίγα διαμάντια, είναι εξαιρετικά σπάνια και κάθε εύρημα εκτιμάται πάνω από το εύρημα οποιουδήποτε ορυκτού και μετάλλου. Οι άνθρωποι γνώριζαν από καιρό την αξιοσημείωτη ποιότητα του διαμαντιού - τη μεγαλύτερη σκληρότητά του - και χρησιμοποιούν με επιτυχία αυτή την ποιότητα για τους δικούς τους σκοπούς.

Ας υποθέσουμε ότι πρέπει να γυαλίσετε ένα παράθυρο. Πώς να κόψετε το γυαλί; Διαμάντι. Ένα μικροσκοπικό κρύσταλλο διαμαντιού τοποθετημένο σε μεταλλικό σκελετό θα αφήσει μια λευκή γραμμή στο γυαλί και το γυαλί θα σπάσει πολύ εύκολα κατά μήκος του.

Όταν απαιτείται διάτρηση σκληρών βράχων, τοποθετείται στο τρυπάνι κορώνα με ρομβοειδή δόντια. Δεν μπορείτε να φοβάστε: ανεξάρτητα από το πόσο σκληρός είναι ο βράχος, το τρυπάνι με διαμάντια δεν θα σπάσει, δεν θα εγκαταλείψει, τα γυαλιστερά δόντια δεν θα θρυμματιστούν. Με τη βοήθεια τρυπανιών με διαμάντια, οι άνθρωποι πραγματοποιούν βαθιά εξερεύνηση του εσωτερικού της γης. Η σκόνη διαμαντιού χρησιμοποιείται για λείανση τεμαχίων που αποτελούνται από ιδιαίτερα σκληρά κράματα.

Οι επιστήμονες αναρωτιούνται από καιρό: από τι αποτελείται ένα διαμάντι;

Οι χημικές αναλύσεις έχουν δείξει ότι το διαμάντι είναι καθαρός άνθρακας.

Αυτό ήταν εκπληκτικό γιατί ο καθαρός άνθρακας είναι επίσης γραφίτης.

Τι κοινό έχουν το διαμάντι και ο γραφίτης; Δεν φαίνεται να υπάρχει τίποτα. Το διαμάντι είναι διαφανές, ο γραφίτης είναι σκούρος. Το διαμάντι είναι πιο σκληρό από οτιδήποτε άλλο στη γη, ο γραφίτης... απλά περάστε το δάχτυλό σας από πάνω του και ένα σκούρο σημάδι θα παραμείνει στο δάχτυλό σας. Το διαμάντι είναι ο πιο αξιόλογος μονωτήρας ηλεκτρικού ρεύματος. Ούτε κεραυνός δεν μπορεί να το διαπεράσει. Και ο γραφίτης άγει καλά τον ηλεκτρισμό και επομένως χρησιμοποιείται ευρέως στην κατασκευή ηλεκτροδίων. Το διαμάντι είναι πυκνό και πολύ βαρύ, ενώ ο γραφίτης είναι μιάμιση φορά ελαφρύτερος από αυτό.

Με μια λέξη, το διαμάντι και ο γραφίτης δεν μοιάζουν καθόλου μεταξύ τους - και ταυτόχρονα είναι αδέρφια!

Ποιο είναι το μυστικό εδώ; στην ατομική δομή. Τα άτομα γραφίτη είναι διατεταγμένα με τη μορφή πλέγματος και κάθε τέτοιο πλέγμα συνδέεται ασθενώς με το άλλο. Το διαμάντι έχει εντελώς διαφορετική ατομική δομή. Εκεί, τα άτομα είναι κοντά το ένα στο άλλο, στενά συνδεδεμένα μεταξύ τους, και αυτή η ισχυρή σύνδεση κάνει το διαμάντι πολύ, πολύ σκληρό.

Γνωρίζουμε ήδη λίγα για τη χρήση του διαμαντιού. Πώς χρησιμοποιείται ο γραφίτης;

Μετάφραση από τα ελληνικά "γραφίτης" σημαίνει γράφω. Από την αρχαιότητα μέχρι σήμερα οι άνθρωποι γράφουν με γραφίτη. Η καρδιά ενός απλού μολυβιού είναι κατασκευασμένη από γραφίτη. Για την προετοιμασία του υλικού για καρδιές μολυβιού, ο γραφίτης αλέθεται, κοσκινίζεται μέσα από ένα παχύ κόσκινο. Για καλύτερη λείανση, ο γραφίτης εμποτίζεται, συμπιέζεται προσεκτικά και αναμιγνύεται με πηλό. Εάν πρέπει να φτιάξετε μαλακά μολύβια, τότε ο πηλός προστίθεται λίγο. Για την κατασκευή σκληρών μολυβιών, η πρόσμειξη του πηλού αυξάνεται.

Ο γραφίτης αναμεμειγμένος με πηλό στεγνώνει καλά, στη συνέχεια συμπιέζεται σε μακριές λεπτές ράβδους και ψήνεται σε κλίβανο. Στη συνέχεια, τα ξυλάκια γραφίτη εισάγονται σε ένα ξύλινο κέλυφος, το κέλυφος είναι κολλημένο, βαμμένο και το μολύβι είναι έτοιμο.

Ο γραφίτης έχει μια πολύτιμη ιδιότητα: δεν λιώνει, δεν καίγεται και είναι σε θέση να προσδώσει αντοχή στη θερμότητα σε άλλα υλικά. Ο χάλυβας για χωνευτήρια, για παράδειγμα, στους οποίους τήκονται μέταλλα, περιέχει απαραίτητα ακαθαρσίες γραφίτη. Εξήντα ογδόντα γραμμάρια σκόνης γραφίτη, εφηβικό σε ένα κιλό χάλυβα χωνευτηρίου, το καθιστά ιδιαίτερα ανθεκτικό στη θερμότητα.

