Kvalitativní složení diamantu. Vzorec diamantu, jeho chemické a fyzikální vlastnosti. Technologie těžby diamantů

DIAMANT (tur. almas, z řec. adamas - nezničitelný, nepřemožitelný * a. diamant; n. Diamant; f. diamant; a. diamante) - krystalická kubická modifikace nativní.

Struktura diamantu. Základní buňkou prostorové krystalové mřížky diamantu je plošně centrovaná krychle se 4 dalšími atomy umístěnými uvnitř krychle (obr.).

Velikost okraje jednotkové buňky ao = 0,357 nm (při t = 25 °C a P = 1 atm). nejkratší vzdálenost mezi dvěma sousedními atomy C = 0,154 nm. Atomy uhlíku ve struktuře diamantu tvoří silné kovalentní vazby nasměrované vůči sobě navzájem pod úhlem 109°28", což z diamantu činí nejtvrdší látku známou v přírodě. V pásové struktuře diamantu je zakázané pásmo pro nevertikální přechody je 5,5 eV, pro vertikální - 7,3 eV, šířka valenčního pásma 20 eV Mobilita elektronu mn = 0,18 m 2 /V.s, otvory mr = 0,15 m 2 /V.s.

Morfologie diamantu. Diamantové krystaly mají tvar osmistěnu, kosočtverečného dvanáctistěnu, krychle a čtyřstěnu s hladkými a lamelárně stupňovitými čely nebo zaoblenými plochami, na kterých jsou vyvinuty různé doplňky. Vyznačují se zploštělými, protáhlými a složitě zdeformovanými krystaly jednoduchých a kombinovaných tvarů, dvojčaty srůstu a srůstu podle spinelového zákona, paralelně a náhodně orientovanými srůsty. Odrůdy diamantu jsou polykrystalické útvary: korálek - srůsty četných malých fasetovaných krystalů a zrn nepravidelného tvaru, šedé a černé; balas - sférolity radiálně zářivé struktury; carbonado - kryptokrystalický, hustý, se sklovinným povrchem nebo struskovitým porézním útvarem, sestávající převážně ze submikroskopických (asi 20 mikronů) diamantových zrn, vzájemně těsně srostlých. Velikost přírodních diamantů se pohybuje od mikroskopických zrn až po velmi velké krystaly o hmotnosti stovek a tisíců karátů (1 karát = 0,2 g). Hmotnost těžených diamantů je obvykle 0,1-1,0 karátu; velké krystaly (nad 100 karátů) jsou vzácné. Tabulka ukazuje největší diamanty světa vytěžené z útrob.

Chemické složení. Diamant obsahuje nečistoty Si, Al, Mg, Ca, Na, Ba, Mn, Fe, Cr, Ti, B číslo. S pomocí a-částic radioizotopu H, N, O, Ar a dalších prvků. je hlavní nečistotou, která má velký vliv na fyzikální vlastnosti diamant. Diamantové krystaly, které jsou neprůhledné pro ultrafialové záření, se nazývají diamanty typu I; všechny ostatní jsou typu II. Obsah dusíku v naprosté většině krystalů diamantu typu I je asi 0,25 %. Méně časté jsou bezdusíkové diamanty typu II, u kterých příměs dusíku nepřesahuje 0,001 %. Dusík vstupuje do struktury diamantu izomorfně a tvoří, samostatně nebo v kombinaci se strukturálními defekty (vakance, dislokace), centra zodpovědná za barvu, luminiscenci, absorpci v ultrafialové, optické, infračervené a mikrovlnné oblasti, povahu rozptylu rentgenového záření, atd.

