Bestämning av diamantens hårdhet. Diamant. Legender och verklighet Skapa konstgjorda diamanter

För en vanlig människa är diamant och grafit två helt olika och på inget sätt bunden vän med ett annat element. Diamant framkallar associationer till iriserande juveler, uttrycket "glitter som en diamant" återkallas. Grafit är något grått som vanligtvis används för att göra blyerts.

Det är svårt att tro att båda mineralerna är samma ämne med olika former av bearbetning.

Mineralernas koncept och huvudsakliga egenskaper

En diamant är en transparent kristall som inte har någon färg och har höga ljusbrytningsegenskaper. Följande huvudegenskaper hos mineralet särskiljs:

Naturen genererar både diamanter av vissa former och i flera kristallina former, vilket beror på dess inre struktur. Uttalade kristaller har formen av en kub eller tetraeder med platta ytor. Ibland verkar kanterna vara präglade på grund av förekomsten av många utväxter och transformationer som är osynliga för ögat.

Även om många anser att diamant är det mest hållbara materialet i världen, men vetenskapen känner till ett ämne som är överlägset diamant i styrka med mer än 11 % - "hyperdiamant".

Grafit är ett gråsvart kristallint ämne med en metallisk lyster. Sammansättningen av grafit har en skiktad struktur, dess kristaller består av små tunna plattor. Det är ett mycket bräckligt mineral, som liknar utseende stål eller gjutjärn. Grafit har låg värmekapacitet men hög smältpunkt. Dessutom detta mineral:

Grafit är fet vid beröring och lämnar spår när den sveps på papper. Detta beror på det faktum att kristallgittrets atomer är svagt bundna.

Skillnaden mellan grafit och diamant, strukturella egenskaper och processen för övergång av ett mineral till ett annat

Diamant och grafit är allotropa mineraler med avseende på varandra, det vill säga de har olika egenskaper, men är olika former kol. Deras huvudsakliga skillnad ligger bara i den kemiska strukturen hos kristallgittret.

Diamantens kristallgitter har formen av en tetraeder, där varje atom är omgiven av ytterligare 4 atomer och är toppen av den intilliggande tetraedern och bildar ett oändligt antal atomer med starka kovalenta bindningar.

Grafit på atomnivå består av lager av hexagoner med hörn-atomer. Atomerna är väl sammankopplade med varandra endast på lagernivå, men lagren har ingen stark koppling mellan sig, vilket gör grafit mjuk och instabil mot förstörelse. Det är denna funktion som gör det möjligt att få en diamant från grafit.

Fysiska och Kemiska egenskaper diamant och grafit syns tydligt från bordet.

Karakteristisk
Atomgittrets struktur	kubisk form	Hexagonal
Ljustransmission	Leder ljus bra	Släpper inte igenom ljus
elektrisk konduktivitet	Har inte	Har bra elektrisk ledningsförmåga
Atombindningar	Rumslig	plana
Strukturera	Hårdhet och sprödhet	Skiktning
Den maximala temperatur vid vilken mineralet förblir oförändrat	720 Celsius	3700 Celsius
Färg	Vit, blå, svart, gul, färglös	Svart, grått, stål
Densitet	3560 kg/m3	2230 kg/m3
Användande	Smycken, industri	Gjuteri, elektrisk kolindustri.
Mohs hårdhet	10	1

Den kemiska formeln för diamant och grafit är densamma - kol (C), men skapelseprocessen i naturen är annorlunda. Diamant förekommer vid mycket höga tryck och momentan kylning, och grafit, tvärtom, vid lågt tryck och hög temperatur.

Det finns följande metoder för att få diamanter:

Processen mellan diamant och grafit är liknande. Den enda skillnaden är i tryck och temperatur.

Mineralfyndighet

Diamanter ligger på djup av mer än 100 km vid en temperatur av 1300 ̊С. Från sprängvågen kommer kimberlitmagma till verkan och bildar de så kallade kimberlitrören, som är de primära avlagringarna av diamanter.

Kimberlitröret är uppkallat efter den afrikanska provinsen Kimberley, där det först upptäcktes. Bergarter med diamantavlagringar kallas kimberliter.

De mest kända fyndigheterna finns nu i Indien, Sydafrika och Ryssland. Upp till 80 % av alla diamanter bryts vid primära fyndigheter, bestående av kimberlit- och lamproitrör.

Röntgenstrålar hjälper till att hitta diamanter i den utvunna stenen. De flesta av de hittade stenarna används inom industrin, eftersom de inte har tillräckliga egenskaper för smyckesområdet. Industristenar är indelade i tre typer:

bräda - små stenar med en granulär struktur;
ballas - runda eller päronformade stenar;
carbonado är en svart sten som fått sitt namn från sin likhet med kol.