Τώρα στα μεταλλουργικά εργοστάσια / Οι ηλεκτρικοί φούρνοι γίνονται όλο και πιο διαδεδομένοι. Χοντρά μαύρα ηλεκτρόδια χαμηλώνονται σε έναν τέτοιο φούρνο και ένα εκθαμβωτικό λευκό βολταϊκό τόξο αναδύεται μεταξύ τους από ένα ηλεκτρικό ρεύμα. Στη φλόγα αυτού του τόξου λιώνουν μετάλλευμα και μέταλλα. Και ένα ηλεκτρόδιο που δίνει βολταϊκό τόξο είναι αδιανόητο να κατασκευαστεί χωρίς γραφίτη. Τα ηλεκτρόδια γραφίτη είναι απαραίτητα για την απόκτηση ενός κυανόλευκου μετάλλου - αλουμινίου, το οποίο έχει βρει ευρεία εφαρμογή τόσο στην τεχνολογία όσο και στην καθημερινή ζωή. Ο γραφίτης χρησιμοποιείται για την κατασκευή μαύρης βαφής ανθεκτικής, που δεν ξεθωριάζει. Τέλος, η σκόνη γραφίτη χρησιμοποιείται για την αποτροπή της καύσης λιπαντικών ελαίων σε μηχανισμούς λείανσης ενός εξαρτήματος μηχανής στο άλλο.

Τώρα το βλέπουμε ακόμη αδελφόςδιαμάντι και απλό στην εμφάνιση, αλλά στη χρησιμότητά του, στις ιδιότητές του, δεν είναι κατώτερο από τον αστραφτερό, περήφανο αδερφό του.

Και, ωστόσο, για περισσότερο από δύο αιώνες, οι επιστήμονες προσπάθησαν να δημιουργήσουν ένα διαμάντι τεχνητά. Εξάλλου, τα διαμάντια είναι πολύ σπάνια στη φύση τους, το κόστος τους είναι υψηλό και η πρακτική εφαρμογή τους ποικίλη. Είναι πολύ δελεαστικό να πάρετε τον ευρέως διαθέσιμο γραφίτη και να φτιάξετε ένα διαμάντι από αυτόν. Αλλά πώς να το κάνουμε αυτό;

Οι επιστήμονες πάλεψαν για μεγάλο χρονικό διάστημα μέχρι που διαπίστωσαν ότι η μετατροπή του γραφίτη σε διαμάντι απαιτεί θερμοκρασία δύο χιλιάδων βαθμών και πολύ υψηλή πίεση. Έχει αποδειχθεί ότι σε αυτή τη θερμοκρασία και υπό αυτήν την πίεση σχηματίστηκαν τα διαμάντια από τον γραφίτη στα έγκατα της γης.

Η δημιουργία μιας πολύ υψηλής πίεσης και μιας τόσο υψηλής θερμοκρασίας θεωρούνταν αδύνατη μέχρι πρόσφατα.

Ακόμη και σε πολύ χαμηλότερες πιέσεις, οι χημικοί κατάφεραν να κάνουν εκπληκτικά θαύματα. Για παράδειγμα, το άζωτο, που είναι τα τρία τέταρτα του αέρα, έγινε στερεό λόγω της υψηλής πίεσης. Ο κίτρινος φώσφορος, έχοντας υποστεί τεράστια πίεση, έγινε μαύρος. Επιπλέον, σε υψηλές πιέσεις, το υγρό μπορεί να διαρρεύσει μέσω του χάλυβα, το γυαλί αρχίζει να διαλύεται στο συνηθισμένο νερό και ορισμένοι μονωτές ρεύματος γίνονται καλοί αγωγοί του ηλεκτρισμού.

Αλλά όλα αυτά τα θαύματα απαιτούν λιγότερη πίεση από αυτή που χρειάζεται για να μετατραπεί ο γραφίτης σε διαμάντι. Ωστόσο, δεν υπάρχει όριο στην επιστήμη. Σε πολλές χώρες, οι επιστήμονες έχουν αγωνιστεί για να δημιουργήσουν το λεγόμενο " συνθήκες διαμαντιού"- τεράστια πίεση και πολύ υψηλή θερμοκρασία σε συσκευές με παχύ τοίχωμα.

Πολύ πρόσφατα, το φθινόπωρο του 1961, οι Σοβιετικοί επιστήμονες κέρδισαν μια αποφασιστική νίκη σε αυτό το δύσκολο θέμα. Ο απαραίτητος εξοπλισμός δημιουργήθηκε σε ένα από τα επιστημονικά ινστιτούτα του Κιέβου. Επιστήμονες από το Κίεβο ανέφεραν στο 22ο Συνέδριο του Κομμουνιστικού Κόμματος της Σοβιετικής Ένωσης ότι είχαν ήδη παραγάγει δύο χιλιάδες καράτια τεχνητά διαμάντια. Τα συνθετικά διαμάντια έχουν δοκιμαστεί κατά τη διάνοιξη οπών σε υπερσκληρό βράχο και έχουν αποδειχθεί πολύ ισχυρότερα από τα φυσικά.

Σοβιετικοί επιστήμονες απέδειξαν ότι με την πάροδο του χρόνου τα φυσικά διαμάντια θα αντικατασταθούν από τεχνητά διαμάντια στην τεχνολογία.

Γραφίτης, αδερφός του άνθρακα και του διαμαντιού

Σε εικόνες που απεικονίζουν την παρουσία άνθρακα στην ορυκτή φύση, ο γραφίτης δεν είναι μάταια τοποθετημένος μεταξύ άνθρακα και διαμαντιού. Όσον αφορά τις ιδιότητες, ο γραφίτης είναι πράγματι εν μέρει παρόμοιος με τον συνηθισμένο άνθρακα και εν μέρει με το ευγενές διαμάντι.

Ο εγγενής γραφίτης δεν είναι πάντα ο ίδιος. Παράγεται από τα έντερα, τις περισσότερες φορές είναι μαύρο, πυκνό, απαλό και γράφει όμορφα σε σκληρή επιφάνεια. Για αυτό, οι Έλληνες ονόμασαν το μαύρο ορυκτό "γραφίτη": "grafo" σημαίνει "γράφω".

Οι άνθρωποι που είναι λιγότερο επιρρεπείς στη γραφή που ονομάζονται γραφίτης (σε ελεύθερη μετάφραση στα ρωσικά) και "μαύρος μόλυβδος" και "ανθρακώδης σίδηρος", καθώς και "δαμάσκηνο" και ακόμη και "πέτρα" - καθώς οι εξάρσεις γραφίτη είναι πιο συχνά κρυμμένες σε σχισμές βράχων .