Fyzikální vlastnosti. Diamanty mohou být bezbarvé nebo s jemným barevným nádechem, stejně jako v různé míře jasně zbarvené žluté, hnědé, fialové, zelené, modré, modré, mléčně bílé a šedé (až černé) barvy. Při ozáření nabitými částicemi získá diamant zelenou nebo modrou barvu. Opačný proces - přeměna barevného diamantu na bezbarvý - zatím nebyl proveden. Diamant se vyznačuje silnou brilancí, vysokým indexem lomu (n = 2,417) a výrazným disperzním efektem (0,063), který způsobuje vícebarevnou hru světla uvnitř. V diamantových krystalech se zpravidla objevuje anomální dvojlom v důsledku napětí vznikajícího ze strukturálních defektů a vměstků. Diamantové krystaly jsou průhledné, průsvitné nebo neprůhledné v závislosti na nasycení mikroskopickými inkluzemi grafitu, jiných minerálů a plyno-kapalinových vakuol. Při osvětlení ultrafialovými paprsky významná část průhledných a průsvitných diamantových krystalů luminiscuje modře, světle modře a méně často žlutě, žlutozeleně, oranžově, růžově a červeně. Diamantové krystaly (až na vzácné výjimky) při vystavení rentgenovému záření luminiscují. Záře diamantu je vybuzena katodovými paprsky a při bombardování rychlými částicemi. Po odstranění excitace je často pozorován dosvit s různou dobou trvání (fosforescence). Diamant také vykazuje elektroluminiscenci, kmen a termoluminiscenci.

Diamant, jako nejtvrdší látka v přírodě, se používá v různých nástrojích pro řezání, vrtání a zpracování všech ostatních materiálů. Relativní na stupnici Mocca 10, maximální absolutní mikrotvrdost měřená indentorem na čele (111), 0,1 TPa. Tvrdost diamantu na různých krystalografických plochách není stejná; nejtvrdší je oktaedrický obličej (111). Diamant je velmi křehký, má velmi dokonalé štěpení podél (111) obličeje. Youngův modul 0,9 TPa. Hustota průhledných diamantových krystalů je 3515 kg / m 3, průsvitné a neprůhledné - 3500 kg / m 3, pro některé australské diamanty - 3560 kg / m 3; na straně a carbonado díky jejich pórovitosti lze snížit na 3000 kg/m 3 . Čistý povrch diamantových krystalů je vysoký (kontaktní úhel 104-105°). U přírodních diamantů, zejména u diamantů z naplavenin, se na povrchu tvoří nejtenčí filmy, které zvyšují jeho smáčivost.

Diamant je dielektrikum. Specifický odpor r pro všechny krystaly dusíkového diamantu typu I je 10 12 -10 14 Ohm.m. Mezi bezdusíkovými diamanty typu II se někdy vyskytují krystaly, ve kterých je r pod 10 6 Ohm.m, někdy až 10-10 -2. Takové diamanty mají vodivost a fotovodivost typu r a za stejných podmínek je fotoproud v diamantu typu II řádově větší než fotoproud excitovaný v diamantu typu I. Diamant je diamagnetický: magnetická susceptibilita na jednotku hmotnosti je 1,57. 10 -6 jednotek SI při 18°C. Diamant je odolný vůči všem kyselinám i při vysokých teplotách. V taveninách alkálií KOH, NaOH a dalších látek za přítomnosti O, OH, CO, CO 2, H 2 O dochází k oxidačnímu rozpouštění diamantu. Ionty některých prvků (Ni, Co, Cr, Mg, Ca atd.) mají katalytickou aktivitu a tento proces urychlují. Diamant má vysokou tepelnou vodivost (zejména bezdusíkové diamanty typu II). V pokojová teplota jejich tepelná vodivost je 5x vyšší než Cu a součinitel klesá s rostoucí teplotou v rozmezí 100-400 K od 6 do 0,8 kJ / m.K. Polymorfní přechod diamantu do za atmosférického tlaku nastává při teplotě 1885±5°C v celém objemu krystalu. Tvorba grafitových filmů na povrchu čel (III) diamantových krystalů pod vlivem může nastat již od 650°C. Na vzduchu hoří diamant při teplotě 850°C.