Det är konstigt att de största och mest framstående diamanterna får sitt unika namn. De mest kända av dem är Shah, Star of Minas, Kohinoor, Star of the South, President Vargas, Minas Gerais, English Diamond of Dresden, etc.

Grafit bildas som ett resultat av modifiering av sedimentära bergarter. Mexikanska, Noginsk och Madagaskar grafitfyndigheter är rika på malm med låg kvalitet grafit. Mindre vanliga, typerna Botogol och Ceylon, kännetecknas av malm rik på hög grafithalt. De största kända fyndigheterna finns i Ukraina och i Krasnodarterritoriet.

Tillämpningsområde

Diamant och grafit används mycket mer än det kan tyckas vid första anblicken. Diamanter har hittat sin tillämpning inom följande områden:

Som en procentandel av användningen av diamanter ser det ut så här:

Verktyg, maskindelar - 60%.
Inramning av slipskivor -10%.
Trådåtervinning-10%.
Brunnsborrning - 10%.
Smycken, små delar - 10%.

När det gäller grafit, ren form den används praktiskt taget inte, men är förbehandlad, även om grafit av olika kvalitet används i olika områden. Grafit av högsta kvalitet används för brevpapperspennor. Används mest inom gjuteriindustrin, vilket ger en slät yta olika former bli. Här används nästan obehandlad grafit.

Den elektriska kolindustrin, tillsammans med naturlig grafit, använder artificiellt skapad grafit, som också används i stor utsträckning på grund av dess speciella renhet och konsistens i sammansättningen. Elektrisk ledningsförmåga gjorde grafit till ett material för elektroderna på elektriska apparater. Inom metallurgin används det som smörjmedel.

Diamant och grafit är identiska i sammansättning, men unika på sitt sätt. Fördelarna med grafit för olika industrier är mycket högre än diamant.

Diamanten, designad för att glädjas över sin skönhet, är ovärderlig för ekonomin och ger enorma vinster från dess användning i smyckesindustrin.

V.A. Bayderin

Stenberättelser.

TVÅ BRÖDER

Föregående kapitel

Alla har säkert hört talas om diamantmineralet, genomskinligt som vatten. Människor har redan trängt djupt ner i jorden, grävt enorma brunnar, går längre och längre in i jordens tarmar, och varje gång hittar de nya och nya gnistrande kristaller, vars skum är flera gånger dyrare än guld.

Varför behöver människor en diamant?

Noggrant bearbetad av en skärare är en diamant inte längre en diamant; han får ett nytt namn: diamant. Och briljanta diamanter, som vackert reflekterar solljus och elektriskt ljus med sina ansikten, är högt värderade som de dyraste smyckena. En diamant är dyr eftersom det är väldigt svårt och besvärligt att skära den.

Faktum är att diamant är det hårdaste ämnet på jorden. Svårare än det är ingenting i naturen. Oavsett hur hårt stålet smälte i fabriker, men om du slår en diamant på det kommer en vit rand att finnas kvar. Och stålets vassa kant glider längs kanten på diamanten, som en spik på glas, och lämnar inga spår. Diamant lämnar drag på alla mineraler, på vilken metall som helst, på allt som anses vara det svåraste.

Hur skär man en diamant? Inget annat än en diamant. Människor använder diamantdamm för att skära diamanter. Och det här arbetet tar väldigt, väldigt lång tid.

Den ovanligt höga kostnaden för diamanter beror på de höga arbetskostnaderna. Men inte bara detta, utan också det faktum att det finns väldigt få diamanter, de är extremt sällsynta, och varje fynd värderas över fyndet av någon mineral och metall. Människor har länge känt till den anmärkningsvärda kvaliteten hos diamant - dess största hårdhet - och använder framgångsrikt denna kvalitet för sina egna syften.

Anta att du behöver glasera ett fönster. Hur skär man glas? Diamant. En liten diamantkristall som sätts in i en metallram kommer att lämna en vit linje på glaset, och glaset kommer mycket lätt att gå sönder längs det.

När det krävs att borra hårda stenar sätts en krona med diamanttänder på borren. Du kan inte vara rädd: oavsett hur hård stenen är, kommer diamantborren inte att gå sönder, kommer inte att ge upp, de glänsande tänderna kommer inte att smulas. Med hjälp av diamantborrar utför människor djupgående utforskningar av jordens inre. Diamantpulver används för slipning av arbetsstycken som består av särskilt hårda legeringar.

Forskare har länge undrat: vad består en diamant av?

Kemiska analyser har visat att diamant är rent kol.