Ο φυσικός γραφίτης μπορεί να είναι όχι μόνο μαύρος, αλλά και γκρίζος, με σαφή μεταλλική λάμψη. Η μάζα γραφίτη είναι συχνά γεμάτη ακαθαρσίες - συμπεριλαμβανομένου του χρυσού - και οι βιομήχανοι πρέπει να χρησιμοποιούν τεχνολογίες καθαρισμού γραφίτη πολλαπλών σταδίων.

Εν τω μεταξύ, κάθε μεταλλουργός γνωρίζει πόσο γραφίτης εκπέμπεται από την ψύξη του χυτοσιδήρου. Δεν είναι λοιπόν πιο εύκολο να χρησιμοποιήσουμε τεχνητό γραφίτη αντί να εξορύξουμε ορυκτό γραφίτη;

Ποικιλίες γραφίτη

Ο γραφίτης έχει πολυεπίπεδη δομή.Τα άτομα άνθρακα στον γραφίτη συνδυάζονται σε πλάκες πάχους ενός μορίου. Ιδανικά, οι πλάκες ταιριάζουν σφιχτά μεταξύ τους και ενώνονται σε εξαγωνικούς πίνακες κρυστάλλους. Οι κρυσταλλικές αναπτύξεις γραφίτη μπορούν να λάβουν κιονοειδές, φολιδωτό ή σφαιρικό σχήμα. Οι σφαιρίτες γραφίτη σχηματίζουν μερικές φορές ογκώδεις συστάδες, η στρογγυλότητα των οποίων μοιάζει με τις πλευρές των σκούρων δαμάσκηνων που καλύπτονται με μια γυαλιστερή επίστρωση.

Ο φυσικός γραφίτης μπορεί να αναμιχθεί με άμορφη ανθρακούχα ή αργιλώδη μάζα, αέρια, άσφαλτο και ενώσεις ξένων στοιχείων, αλλά έχει πάντα κρυσταλλική δομή και καθαρίζεται πολύ εύκολα και φέρεται στις απαιτούμενες παραμέτρους παραγωγής.

Ο γραφίτης τομέα, που διαφεύγει στο μέσο ως ξεχωριστές μικροσκοπικές πλάκες, είναι μια άπιαστη ουσία. Συλλαμβάνεται και απορρίπτεται - συνήθως απευθείας στην επιχείρηση, χρησιμοποιώντας το ως πρόσθετο στη χρέωση - αλλά η τεχνολογία είναι ακριβή και η κλίμακα αυτής της απόρριψης είναι μικρή.

Πιο παραγωγική είναι η μέθοδος κατασκευής γραφίτη από πρώτες ύλες υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα - πτητικούς υδρογονάνθρακες, ανθρακίτης, κοκ, πίσσα. Η βάση της μεθόδου είναι η θέρμανση της στερεάς ακατέργαστης μάζας στους 2800°C και του αερίου μέσου στους 3000°C σε υψηλή θερμοκρασία έως και 500 atm. πίεση.

Οι τεχνολογίες για την εξόρυξη φυσικού και τεχνητού γραφίτη είναι πολύ δαπανηρές. Ωστόσο, η σκοπιμότητα τέτοιων δαπανών είναι αναμφισβήτητη: οι ιδιότητες του γραφίτη είναι μοναδικές και ως υλικό σε πολλές περιπτώσεις είναι απλώς αναντικατάστατο.

ιδιότητες γραφίτη

Κύρια πρακτική ιδιότητα του γραφίτη - αντοχή σε ακραία θερμικά φορτία, αδράνεια στο εύρος θερμοκρασίας κάτω από 2500°C, υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα, χαμηλός συντελεστής τριβής σε ζεύγη γραφίτη-μετάλλων. Επιπλέον, ο γραφίτης χωρίζεται εύκολα σε νιφάδες, οι οποίες, με τη σειρά τους, προσκολλώνται σε οποιαδήποτε επιφάνεια χωρίς καθυστέρηση. Έτσι, η λεπτή σκόνη γραφίτη γίνεται εξαιρετικό λιπαντικό.

Το σημείο τήξης του γραφίτη είναι κοντά στους 4000°C, γεγονός που καθιστά δυνατή τη χρήση του υλικού ως εργαστηριακού μέσου για την εργασία με πυρίμαχα μέταλλα. Η υψηλή θερμική αγωγιμότητα του ορυκτού βρίσκει και την εφαρμογή του.

Η πλαστικότητα του γραφίτη καθιστά δυνατή τη διαμόρφωση εξαρτημάτων οποιουδήποτε σχήματος από αυτόν. Ο πεπιεσμένος γραφίτης είναι εξαιρετικά επεξεργάσιμος.

Η πιο σημαντική ιδιότητα του γραφίτη είναι η ικανότητά του να μεταμορφώνεται σε διαμάντι.

διαμάντι γραφίτη και διαμαντένιο γραφίτη

Η διαφορά μεταξύ γραφίτη και διαμαντιού είναι η πυκνότητα συσκευασίας των στρωμάτων άνθρακα. Σχεδόν χωρισμένα σε γραφίτη, σε διαμάντι συνδέονται τόσο σφιχτά που το κρυσταλλικό πλέγμα του ορυκτού παίρνει κυβικό σχήμα. Δηλαδή, κάθε άτομο άνθρακα σε ένα διαμάντι βρίσκεται ταυτόχρονα σε τρία αμοιβαία κάθετα στρώματα.

Για να συνδεθούν τα στρώματα άνθρακα μεταξύ τους, δεν έχει εφευρεθεί τίποτα καλύτερο από την ισχυρή συμπίεση και την αύξηση της θερμοκρασίας. Τα πρώτα συνθετικά διαμάντια ελήφθησαν με θέρμανση γραφίτη στους 1800°C υπό πίεση 120.000 ατμοσφαιρών. Σήμερα, η παραγωγή λεπτών ροκανιδιών διαμαντιών ασκείται σε θερμοκρασίες περίπου 1200 ° C και βραχυπρόθεσμη αύξηση της πίεσης έως και 300 χιλιάδες atm.

Η αντίδραση είναι αναστρέψιμη. Κάθε διαμάντι που θερμαίνεται στους 1000°C αρχίζει να μετατρέπεται σε γραφίτη. Στους 2000°C η διαδικασία είναι πολύ γρήγορη.