Prevalence a původ. Diamanty byly nalezeny v meteoritech, impaktních horninách spojených s meteoritovými krátery (astroblémy), v malých hlubokých plášťových horninách pregitického a eklogitického složení, které se v nich nacházejí, a také v sekundárních zdrojích – sypačích různého stáří a geneze ( atd.) . O původu diamantů neexistuje shoda. Někteří vědci se domnívají, že diamanty krystalizují v samotných kimberlitových trubkách během jejich tvorby nebo v mezilehlých komorách, které se vyskytují v mělkých (3-4 km) hloubkách (subvulkanické komory). Jiní se domnívají, že diamanty vznikají ve velkých hloubkách v mateřské tavenině kimberlitu a pokračují v krystalizaci, jak stoupá k vrcholu. Myšlenka, že diamanty jsou geneticky příbuzné s rozmanitými horninami a jsou z nich odstraněny spolu s dalším xenogenním materiálem nalezeným v kimberlitech, je nanejvýš oprávněně rozvinutá. Existují i ​​jiné představy o genezi diamantu (například krystalizace za nízkých tlaků pomocí uhlíku hlubinného původu a uhličitanů hostitelských hornin).

Diamantová ložiska. Průmyslový význam mají diamantonosné kimberlitové horniny a aluviální usazeniny vzniklé jejich erozí. Kimberlity se nacházejí hlavně na starověkých a; vyznačují se především trubkovými těly, dále husky a. Rozměry kimberlitových trubek jsou od jednoho do několika tisíc metrů v průřezu (např. trubka Mwadui v Tanzanii s parametry 1525x1068 m). Na všech platformách je známo více než 1500 kimberlitových těles, ale pouze několik diamantů má průmyslový obsah. Diamanty jsou v kimberlitech rozmístěny extrémně nerovnoměrně. Za průmyslové jsou považovány trubky s obsahem diamantů 0,4 karátů/m 3 a vyšším. Ve výjimečných případech, kdy dýmky obsahují zvýšené procento vysoce kvalitních diamantů, může být zisková těžba s nižším obsahem, např. 0,08-0,10 karátů/m 3 (Jägersfontein v Jižní Africe). Kimberlitům dominují krystaly o velikosti 0,5-4,0 mm (0,0025-1,0 karátů). Jejich hmotnostní zlomek je obvykle 60-80% z celkové hmotnosti získaných diamantů. Rezervy na jednotlivých vkladech dosahují desítek milionů. Největší primární naleziště diamantů byla prozkoumána v Tanzanii, Lesothu, Sieře Leone a dalších.

Obohacení. V aluviálních usazeninách se hornina nejprve promyje, aby se odstranila vazná jílová hmota a oddělil se velký klastický materiál; izolovaný sypký materiál se dělí do čtyř tříd: -16+8, -8+4, -4+2, -2+0,5 mm. vyráběné gravitačními metodami (mokro a vzduch, obohacování v těžkých suspenzích, v koncentračních miskách). K extrakci malých diamantů a diamantových třísek se používá film a pěna s předčištěním povrchu. Činidla: aminy, aerofloty, mastné kyseliny, petrolej, kyselina kresylová. K extrakci diamantů se nejvíce využívá tukový proces (pro zrna o velikosti částic 2–0,2 mm), založený na selektivní schopnosti diamantů ulpívat na mastných površích. Jako tukový povlak se používá vazelína, ropa, autol a jeho směs s parafínem, kyselinou olejovou, nigrolem aj. špatný vodič el. K extrakci relativně velkých diamantů se používá rentgenová luminiscenční metoda založená na schopnosti krystalů diamantu luminiscovat (rentgenové luminiscenční stroje).

aplikace. Diamanty se dělí na bižuterní a technické. První jsou vysoce transparentní. Nejcennější jsou bezbarvé diamanty (" čistá voda") nebo s dobrou barvou. Všechny ostatní těžené diamanty bez ohledu na jejich kvalitu a velikost jsou klasifikovány jako technické diamanty. V CCCP jsou diamanty řazeny podle technických specifikací, které jsou doplňovány s rozšiřováním oblastí použití diamantů. Podle typu a účelu se surové diamanty podle kvality zařazují do kategorií, v každé kategorii jsou skupiny a podskupiny, které určují velikost, tvar, konkrétní podmínky pro jmenování diamantových krystalů. Používá se asi 25 % diamantů těžených ve světě ve šperkařském průmyslu k výrobě diamantů.