Detta var överraskande eftersom rent kol också är grafit.

Vad har diamant och grafit gemensamt? Det verkar inte finnas något. Diamant är transparent, grafit är mörk. Diamant är hårdare än något annat på jorden, grafit... bara kör fingret över den så kommer ett mörkt märke att sitta kvar på ditt finger. Diamant är den mest anmärkningsvärda isolatorn av elektrisk ström. Inte ens blixten kan tränga igenom den. Och grafit leder elektricitet bra, och används därför i stor utsträckning vid tillverkning av elektroder. Diamant är tät och mycket tung, medan grafit är en och en halv gång lättare än den.

Med ett ord, diamant och grafit är ingenting lika varandra - och samtidigt är de bröder!

Vad är hemligheten här? i atomstrukturen. Grafitatomer är ordnade i form av gitter, och varje sådant gitter är svagt kopplat till det andra. Diamant har en helt annan atomstruktur. Där är atomerna nära varandra, starkt förbundna med varandra, och denna starka koppling gör diamanten väldigt, väldigt hård.

Vi vet redan lite om användningen av diamant. Hur används grafit?

Översatt från grekiskan betyder "grafit" att skriva. Från urminnes tider fram till idag skriver man med grafit. Hjärtat i en enkel penna är gjord av grafit. För att förbereda materialet för pennhjärtan mals grafit, siktas genom en tjock sikt. För bättre slipning blötläggs grafit, pressas försiktigt och blandas med lera. Om du behöver göra mjuka pennor, tillsätts lera lite. För tillverkning av hårda pennor ökas inblandningen av lera.

Grafit blandat med lera torkas väl, pressas sedan till långa tunna stavar och bränns i en ugn. Sedan sätts grafitpinnarna in i ett träskal, skalet limmas, målas och pennan är klar.

Grafit har en värdefull egenskap: den smälter inte, brinner inte och kan ge värmebeständighet till andra material. Stål för deglar, till exempel, där metaller smälts, innehåller nödvändigtvis grafitföroreningar. Sextio - åttio gram grafitpulver, pubescent i ett kilo degelstål, gör det särskilt värmebeständigt.

Nu på metallurgiska anläggningar / Elektriska ugnar blir mer utbredd. Tjocka svarta elektroder sänks ner i en sådan ugn, och en bländande vit voltaisk båge uppstår mellan dem från en elektrisk ström. I lågan av denna båge smälts malm och metaller. Och en elektrod som ger en voltaisk båge är otänkbar att göras utan grafit. Grafitelektroder är nödvändiga för att få en blåvit metall - aluminium, som har funnit bred användning både inom teknik och i vardagen. Grafit används för att göra hållbar svart färg som inte bleknar. Slutligen används grafitpulver för att förhindra förbränning av smörjoljor i mekanismer för att slipa en maskindel till en annan.

Nu ser vi det till och med bror diamant och slätt till utseendet, men i sin användbarhet, i sina egenskaper är den inte sämre än sin gnistrande, stolta bror.

Men i mer än två århundraden har forskare försökt skapa en diamant på konstgjord väg. När allt kommer omkring är diamanter mycket sällsynta i naturen, deras kostnader är höga och deras praktiska tillämpning är varierande. Det är väldigt frestande att ta den allmänt tillgängliga grafiten och göra en diamant av den. Men hur gör man det?

Forskare kämpade länge tills de fann att omvandlingen av grafit till diamant kräver en temperatur på två tusen grader och mycket högt tryck. Det har bevisats att det var vid denna temperatur och under detta tryck som diamanter bildades av grafit i jordens tarmar.

Skapandet av ett mycket högt tryck och en så hög temperatur ansågs omöjligt tills nyligen.

Även vid mycket lägre tryck har kemister kunnat utföra fantastiska mirakel. Till exempel blev kvävet, som är tre fjärdedelar av luften, fast på grund av högt tryck. Gul fosfor, efter att ha upplevt ett enormt tryck, blev svart. Vid höga tryck kan dessutom vätska sippra genom stål, glas börjar lösas upp i vanligt vatten och vissa strömisolatorer blir bra ledare av elektricitet.

Men alla dessa mirakel kräver mindre tryck än vad som behövs för att förvandla grafit till diamant. Det finns dock ingen gräns för vetenskapen. I många länder har forskare kämpat för att skapa den så kallade " diamantförhållanden"- enormt tryck och mycket hög temperatur i tjockväggiga apparater.