Χρήση γραφίτη

Τόσο ο φυσικός όσο και ο συνθετικός γραφίτης βρίσκουν εφαρμογές στη βιομηχανία. Στη μεταλλουργία των μη σιδηρούχων και πυρίμαχων μετάλλων, ο γραφίτης είναι απαραίτητος ως υλικό για την επεξεργασία ή την κατασκευή καλουπιών έγχυσης. Η ικανότητα του γραφίτη να διαλύεται σε θερμαινόμενα κράματα χρησιμοποιείται για να προσδώσει επιθυμητές ιδιότητες στα προϊόντα.

Η απόδοση των απλών ρουλεμάν εξασφαλίζεται με τη χρήση γραφίτη. Είναι σημαντικό ότι ο ρυθμός φθοράς του ρουλεμάν γραφίτη ή του κλωβού είναι σταθερός σε όλο το εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας των ρουλεμάν, συχνά εκατοντάδες μοίρες.

Ο γραφίτης έχει και λιπαντικές και λειαντικές ιδιότητες. Οι καλύτερες πάστες γυαλίσματος περιέχουν γραφίτη. Το ορυκτό που εισάγεται στη σύνθεση των υλικών τριβής αυξάνει την αντίσταση των προϊόντων στη θερμότητα.

Τα κεραμικά αναμεμειγμένα με γραφίτη είναι ιδιαίτερα ανθεκτικά στη φωτιά. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα και η αντίσταση του υλικού στη διάβρωση καθιστά δυνατή την κατασκευή επαφών υψηλής τάσης, επενδύσεων ακροφυσίων και ακροφυσίων από γραφίτη.

Η αδράνεια του γραφίτη τον καθιστά εξαιρετική προστατευτική επίστρωση για κάθε είδους κατασκευές. Τα χρώματα που βασίζονται σε εναιώρημα γραφίτη σε διαλύτη πλαστικοποιητή λειτουργούν τόσο σε σκληρές (σκυρόδεμα, χάλυβας) όσο και σε ελαστικές (ξύλο, αλουμίνιο) επιφάνειες.

συμπεριλαμβανομένου Οι κοσμηματοπώλες χωρίζουν τα διαμάντια σε σχεδόν 1.000 ποικιλίες ανάλογα με τη διαφάνεια, τον τόνο, την πυκνότητα και την ομοιομορφία του χρώματος, την παρουσία ρωγμών, εγκλείσματα ορυκτών και ορισμένα άλλα χαρακτηριστικά.

Από τα τέλη του 19ου αιώνα, τα διαμάντια άρχισαν να χρησιμοποιούνται στην παραγωγή. Προς το παρόν, το οικονομικό δυναμικό των πιο ανεπτυγμένων χωρών συνδέεται σε μεγάλο βαθμό με τη χρήση διαμαντιών. Αρκεί να υπενθυμίσουμε ότι, σύμφωνα με δυτικούς οικονομολόγους, το βιομηχανικό δυναμικό των Ηνωμένων Πολιτειών σε περίπτωση άρνησης εισαγωγής διαμαντιών θα μειωθεί κατά 2-3 φορές. Η χρήση εργαλείων διαμαντιών αυξάνει σημαντικά την καθαριότητα της επεξεργασίας των εξαρτημάτων, ενώ η παραγωγικότητα της εργασίας αυξάνεται κατά μέσο όρο κατά 50%.

Η μάζα των διαμαντιών συνήθως μετριέται σε καράτια. Το καράτ στην αρχαία Ελλάδα ονομαζόταν σπόροι χαρουπιού, σε σχήμα μεγάλου μπιζελιού. Μετά την ξήρανση, οι σπόροι είχαν σχετικά σταθερό βάρος - από 150 έως 220 mg.

Στη βιομηχανία χρησιμοποιούνται κυρίως διαμάντια που είναι ακατάλληλα για κοπή: αδιαφανή, με πολυάριθμα εγκλείσματα, ρωγμές, λεπτόκοκκους ενδοφύσεις, ροκανίδια διαμαντιών κ.λπ. Δεν υπάρχει ενιαία ταξινόμηση των βιομηχανικών διαμαντιών, αφού κάθε κλάδος έχει τις δικές του απαιτήσεις για τη διαλογή τους.

Ποιες ιδιότητες του διαμαντιού καθορίζουν την ευρεία χρήση του σε διάφορους τομείς της εθνικής οικονομίας; Πρώτα απ 'όλα, φυσικά, εξαιρετική σκληρότητα, η οποία, αν κρίνουμε από το ποσοστό φθοράς, είναι 50 φορές υψηλότερη από αυτή του κορουνδίου και δεκάδες φορές μεγαλύτερη από αυτή των καλύτερων κραμάτων που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή κοπτικών. Το διαμάντι χρησιμοποιείται για τη διάτρηση πετρωμάτων και την κατεργασία μεγάλης ποικιλίας υλικών.

Η γεώτρηση γεωτρήσεων στα στρώματα των πετρωμάτων που συνθέτουν τον φλοιό της γης χρησιμοποιείται ευρέως στην αναζήτηση και εξερεύνηση κοιτασμάτων ορυκτών, καθώς και στην εκμετάλλευση κοιτασμάτων πετρελαίου και φυσικού αερίου. Δεν μπορείτε να κάνετε χωρίς γεώτρηση και όταν εκτελείτε κάθε είδους εκρηκτικές και μηχανικογεωλογικές εργασίες, πριν από την κατασκευή μεγάλων κτιρίων, φραγμάτων και πολλών άλλων αντικειμένων.

Σε τεχνικούς όρους, η πιο προηγμένη είναι η περιστροφική διάτρηση με διαμάντια, η οποία πραγματοποιείται με τη διάνοιξη οπών στη μάζα βράχου χρησιμοποιώντας τρυπάνια ενισχυμένα με διαμάντια. Τα ενισχυμένα με διαμάντια μύτες αυξάνουν την ταχύτητα διάτρησης κατά 8-15 φορές σε σύγκριση με τη διάτρηση με βάση το καρβίδιο ή τα τρυπάνια.