Díky výjimečně vysoké tvrdosti jsou diamanty nepostradatelné pro výrobu různých nástrojů a zařízení (a indentorů pro měření tvrdosti materiálů, tažnic, jehel do profilometrů, profilografů, pantografů, vrtáků, fréz, aplikovaných kamenů pro námořní chronometry, frézy na sklo , atd.). Diamanty jsou široce používány pro výrobu brusných prášků a past, pro doplňování diamantových pil. Diamantovými nástroji se zpracovávají některé kovy, polovodičové materiály, keramika, stavební železobetonové materiály, křišťál atd. Díky kombinaci řady unikátních vlastností lze z diamantů vytvářet elektronická zařízení určená pro provoz v silných elektrických polích, při vysokých teplotách, za podmínek pokročilá úroveň záření, v agresivním chemickém prostředí. Na bázi diamantů byly vytvořeny detektory jaderného záření, chladiče v elektronických zařízeních, termistory a tranzistory. Průhlednost diamantů pro infračervené záření a slabá absorpce rentgenového záření umožňuje jejich použití v infračervených přijímačích, v komorách pro studium fázových přechodů při vysokých teplotách a tlacích.

Syntetické diamanty. V polovině 50. let. zahájil vývoj průmyslové syntézy technických diamantů. Syntetizované hlavně malé monokrystaly a větší polykrystalické útvary, jako jsou ballas a carbonado. Hlavní metody syntézy jsou: statické - v systému kov-grafit při vysokých tlacích a teplotách; dynamický - polymorfní přechod grafitu v diamantech pod vlivem rázové vlny; epitaxní - růst diamantových filmů na diamantových semenech z plynných uhlovodíků při nízkých tlacích a teplotách kolem 1000 °C. Syntetické diamanty se používají stejně jako přírodní průmyslové. Celková produkce syntetických diamantů výrazně převyšuje produkci přírodních.

Diamant je nejtvrdší minerál na světě a je to alotropní forma uhlíku. Diamantovým nejbližším příbuzným je grafit, stejný materiál, který se používá k výrobě tužek.

Minerál získal svůj název podle starořeckého slova adamas, což v překladu znamená „nepřemožitelný“.

Charakteristika a typy

Diamanty jsou minerály, mezi jejichž hlavní vlastnosti patří:

Nejvyšší tvrdost ( 10 na Mohsově stupnici tvrdosti);

Současně vysoká křehkost;

Nejvyšší tepelná vodivost mezi pevnými látkami (900-2300 c.u.)

Nevede elektrický proud;

Teplota tání - 4000 °C;

Teplota spalování - 1000 ºC;

Má luminiscenci.

Diamant obsahuje 96-98 % uhlíku. Zbytek jsou nečistoty různých chemických prvků, které dávají minerálu odstín. Většina přírodních diamantů má nažloutlou nebo nahnědlou barvu. Modré, modré, zelené, červené a černé diamanty se také vyskytují v přírodě.

Po opracování a vybroušení barevný povlak zmizí, takže drtivá většina diamantů je bezbarvá. Barevné diamanty jsou extrémně vzácné. Mezi nejznámější patří: Dresden (zelená), Tiffany diamond (žlutá) a Porter Rhodes (modrá).

Jedna z metod, jak určit pravost diamantu, je poměrně jednoduchá: po povrchu se nakreslí čára speciálním fixem obsahujícím tučný inkoust. Pokud čára zůstane pevná, pak je diamant skutečný. Na falešných se vlasec rozpadá na kapky.

Vklady a výroba

(Neuvěřitelný lom, ve kterém se diamanty těžily po velmi dlouhou dobu, se nachází ve vesnici Mir, Sakha, Yakutia)

Ložiska diamantů byla nalezena na všech kontinentech kromě Antarktidy. V přírodě se diamanty vyskytují ve formě rýh, ale většina z nich je obsažena v kimberlitových trubkách. Kimberlitové trubky jsou jakési „díry“ v zemské kůře, které vznikají při výbuchu plynů. Podle odborníků tyto dýmky obsahují až 90 % všech diamantů na zemi.

Nejbohatší naleziště diamantů jsou v Botswaně, Rusku, Kanadě, Austrálii a Jižní Africe. Ročně se na světě vytěží více než 130 milionů karátů diamantů (asi 30 tun). Rusko je na prvním místě na světě v těžbě diamantů (29 % světové produkce), Botswaně ustupuje pouze v hodnotě nalezených nerostů.