Ganska nyligen, hösten 1961, vann sovjetiska vetenskapsmän en avgörande seger i denna svåra fråga. Den nödvändiga utrustningen skapades i ett av de vetenskapliga instituten i Kiev. Forskare i Kiev rapporterade till den 22:a kongressen för Sovjetunionens kommunistiska parti att de redan hade producerat två tusen karat konstgjorda diamanter. Syntetiska diamanter har testats vid borrning av hål i superhård sten och har visat sig vara mycket starkare än naturliga.

Sovjetiska forskare bevisade att naturliga diamanter med tiden kommer att ersättas av konstgjorda diamanter inom teknologin.

Grafit, bror till kol och diamant

På bilder som illustrerar förekomsten av kol i mineralnaturen placeras grafit inte förgäves mellan kol och diamant. När det gäller egenskaper är grafit verkligen delvis likt vanligt kol, och delvis ädel diamant.

Inhemsk grafit är inte alltid densamma. Tillverkad från tarmarna är den oftast svart, tät, mjuk och skriver vackert på en hård yta. För detta kallade grekerna det svarta mineralet "grafit": "grafo" betyder "jag skriver."

Folk som är mindre benägna att skriva kallas grafit (i en fri översättning till ryska) och "svart bly", och "kolhaltigt järn", såväl som "plommon" och till och med "sten" - eftersom grafithällar oftast är gömda i bergsskåror .

Naturlig grafit kan inte bara vara svart, utan också grå, med en tydlig metallglans. Grafitmassan är ofta full av föroreningar - inklusive guld - och industrimän måste använda flerstegs grafitreningsteknik.

Samtidigt vet varje metallurg hur mycket grafit som avges av kylning av gjutjärn. Så är det inte lättare att använda konstgjord grafit istället för att bryta fossil grafit?

Sorter av grafit

Grafit har en skiktad struktur. Kolatomer i grafit kombineras till plattor som är en molekyl tjocka. Helst passar plattorna tätt ihop och smälter samman till hexagonala skivformade kristaller. Grafitkristallina utväxter kan anta en kolonnformad, fjällande eller sfärisk form. Grafitsfäruliter bildar ibland massiva kluster, vars rundhet liknar sidorna av mörka plommon täckta med en glansig beläggning.

Naturlig grafit kan blandas med amorf kolhaltig eller lerig massa, gaser, bitumen och föreningar av främmande element, men den har alltid en kristallin struktur, och den är ganska lätt att rengöra och bringa till de nödvändiga produktionsparametrarna.

Domängrafit, som flyr ut i mediet som separata små plattor, är ett svårfångat ämne. Det fångas upp och bortskaffas - vanligtvis direkt på företaget, med det som en tillsats till laddningen - men tekniken är dyr och omfattningen av detta bortskaffande är liten.

Mer produktiv är metoden för att tillverka grafit från råvaror med hög kolhalt - flyktiga kolväten, antracit, koks, beck. Grunden för metoden är att värma den fasta råmassan till 2800°C och det gasformiga mediet till 3000°C vid en förhöjd temperatur på upp till 500 atm. tryck.

Teknik för utvinning av naturlig och konstgjord grafit är mycket kostsam. Lämpligheten av sådana utgifter är dock obestridlig: egenskaperna hos grafit är unika, och som material är det i många fall helt enkelt oersättligt.

grafitegenskaper

Huvudsakliga praktiska egenskap hos grafit - motstånd mot extrema termiska belastningar, tröghet i temperaturområdet under 2500°C, hög elektrisk konduktivitet, låg friktionskoefficient i grafit-metallpar. Dessutom delas grafit lätt i flingor, som i sin tur fäster på vilken yta som helst utan dröjsmål. Sålunda blir fint grafitdamm ett utmärkt smörjmedel.

Grafitens smältpunkt är nära 4000°C, vilket gör det möjligt att använda materialet som laboratoriemedium för att arbeta med eldfasta metaller. Mineralets höga värmeledningsförmåga finner också sin tillämpning.

Grafitens plasticitet gör det möjligt att forma delar av vilken form som helst från den. Pressad grafit är mycket bearbetbar.

Den viktigaste egenskapen hos grafit är dess förmåga att omvandlas till diamant.

grafit diamant och diamant grafit

Skillnaden mellan grafit och diamant är packningsdensiteten hos kolskikten. Nästan separerade i grafit, i diamant är de anslutna så tätt att mineralens kristallgitter tar en kubisk form. Det vill säga att varje kolatom i en diamant är placerad samtidigt i tre inbördes vinkelräta lager.

För att kolskikten ska binda ihop har inget bättre uppfunnits än kraftig kompression och en temperaturhöjning. De första syntetiska diamanterna erhölls genom att värma grafit till 1800°C under ett tryck av 120 000 atmosfärer. Idag praktiseras produktionen av fina diamantspån vid temperaturer på cirka 1200 ° C och en kortvarig ökning av trycket upp till 300 tusen atm.