Τα λεπτόκοκκα πυκνά καρμπονάδο θεωρούνται τα καλύτερα διαμάντια για διάτρηση, αφού έχουν αυξημένη σκληρότητα και είναι τα λιγότερο επιρρεπή στο σχίσιμο. Στη δεύτερη θέση βρίσκονται οι σφαιρικές μπάλες και τα μικρά στρογγυλεμένα μονοκρύσταλλα διαμαντιών. Περίπου 0,6 τόνοι λίθων καταναλώνονται ετησίως για την κατασκευή τρυπανιών, που είναι περίπου το 10% της συνολικής ποσότητας βιομηχανικών διαμαντιών που εξορύσσεται στον κόσμο.

Η χρήση διαμαντοκοπτών και τρυπανιών στην επεξεργασία μη σιδηρούχων και σιδηρούχων μετάλλων, σκληρών και υπερσκληρών κραμάτων, γυαλιού, καουτσούκ, πλαστικών και άλλων συνθετικών ουσιών δίνει τεράστιο οικονομικό αποτέλεσμα σε σύγκριση με τη χρήση εργαλείων καρβιδίου. Είναι εξαιρετικά σημαντικό αυτό όχι μόνο να αυξάνει την παραγωγικότητα της εργασίας δεκάδες φορές, αλλά ταυτόχρονα να βελτιώνει σημαντικά την ποιότητα των προϊόντων. Οι επιφάνειες που έχουν υποστεί επεξεργασία με κόφτη διαμαντιών δεν απαιτούν λείανση, πρακτικά δεν υπάρχουν μικρορωγμές πάνω τους, με αποτέλεσμα να αυξάνεται σημαντικά η διάρκεια ζωής των εξαρτημάτων που λαμβάνονται.

Τα διαμάντια είναι απολύτως απαραίτητα κατά την περιστροφή ρουμπινιών λίθων αναφοράς που χρησιμοποιούνται στο ρολόι και σε πολλούς άλλους μηχανισμούς ακριβείας, καθώς και κατά το ντύσιμο των τροχών λείανσης.

Σχεδόν όλες οι σύγχρονες βιομηχανίες, κυρίως ηλεκτρικές, ηλεκτρονικές και οργάνων, σε τεράστιες ποσότητεςχρησιμοποιήστε λεπτό σύρμα κατασκευασμένο από διάφορα μέταλλα. Ταυτόχρονα, επιβάλλονται αυστηρές απαιτήσεις για το κυκλικό σχήμα και τη αμετάβλητη διάμετρο της διατομής του σύρματος με υψηλό φινίρισμα επιφάνειας. Τέτοιο σύρμα από σκληρά μέταλλα και κράματα μπορεί να κατασκευαστεί μόνο με τη βοήθεια μήτρων διαμαντιών. Οι μήτρες είναι ελασματοειδή διαμάντια με τις πιο λεπτές (από 0,5 έως 0,001 χλστ.) τρύπες ανοιχτές σε αυτές.

Οι σκόνες διαμαντιών χρησιμοποιούνται επίσης ευρέως στη βιομηχανία. Λαμβάνονται με σύνθλιψη φυσικών διαμαντιών χαμηλής ποιότητας και κατασκευάζονται επίσης σε ειδικές επιχειρήσεις για την παραγωγή συνθετικών διαμαντιών. Οι σκόνες διαμαντιών χρησιμοποιούνται σε λεπίδες πριονιού με διαμάντια, μικρά τρυπάνια με διαμάντια, ειδικές λίμες και ως λειαντικό. Μόνο με τη χρήση σκόνης διαμαντιών, ήταν δυνατό να δημιουργηθούν μοναδικά τρυπάνια που παρέχουν βαθιές λεπτές τρύπες σε σκληρά και εύθραυστα υλικά. Τέτοια τρυπάνια (άκρες διαμαντιών) σας επιτρέπουν να ανοίξετε, για παράδειγμα, τρύπες σε γυαλί με διάμετρο 2 mm και μήκος έως 850 mm!

Οι σκόνες διαμαντιών χρησιμοποιούνται σε εργοστάσια κοπής, όπου όλα τα πετράδια, συμπεριλαμβανομένων των διαμαντιών, κόβονται και γυαλίζονται, χάρη στα οποία οι πέτρες που ήταν προηγουμένως απλές γίνονται μυστηριωδώς φωτεινά ή εκθαμβωτικά αστραφτερά κοσμήματα, για τη μοναδική ομορφιά των οποίων κανείς δεν μένει αδιάφορος.

Από τη δεκαετία του 1950, η προσοχή των επιστημόνων και των σχεδιαστών έχει προσελκύσει άλλες φυσικές ιδιότητες του διαμαντιού. Είναι γνωστό ότι, μπαίνοντας σε έναν κρύσταλλο, τα γρήγορα φορτισμένα σωματίδια εκτοξεύουν ηλεκτρόνια από τα άτομά του, δηλ. ιονίζουν την ύλη. Σε ένα διαμάντι, υπό τη δράση ενός φορτισμένου σωματιδίου, εμφανίζεται μια φωτεινή λάμψη και εμφανίζεται ένας παλμός ρεύματος. Αυτές οι ιδιότητες καθιστούν δυνατή τη χρήση διαμαντιών ως ανιχνευτών πυρηνικής ακτινοβολίας. Η λάμψη των διαμαντιών και η εμφάνιση παλμών ηλεκτρικού ρεύματος κατά την ακτινοβόληση καθιστούν δυνατή τη χρήση τους σε γρήγορους μετρητές σωματιδίων. Το διαμάντι ως τέτοιος μετρητής έχει αναμφισβήτητα πλεονεκτήματα έναντι του αερίου και άλλων κρυσταλλικών συσκευών.

Οι κρύσταλλοι διαμαντιών που χρησιμοποιούνται ως μετρητές είναι εξαιρετικά σπάνιοι, επομένως η τιμή τους είναι πολύ υψηλότερη από αυτή των ίσων. πέτρες κοσμήματος. Μερικοί κρύσταλλοι διαμαντιών είναι ημιαγωγοί τύπου p σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών και πιέσεων.

Η χρήση διαμαντιών σε ημιαγωγούς και ορισμένες οπτικές συσκευές, καθώς και σε μετρητές πυρηνικής ακτινοβολίας, είναι πολλά υποσχόμενη, καθώς τέτοιες συσκευές είναι ικανές να λειτουργούν σε διάφορες συνθήκες, όπως χαμηλές και υψηλές θερμοκρασίες, ισχυρά ηλεκτρομαγνητικά και βαρυτικά πεδία, επιθετικά μέσα , και τα λοιπά. Ως εκ τούτου, τα όργανα με βάση το διαμάντι μπορεί να αποδειχθούν απαραίτητα στη διαστημική έρευνα, καθώς και στη μελέτη της βαθιάς δομής του πλανήτη μας.

Από αμνημονεύτων χρόνων, ένα διαμάντι έχει δοθεί μια ιδιαίτερη θέση μεταξύ των εκπροσώπων του ορυκτού βασιλείου. Η αποκλειστικότητα των ιδιοτήτων του διαμαντιού έδωσε αφορμή για πολλούς θρύλους, στους οποίους, μαζί με την πιο αγνή μυθοπλασία, υπήρχαν και περιγραφές ορισμένων από τις πραγματικές ιδιότητες της πέτρας.

Στην Ινδία, όπου βρέθηκαν τα πρώτα διαμάντια πριν από πολλούς αιώνες, συσσωρεύτηκαν και γενικεύτηκαν πληροφορίες σχετικά με τις ιδιότητες των κρυστάλλων διαμαντιών και τα αποθέματά τους. Ωστόσο, ιερείς για θρησκευτικούς και πολιτικούς λόγους και έμποροι για εμπορικούς λόγους, εμπόδισαν τη διάδοση αυτών των πληροφοριών και τις αντικατέστησαν με κάθε λογής μυστικιστικές φήμες και δεισιδαιμονικές επινοήσεις.

Σύμφωνα με τους αρχαίους Ινδουιστές, τα διαμάντια σχηματίζονται από τις πέντε αρχές της φύσης: γη, νερό, ουρανός, αέρας και ενέργεια. Ταυτόχρονα, τα διαμάντια, όπως και οι άνθρωποι, χωρίστηκαν σε τέσσερις κατηγορίες (Βάρνας): Βραχμάνοι , kshatriyas , Vaishya Και σούδρα . Οι Βραχμάνοι ονομάζονταν άχρωμοι και λευκοί, όπως οι χαλάζι, τα χρώματα των ασημένιων σύννεφων και του φεγγαριού, οι εξάκτινοι ή οκταεδρικοί κρύσταλλοι διαμαντιών, που θεωρούνταν ο υψηλότερος βαθμός τελειότητας. Τα διαμάντια με κοκκινωπή απόχρωση ήταν τα Kshatriyas, τα πρασινωπά διαμάντια ήταν τα Vaishyas και τα γκρι διαμάντια ήταν τα Shudras. Οι Kshatriyas αποτιμήθηκαν στο 3/4, οι Vaishyas στο 1/2 και οι Sudras στο 1/4 της αξίας ενός Brahmin.

Πολλοί ινδικοί και, προφανώς, αραβικοί θρύλοι για το διαμάντι επαναλήφθηκαν στις αρχές της εποχής μας στο έργο του αρχαίου Ρωμαίου φυσιοδίφη Πλίνιου του Πρεσβύτερου, The Natural History of Fossil Bodies. Μαζί με θρύλους και δεισιδαιμονίες, ο Πλίνιος δίνει αρκετά ακριβείς περιγραφές για μερικές από τις ιδιότητες ενός διαμαντιού. Έτσι, συγκεκριμένα, περιγράφει τη χρήση των διαμαντιών στην επεξεργασία άλλων σκληρών υλικών και σημειώνει ότι το ίδιο το διαμάντι μπορεί να επεξεργαστεί μόνο με άλλο διαμάντι. Κατά τους επόμενους αιώνες, οι απόψεις του Πλίνιου θεωρήθηκαν ακλόνητες και πέρασαν από τη μια πραγματεία στην άλλη, αποκτώντας έναν αυξανόμενο αριθμό φανταστικών μυθοπλασιών.

Στο Μεσαίωνα συντάχθηκαν ακόμη και ειδικά βιβλία για την καταγωγή, τα μαγικά και θεραπευτικές ιδιότητεςδιάφορες πέτρες - λαπιδαριά.

Το ίδιο είδος ιατρικών βιβλίων εκδόθηκαν στη Ρωσία. Ένα από αυτά, που δημοσιεύθηκε το 1672, ονομάστηκε Το βιβλίο, που ονομάζεται Cool Helix, επιλέχθηκε από πολλούς σοφούς για διάφορα ιατρικά πράγματα που σχετίζονται με την ανθρώπινη υγεία .

Στο γνωστό παραμύθι για τα ταξίδια του Σίνμπαντ, του ναύτη, διηγείται ένας πανούργος τρόπος εξαγωγής διαμαντιών. Κάπου σε μια μακρινή χώρα υπάρχει ένα ασυνήθιστα βαθύ φαράγγι, ο πυθμένας του οποίου είναι γεμάτος με διαμάντια. Η πρόσβαση σε θησαυρούς εμποδίζεται από αμέτρητες ορδές τεράστιων φιδιών. Ωστόσο, οι άνθρωποι έχουν βρει έναν τρόπο να εξάγουν πολύτιμους λίθους και από εδώ. Για να γίνει αυτό, έριχναν μεγάλα κομμάτια κρέατος στο φαράγγι από τα γύρω βουνά. Τα διαμάντια κόλλησαν στο κρέας και οι τεράστιοι αετοί το μετέφεραν στις φωλιές τους. Τολμηροί αναζητητές έφτασαν στις φωλιές των αετών και μάζεψαν αστραφτερούς κρυστάλλους.