Reaktionen är reversibel. Alla diamanter som värms upp till 1000°C börjar förvandlas till grafit. Vid 2000°C är processen mycket snabb.

Användning av grafit

Både naturlig och syntetisk grafit kan användas inom industrin. I metallurgin av icke-järnhaltiga och eldfasta metaller är grafit oumbärligt som material för bearbetning eller tillverkning av formsprutningsformar. Grafits förmåga att lösas i upphettade legeringar används för att ge önskade egenskaper till produkter.

Glidlagers prestanda säkerställs genom användning av grafit. Viktigt är att förslitningshastigheten för grafitlagret eller buren är konstant över hela drifttemperaturområdet för lagren, ofta hundratals grader.

Grafit har både smörjande och nötande egenskaper. De finaste polerpastor innehåller grafit. Infört i sammansättningen av friktionsmaterial ökar mineralet produkternas motståndskraft mot värme.

Keramik blandat med grafit är särskilt brandbeständigt. Materialets elektriska ledningsförmåga och motståndskraft mot erosion gör det möjligt att tillverka högspänningskontakter, foder av munstycken och munstycken av grafit.

Grafitens tröghet gör den till en utmärkt skyddande beläggning för alla typer av strukturer. Färger baserade på en grafitsuspension i ett mjukgörare lösningsmedel fungerar både på hårda (betong, stål) och elastiska (trä, aluminium) ytor.

inkl. Juvelerare delar in diamanter i nästan 1 000 varianter beroende på transparens, ton, densitet och enhetlighet i färgen, förekomsten av sprickor, mineralinneslutningar och några andra egenskaper.

Från slutet av 1800-talet började diamanter användas i produktionen. För närvarande är den ekonomiska potentialen i de mest utvecklade länderna till stor del förknippad med deras användning av diamanter. Det räcker med att påminna om att, enligt västerländska ekonomer, USA:s industriella potential i händelse av vägran att importera diamanter kommer att minska med 2-3 gånger. Användningen av diamantverktyg ökar avsevärt renheten i bearbetningen av delar, medan arbetsproduktiviteten ökar med i genomsnitt 50%.

Diamanternas massa mäts vanligtvis i karat. Karat i antikens Grekland kallades johannesbrödfrön, formad som en stor ärta. Efter torkning hade fröna en relativt konstant vikt - från 150 till 220 mg.

Inom industrin används främst diamanter som är olämpliga för skärning: ogenomskinliga, med många inneslutningar, sprickor, finkorniga sammanväxter, diamantspån, etc. Det finns ingen enskild klassificering av industriella diamanter, eftersom varje bransch har sina egna krav på sin sortering.

Vilka egenskaper hos diamant avgör dess utbredda användning inom olika områden av den nationella ekonomin? Först och främst, naturligtvis, exceptionell hårdhet, som, att döma av slitagehastigheten, är 50 gånger högre än den för korund, och tiotals gånger högre än den för de bästa legeringarna som används för tillverkning av fräsar. Diamant används för att borra sten och bearbeta en mängd olika material.

Att borra brunnar i skikten av bergarter som utgör jordskorpan används i stor utsträckning vid sökning och prospektering av mineralfyndigheter, såväl som vid exploatering av olje- och gasfyndigheter. Du kan inte göra utan att borra och när du utför alla typer av explosivt och ingenjörsgeologiskt arbete, före byggandet av stora byggnader, dammar och många andra föremål.

Rent tekniskt är den mest avancerade diamantborrningen, som utförs genom att man borrar hål i bergmassan med diamantförstärkta borrkronor. Diamantförstärkta borrkronor ökar borrhastigheten med 8-15 gånger jämfört med borrning baserad på hårdmetall eller kulor.

Finkorniga täta carbonados anses vara de bästa diamanterna för borrning, eftersom de har ökad hårdhet och är minst mottagliga för klyvning. På andra plats kommer sfäriska ballor och små rundade diamantenkristaller. Cirka 0,6 ton stenar förbrukas årligen för tillverkning av borrkronor, vilket är ungefär 10 % av den totala mängden industridiamanter som bryts i världen.

Användningen av diamantskärare och borrar vid bearbetning av icke-järn- och järnmetaller, hårda och superhårda legeringar, glas, gummi, plast och andra syntetiska ämnen ger en enorm ekonomisk effekt jämfört med användningen av hårdmetallverktyg. Det är oerhört viktigt att detta inte bara ökar arbetsproduktiviteten dussintals gånger, utan samtidigt avsevärt förbättrar produkternas kvalitet. Ytor behandlade med en diamantskärare kräver inte slipning, det finns praktiskt taget inga mikrosprickor på dem, vilket gör att livslängden för de erhållna delarna ökar kraftigt.