Συμπτωματικά ή όχι, υπάρχουν δύο σημεία σε αυτή την ιστορία που συνδέονται με πρακτικά δεδομένα. Ένα από αυτά είναι το sp

Πειθαρχία: Διάφορα
Είδος εργασίας: μαθήματα
Θέμα: Διαμάντι. Θρύλοι και πραγματικότητα

Υπουργείο Γενικής και Επαγγελματικής Παιδείας
Ρωσική Ομοσπονδία
Κρατική Ακαδημία Διοίκησης
πήρε το όνομά του από τον S. Ordzhonikidze
Ινστιτούτο Εθνικής και Παγκόσμιας Οικονομίας
Τακτοποίηση και επεξηγηματικό σημείωμα του μαθήματος στο γνωστικό αντικείμενο «Η έννοια της σύγχρονης φυσικής επιστήμης
με θέμα:
"Διαμάντι. Θρύλοι και πραγματικότητα»
Συμπληρώθηκε από μαθητή
σειρά μαθημάτων
Ινστιτούτο Εθνικής και Παγκόσμιας Οικονομίας
ομάδες
Kolobekova Alla Vladimirovna
Επικεφαλής: Atsyukovsky V.A.
Μόσχα
1998
Ο ανθρώπινος νους έχει ανακαλύψει πολλά
παράξενο στη φύση και θα ανοίξει
ακόμη περισσότερο, αυξάνοντας έτσι την
εξουσία πάνω της.
V. I. Lenin "Υλισμός και εμπειροκριτική"
Κρύσταλλοι βρίσκονται παντού. Περπατάμε πάνω σε κρύσταλλα, χτίζουμε με κρύσταλλα, επεξεργαζόμαστε κρυστάλλους σε εργοστάσια, τους καλλιεργούμε σε εργαστήρια, ευρέως
χρησιμοποιούμε στην τεχνολογία και την επιστήμη, τρώμε κρυστάλλους, μας περιποιούνται...
Τι είναι οι κρύσταλλοι;
Πέτρες τέτοιου σχήματος βρίσκονται μερικές φορές στο έδαφος, σαν κάποιος να τις είχε κόψει, γυαλίσει και γυαλίσει προσεκτικά. Αυτά είναι πολύεδρα με επίπεδα πρόσωπα και
ευθείες νευρώσεις. Οι σωστές και τέλειες μορφές αυτών των λίθων, η άψογη ομαλότητα των προσώπων τους μας εκπλήσσουν. Είναι δύσκολο να πιστέψουμε ότι τέτοια ιδανικά πολύεδρα σχηματίστηκαν από μόνα τους,
χωρίς ανθρώπινη βοήθεια. Είναι αυτές οι πέτρες με φυσικό συμμετρικό πολυεδρικό σχήμα που ονομάζονται κρύσταλλα.
Οι κρύσταλλοι που βρίσκονται στη γη είναι απείρως διαφορετικοί. Τα μεγέθη τους φτάνουν μερικές φορές στην ανθρώπινη ανάπτυξη. Υπάρχουν κρύσταλλα-πέταλα λεπτότερα
χαρτί και κρύσταλλα-στρώσεις πάχους πολλών μέτρων. Το Μουσείο του Μεταλλευτικού Ινστιτούτου στην Αγία Πετρούπολη αποθηκεύει έναν βράχο κρύσταλλο ύψους περίπου ενός μέτρου και βάρους μεγαλύτερο από έναν τόνο,
που για πολλά χρόνια χρησίμευε ως βάθρο στην πύλη ενός από τα σπίτια στο Σβερντλόφσκ.
Πολλοί κρύσταλλοι είναι απόλυτα καθαροί και διαφανείς, όπως το νερό. Δεν είναι περίεργο που λένε: "κρυστάλλινο".
Ο Τσέχος συγγραφέας Karel Capek γράφει στις Σημειώσεις του από την Αγγλία:
αιχμές? αγνό, γαλάζιο, πράσινο, φλογερό, μαύρο? μαθηματικά ακριβής, τέλειος, παρόμοιος με
κατασκευές εξωφρενικών, ιδιότροπων επιστημόνων... Υπάρχουν κρυστάλλινες σπηλιές, τερατώδεις φυσαλίδες ορυκτής μάζας... Και η δύναμη της κρυστάλλωσης ελλοχεύει στον άνθρωπο...»
Εξετάστε τους κρυστάλλους διαφορετικών ουσιών. Πώς να τα ξεχωρίσετε μεταξύ τους; Με χρώμα; Με λάμψη; Όχι, αυτά είναι αναξιόπιστα σημάδια. Για παράδειγμα, οι κρύσταλλοι
Ο χαλαζίας μπορεί να είναι άχρωμος, χρυσός, καφέ, μαύρος, λιλά, μοβ. Το μουσείο στην Αγία Πετρούπολη φιλοξενεί μια συλλογή από φυσικούς κρυστάλλους κορούνδιου σαράντα διαφορετικών
χρώματα και αποχρώσεις: Αιματηρό-κόκκινο ρουμπινί, γαλάζιο ή μπλε ζαφείρι, άχρωμο ζαφείρι, μαύρη σμύριδα - όλα αυτά είναι το ίδιο ορυκτό κορούνδιο ή οξείδιο του αλουμινίου.
Αν κοιτάξουμε πιο προσεκτικά τους κρυστάλλους, δεν είναι δύσκολο να δούμε το πολύ πιο χαρακτηριστικό τους χαρακτηριστικό: οι κρύσταλλοι διαφορετικών ουσιών διαφέρουν μεταξύ τους.
φίλος με τις φόρμες τους (Εικ. 1).
Εικόνα 1.
Οι εποχές που πίστευαν ότι οι κρύσταλλοι είναι μόνο φυσικά πολύεδρα έχουν παρέλθει εδώ και πολύ καιρό και γι' αυτό νόμιζαν ότι βρέθηκαν κρύσταλλοι.
σπάνια, θεωρούνταν παιχνίδι της φύσης. Οι κρύσταλλοι δεν χρειάζεται να αναζητηθούν συγκεκριμένα. Αντίθετα, δεν θα βρείτε τέτοια μέταλλα και δύσκολα θα βρείτε τέτοιες πέτρες που δεν θα ήταν κρυστάλλινες. Αλλά σε
οι περισσότερες πέτρες και μέταλλα είναι πολυκρυστάλλοι, δηλ. διαφύσεις πολλών μικρών κρυσταλλικών «κόκκων», και σε αυτές τις αλληλοαναπτύξεις οι πολύπλευρες μορφές μεμονωμένων
μονοκρύσταλλα. Και όχι μόνο δεν διακρίνονται: αυτές οι μορφές απλώς δεν υπάρχουν και ένας μονοκρυσταλλικός κόκκος δεν μεγαλώνει σε πολύεδρο επειδή οι ίδιοι μονοκρύσταλλοι τον συνωστίζουν από όλες τις πλευρές.
Επομένως, τα ίχνη του πολυέδρου δεν παραμένουν πλέον στα περιγράμματα του κόκκου.
Συχνά ένας πολυκρύσταλλος σχηματίζεται τόσο λεπτόκοκκος που ούτε ένας μεγεθυντικός φακός ούτε ένα μικροσκόπιο μπορούν να διακρίνουν μεμονωμένους κρυστάλλους σε αυτόν.
κρυστάλλους. Πώς μπορεί κανείς να είναι σίγουρος για την κρυσταλλική του δομή; Ποιο είναι το πιο χαρακτηριστικό, το πιο βασικό χαρακτηριστικό ενός κρυστάλλου;
Η απάντηση είναι: το πιο χαρακτηριστικό γνώρισμα ενός κρυστάλλου είναι η ατομική του δομή, κανονική, συμμετρική, κανονική
διάταξη των ατόμων.
Οι κρύσταλλοι κατασκευάζονται σωστά, αυστηρά με κανονικό τρόπο. Και σε αυτά, επίσης, τα άτομα, τα ιόντα, τα μόρια δεν είναι σε ηρεμία, αλλά τα σωματίδια δεν είναι
συγκρούονται μεταξύ τους γιατί είναι όλα διατεταγμένα με τη σωστή σειρά και το καθένα μπορεί να ταλαντώνεται γύρω από μια συγκεκριμένη θέση. Αυτές οι κανονικές σειρές σωματιδίων στο διάστημα,
τρισδιάστατα πλέγματα ατόμων σχηματίζουν μια κρυσταλλική δομή.
Η δομή όλων των κρυσταλλικών ουσιών είναι περιοδική και κανονική. Σε όλους τους κρυστάλλους, τα σωματίδια παρατάσσονται σε συμμετρικές κανονικές σειρές, επίπεδα πλέγματα, τρισδιάστατα
σχάρες.
Σε όλους τους κρυστάλλους, σε όλες τις στερεές ουσίες, τα σωματίδια είναι διατεταγμένα με κανονική, καθαρή σειρά, σε σειρά
συμμετρικό, επαναλαμβανόμενο μοτίβο. Όσο υπάρχει αυτή η τάξη, υπάρχει ένα στερεό σώμα, ένας κρύσταλλος. Η τάξη έχει σπάσει, το σύστημα των σωματιδίων έχει καταρρεύσει - σημαίνει ότι ο κρύσταλλος έχει λιώσει, μετατράπηκε σε
υγρό ή εξατμισμένο, μετατρέπεται σε ατμό.
Είναι η σειρά, η δομή των ατόμων σε διαφορετικά στερεά ίδια; Φυσικά και όχι. Η φύση είναι απείρως ποικίλη και δεν της αρέσει η επανάληψη. χτίζω
Τα άτομα σιδήρου δεν είναι καθόλου σαν την κατασκευή των ατόμων σε έναν κρύσταλλο πάγου. Κάθε ουσία έχει το δικό της χαρακτηριστικό σχέδιο και διάταξη ατόμων. Και από τι αυτή η εντολή,
οι ιδιότητες της ύλης εξαρτώνται. Τα ίδια άτομα του ίδιου «τύπου», που βρίσκονται με διαφορετικούς τρόπους, σχηματίζουν ουσίες εντελώς διαφορετικών ιδιοτήτων.
Ας δούμε για παράδειγμα τα άτομα άνθρακα.
Η αιθάλη, ή αιθάλη, η μαλακή μαύρη σκόνη που συγκεντρώνεται στον πάτο μιας κατσαρόλας ή σε μια καμινάδα, είναι άνθρακας.
Ο άνθρακας, το ξύλο ή η πέτρα, είναι επίσης άνθρακας.
Γραφίτης, μαλακό μολύβι, μπορεί να αντέξει πολύ υψηλές θερμοκρασίες, είναι ένας κρύσταλλος που αποτελείται από άτομα
άνθρακας.
Υπάρχει μια άλλη μορφή κρυστάλλων άνθρακα - το διαμάντι, ο πιο ακριβός και ο πιο όμορφος από τους πολύτιμους λίθους. Το διαμάντι είναι πολύ σκληρό
πιο σκληρή από όλες τις πέτρες στη γη. Μπορούν να κόψουν, να τρίψουν και να τρυπήσουν τυχόν σκληρές πέτρες και μέταλλα.
Είναι δύσκολο να πιστέψει κανείς ότι το διαμάντι και ο γραφίτης αποτελούνται από τα ίδια άτομα άνθρακα. Ο γραφίτης είναι μαλακός, αδιαφανής, μαύρος. Διαμάντι
- συμπαγές, διάφανο, αστραφτερό με όλα τα χρώματα του ουράνιου τόξου. Ο γραφίτης είναι πυρίμαχος, το διαμάντι καίγεται εύκολα.
Η δομή ενός κρυστάλλου καθορίζει τις ιδιότητες μιας ουσίας και το σχήμα της. Και το σωστό πολυεδρικό σχήμα είναι συνέπεια του ατομικού
δομές. Οι επίπεδες όψεις του κρυστάλλου αντιστοιχούν στα επίπεδα πλέγματα του κρυσταλλικού πλέγματος και οι αιχμηρές ευθείες άκρες αντιστοιχούν στις σειρές των ατόμων στο πλέγμα.
Κάθε κρυσταλλική ουσία μπορεί να διακριθεί από την άλλη από την ατομική της δομή. Σε ορισμένους κρυστάλλους, τα πλέγματα είναι πολύ απλά, μέσα
άλλα είναι πολύπλοκα. Σε διαφορετικές ουσίες, οι αποστάσεις μεταξύ των σωματιδίων στο πλέγμα είναι διαφορετικές. Αλλά όλες αυτές οι αποστάσεις είναι πολύ μικρές, αυτές είναι εκατοντάδες εκατομμυριοστά του εκατοστού (angstroms).
Σε όλες τις κρυσταλλικές ουσίες, τα άτομα, τα ιόντα, τα μόρια σχηματίζουν συμμετρικές σειρές, δίκτυα και πλέγματα. Σωστή επανάληψη
Η διάταξη των σωματιδίων είναι υποχρεωτική για τους κρυστάλλους· είναι το κύριο χαρακτηριστικό τους που τους διακρίνει από τους μη κρυστάλλους. Στην ερώτηση τι είναι οι κρύσταλλοι, η απάντηση είναι: οι κρύσταλλοι είναι
ουσίες στις οποίες...

Παραλαβή αρχείου