Diamanter är absolut oumbärliga vid svarvning av rubinreferensstenar som används i klockor och många andra precisionsmekanismer, såväl som vid slipning av slipskivor.

Nästan alla moderna industrier, främst elektriska, elektroniska och instrumenttillverkning, i enorma mängder använd tunn tråd gjord av olika metaller. Samtidigt ställs stränga krav på den cirkulära formen och invariansen av diametern på trådtvärsnittet med en hög ytfinish. Sådan tråd från hårdmetaller och legeringar kan endast tillverkas med hjälp av diamantformar. Formarna är lamelldiamanter med de tunnaste (från 0,5 till 0,001 mm) hålen borrade i dem.

Diamantpulver används också i stor utsträckning inom industrin. De erhålls genom att krossa lågkvalitativa naturliga diamanter och tillverkas också på speciella företag för produktion av syntetiska diamanter. Diamantpulver används i diamantsågblad, små diamantborr, specialfilar och som slipmedel. Endast med användning av diamantpulver var det möjligt att skapa unika borrar som ger djupa tunna hål i hårda och spröda material. Sådana borrar (diamantspetsar) låter dig borra till exempel hål i glas med en diameter på 2 mm och en längd på upp till 850 mm!

Diamantpulver används i skärande fabriker, där alla ädelstenar, inklusive diamanter, skärs och poleras, tack vare vilka stenar som tidigare var vanliga blir mystiskt lysande eller bländande gnistrande juveler, till vars unika skönhet ingen förblir likgiltig.

Sedan 1950-talet har vetenskapsmäns och designers uppmärksamhet dragits till andra fysiska egenskaper hos diamant. Det är känt att snabbt laddade partiklar, när de kommer in i en kristall, slår ut elektroner från dess atomer, dvs. jonisera materia. I en diamant, under inverkan av en laddad partikel, uppstår en ljusblixt och en strömpuls uppstår. Dessa egenskaper gör det möjligt att använda diamanter som detektorer av kärnstrålning. Diamanternas glöd och uppkomsten av elektriska strömpulser under bestrålning gör det möjligt att använda dem i snabba partikelräknare. Diamant som sådan räknare har obestridliga fördelar jämfört med gas och andra kristallina enheter.

Diamantkristaller som kan användas som räknare är extremt sällsynta, därför är deras pris mycket högre än för likadana. smycken stenar. Vissa diamantkristaller är halvledare av p-typ över ett brett område av temperaturer och tryck.

Användningen av diamanter i halvledare och vissa optiska enheter, såväl som i nukleära strålningsräknare, är mycket lovande, eftersom sådana enheter kan fungera under en mängd olika förhållanden, inklusive låga och höga temperaturer, starka elektromagnetiska och gravitationsfält, aggressiva medier , etc. Därför kan diamantbaserade instrument visa sig oumbärliga i rymdforskningen, såväl som för att studera vår planets djupa struktur.

Sedan urminnes tider har en diamant fått en speciell plats bland mineralrikets representanter. Exklusiviteten hos diamantens egenskaper gav upphov till många legender, där det tillsammans med den renaste fiktionen också fanns beskrivningar av några av stenens verkliga egenskaper.

I Indien, där de första diamanterna hittades för många århundraden sedan, samlades information om egenskaperna hos diamantkristaller och dess avlagringar och generaliserades. Men präster av religiösa och politiska skäl, och köpmän av kommersiella skäl, förhindrade spridningen av denna information och ersatte dem med alla möjliga mystiska rykten och vidskepliga påhitt.

Enligt de gamla hinduerna bildas diamanter från naturens fem principer: jord, vatten, himmel, luft och energi. Samtidigt delades diamanter, liksom människor, in i fyra klasser (Varnas): Brahminer , kshatriyas , Vaishya Och sudra . Brahminer kallades färglösa och vita, som hagelstenar, färgerna på silvriga moln och månen, sexuddiga eller oktaedriska diamantkristaller, som ansågs vara den högsta graden av perfektion. Diamanter med en rödaktig nyans var Kshatriyas, grönaktiga diamanter var Vaishyas och grå diamanter var Shudras. Kshatriyas värderades till 3/4, Vaishyas till 1/2 och Sudras till 1/4 av värdet av en brahmin.

Många indiska och, uppenbarligen, arabiska legender om diamanten upprepades i början av vår tideräkning i den antika romerske naturforskaren Plinius den äldre, The Natural History of Fossil Bodies. Tillsammans med legender och vidskepelser ger Plinius ganska exakta beskrivningar av några av egenskaperna hos en diamant. Så i synnerhet beskriver han användningen av diamanter vid bearbetning av andra hårda material och noterar att själva diamanten endast kan bearbetas med en annan diamant. Under de följande århundradena ansågs Plinius' åsikter orubbliga och överfördes från en avhandling till en annan och fick ett ökande antal fantastiska fiktioner.

Under medeltiden sammanställdes även speciella böcker om ursprunget, magiska och läkande egenskaper olika stenar - lapidaria.

Samma typ av medicinska böcker publicerades i Ryssland. En av dem, utgiven 1672, hette Boken, kallad Cool Helix, vald bland många vismän om olika medicinska saker som är relevanta för människors hälsa .

I den välkända sagan om sjömannen Sinbads resor berättas ett listigt sätt att utvinna diamanter. Någonstans i ett avlägset land finns en ovanligt djup klyfta, vars botten är översållad med diamanter. Tillgång till skatter blockeras av otaliga horder av enorma ormar. Men människor har hittat ett sätt att utvinna ädelstenar härifrån också. För att göra detta dumpade de stora köttbitar i ravinen från de omgivande bergen. Diamanterna fastnade på köttet och de enorma örnarna bar bort det till sina bon. Djärva sökare nådde örnbon och samlade gnistrande kristaller.

Av en slump eller inte, det finns två punkter i denna berättelse som är kopplade till praktiska data. En av dem är sp

Disciplin: Diverse
Typ av jobb: kurser
Tema: Diamant. Legender och verklighet

Ministeriet för allmän och yrkesutbildning
Ryska Federationen
State Academy of Management
uppkallad efter S. Ordzhonikidze
Institutet för nationell och världsekonomi
Avveckling och förklarande anteckning till kursprojektet i disciplinen "Begreppet modern naturvetenskap
på ämnet:
"Diamant. Legender och verklighet»
Slutförd av en student
kurs
Institutet för nationell och världsekonomi
grupper
Kolobekova Alla Vladimirovna
Chef: Atsyukovsky V.A.
Moskva
1998
Det mänskliga sinnet har upptäckt många
besynnerlig i naturen och kommer att öppna
ännu mer, vilket ökar dess
makt över henne.
V. I. Lenin "Materialism och empiriokritik"
Kristaller finns överallt. Vi går på kristaller, bygger med kristaller, bearbetar kristaller i fabriker, odlar dem i laboratorier, brett
vi använder inom teknik och vetenskap, vi äter kristaller, vi behandlas med dem ...
Vad är kristaller?
Stenar av en sådan form finns ibland i marken, som om någon noggrant hade skurit, polerat och polerat dem. Dessa är polyedrar med platta ansikten och
raka revben. De korrekta och perfekta formerna av dessa stenar, den oklanderliga jämnheten i deras ansikten förvånar oss. Det är svårt att tro att sådana idealiska polyedrar bildade sig själva,
utan mänsklig hjälp. Det är dessa stenar med en naturlig symmetrisk polyedrisk form som kallas kristaller.
Kristallerna som ligger i jorden är oändligt olika. Deras storlekar når ibland mänsklig tillväxt. Det finns kristaller-kronblad tunnare
papper och kristaller-lager flera meter tjocka. Museum of the Mining Institute i St. Petersburg förvarar en bergskristall som är cirka en meter hög och väger mer än ett ton,
som under många år fungerade som en piedestal vid porten till ett av husen i Sverdlovsk.
Många kristaller är helt rena och genomskinliga, som vatten. Inte konstigt att de säger: "kristallklart".
Den tjeckiske författaren Karel Capek skriver i sina anteckningar från England:
spikar; ren, azurblå, grön, eldig, svart; matematiskt exakt, perfekt, liknar
konstruktioner av extravaganta, nyckfulla vetenskapsmän... Det finns kristallina grottor, monstruösa bubblor av mineralmassa... Och kristalliseringens kraft lurar i människan...”
Tänk på kristaller av olika ämnen. Hur kan man skilja dem från varandra? Efter färg? Med glans? Nej, det är opålitliga tecken. Till exempel kristaller
kvarts kan vara färglös, gyllene, brun, svart, lila, lila. Museet i St. Petersburg rymmer en samling naturliga korundkristaller av fyrtio olika
färger och nyanser: Blodröd rubin, azurblå eller blå safir, färglös safir, svart smärgel - allt detta är samma mineral korund eller aluminiumoxid.
Om man tittar närmare på kristaller är det inte svårt att se deras mycket mer karakteristiska egenskaper: kristaller av olika ämnen skiljer sig från varandra.
vän med sina former (fig. 1).
Bild 1.
Länge borta är de dagar då man trodde att kristaller bara är naturliga polyedrar, och därför trodde de att kristaller hittades.
sällan ansågs de vara ett naturspel. Kristaller behöver inte sökas specifikt. Tvärtom, du hittar inte sådana metaller och du kommer knappast att hitta sådana stenar som inte skulle vara kristallina. Men i
de flesta av stenarna och metallerna är polykristaller, dvs. sammanväxter av många små kristallina "korn", och i dessa sammanväxter de mångfacetterade formerna av individuella
enkristaller. Och inte bara är de omöjliga att skilja: dessa former existerar helt enkelt inte, och ett enkristallkorn växer inte till ett polyeder eftersom samma enstaka kristaller tränger ihop det från alla håll.
Därför finns inte längre spår av polyedern kvar i kornets konturer.
Ofta bildas en polykristall så finkornig att varken ett förstoringsglas eller ett mikroskop kan urskilja enskilda kristaller i den.
kristaller. Hur kan man vara säker på dess kristallina struktur? Vad är den mest karakteristiska, den mest grundläggande egenskapen hos en kristall?
Svaret är: den mest karakteristiska egenskapen hos en kristall är dess atomstruktur, regelbunden, symmetrisk, regelbunden
arrangemang av atomer.
Kristallerna är byggda korrekt, strikt på ett vanligt sätt. Och i dem är inte atomer, joner, molekyler i vila, men partiklarna är inte
kolliderar med varandra eftersom de alla är ordnade i rätt ordning och var och en kan pendla runt en viss position. Dessa regelbundna rader av partiklar i rymden,
tredimensionella gitter av atomer bildar en kristallin struktur.
Strukturen hos alla kristallina ämnen är periodisk och regelbunden. I alla kristaller radas partiklarna i symmetriska regelbundna rader, platta rutnät, tredimensionella
galler.
I alla kristaller, i alla fasta ämnen, är partiklarna ordnade i en regelbunden, tydlig ordning, uppradade
symmetriskt, upprepande mönster. Så länge som denna ordning existerar, existerar en solid kropp, en kristall. Ordningen är bruten, partikelsystemet har smulats sönder - det betyder att kristallen har smält, förvandlats till
vätska eller avdunstat och förvandlas till ånga.
Är ordningen, strukturen av atomer i olika fasta ämnen densamma? Självklart inte. Naturen är oändligt varierad och gillar inte upprepningar. bygga
järnatomer är inte alls som konstruktionen av atomer i en iskristall. Varje ämne har sitt eget karaktäristiska mönster och arrangemang av atomer. Och från vad denna ordning,
materia egenskaper beror. Samma atomer av samma "sort", belägna på olika sätt, bildar ämnen med helt olika egenskaper.
Låt oss titta på kolatomer, till exempel.
Sot, eller sot, det mjuka svarta pulvret som samlas på botten av en kruka eller i en skorsten, är kol.
Kol, trä eller sten är också kol.
Grafit, mjuk blyertspenna, tål mycket höga temperaturer, är en kristall sammansatt av atomer
kol.
Det finns en annan form av kolkristaller - diamant, den dyraste och vackraste av ädelstenarna. Diamant är väldigt hårt
hårdare än alla stenar på jorden. De kan skära, slipa och borra hårda stenar och metaller.
Det är svårt att tro att diamant och grafit består av samma kolatomer. Grafit är mjukt, ogenomskinligt, svart. Diamant
- solid, transparent, gnistrande med alla regnbågens färger. Grafit är eldfast, diamant brinner lätt.
Strukturen av en kristall bestämmer egenskaperna hos ett ämne och dess form. Och den korrekta polyedriska formen är en konsekvens av atomen
strukturer. Kristallens platta ytor motsvarar kristallgittrets platta rutnät, och de skarpa raka kanterna motsvarar raderna av atomer i gittret.
Varje kristallint ämne kan särskiljas från ett annat genom sin atomstruktur. I vissa kristaller är gittren väldigt enkla, i
andra är komplexa. I olika ämnen är avstånden mellan partiklar i gittret olika. Men alla dessa avstånd är mycket små, de är hundra miljondelar av en centimeter (ångström).
I alla kristallina ämnen bildar atomer, joner, molekyler symmetriska rader, nätverk och gitter. Korrekt upprepning
arrangemanget av partiklar är obligatoriskt för kristaller; det är deras huvuddrag som skiljer dem från icke-kristaller. På frågan om vad kristaller är, är svaret: kristaller är
ämnen där...

Plocka upp filen