V Rusku byl první diamant nalezen v roce 1829 v oblasti Perm. Nyní se toto pole nazývá "Diamantový klíč". Později byla objevena ložiska na Sibiři a v oblasti Archangelska. Největší ložisko se nachází na hranici Krasnojarského území a Jakutska. Předpokládá se, že obsahuje asi bilion karátů.

V roce 2015 byl na Kamčatce objeven nový typ diamantového ložiska. Jedná se o takzvané „tolbachinské“ diamanty, které byly nalezeny ve ztvrdlé lávě sopky. V několika zde odebraných vzorcích již bylo nalezeno několik stovek diamantů.

Největší diamant byl nalezen v roce 1905 v Jižní Africe. Jmenuje se Cullinan. Jeho hmotnost je 3106 karátů. Z diamantu bylo získáno 96 malých a 9 velkých diamantů, z nichž největší je „Hvězda Afriky“ ​​(530 karátů). Tento diamant nyní zdobí žezlo anglických panovníků a je uložen ve věži.

V roce 1939 ruský fyzik O. Leipunsky poprvé získal syntetický diamant. A od roku 1963 byla zahájena sériová výroba syntetických diamantů, které mají široké uplatnění ve strojírenství a šperkařství.

Aplikace diamantů

Naprostá většina přírodních diamantů (až 70 %) se používá ve šperkařství – na šperky. Téměř 50 % světové produkce diamantů patří společnosti De Beers, která drží monopol stanovením vysokých cen za 1 karát. V Poslední dobou Ruská společnost "Alrosa", která vede vývoj a výrobu v 9 zemích světa, je vyřazena jako lídr.

Aplikace v průmyslu:

K výrobě nožů, pil, fréz, vrtacích sloupů, fréz na sklo atd.;

Jako brusivo při výrobě brusek, kruhů;

V hodinářském průmyslu;

V jaderném průmyslu;

V optice;

Při výrobě kvantových počítačů;

ve výrobě mikroelektroniky.

Otázka, co je diamant, někdy upřímně zavádí lidi a nutí jejich představivost, aby si to představovali kouzelná hra sluneční záře na jeho okrajích.

Tento krystal, který byl v rukou profesionálního klenotníka, zpočátku není tak krásný.

Po setkání s minerálem bez tváře na své cestě jen málokdo uvěří, že se jedná o budoucí klenot.

Co je diamant a jak vypadá

Diamant je ve skutečnosti přírodní minerál, který vznikl v procesu zhutňování uhlíku ve velkých hloubkách za podmínek vysoké teploty a vysokého tlaku.

Má průhlednou, hustou a odolnou strukturu, která mu umožňuje existovat po neomezenou dobu. Má také vysokou tepelnou vodivost ve srovnání s jinými látkami vyskytujícími se v přírodě.

Surovina má navenek zcela nevábný vzhled s drsným povrchem, různými inkluzemi a matnou barvou v důsledku nalepených cizích částic. Obvykle je zastoupena ve formě dvanáctistěnu, osmistěnu a krychle.

Původ diamantu

Lidé vědí o diamantu více než jedno tisíciletí. První informace o „kouzelném“ kameni jsou zmíněny v indických tabulkách, které hovoří o nebeském daru, který zahrnuje pět přírodních principů. Lidé je sbírali a zpracovávali, zdobili je božskými sochami a připisovali jim mystické vlastnosti.

Nikoho přirozeně nenapadlo, že právě díky mnohatunovému tlaku hornin s vroucí lávou uvnitř, s přemrštěnou teplotou, byly vytvořeny podmínky pro jeho výskyt, s magmatem transportovaným na povrch.

Jinými slovy, taková uhlíková hornina vzniká pouze ve vyvřelých horských místech, kimberlitových trubkách - sopkách. Někdy se při ničení kamenů jeho rýhy nacházejí na březích moří a řek.

Bylo to díky zvídavým řemeslníkům, kteří se objevili za starých časů, že minerál byl prostřednictvím pokusů a omylů představen světu v celé své kráse.

První drahokam, který se objevil ve světě kolem roku 60 př. n. l. v Indii, se stal 800 karátovým nugetem „Kohinoor“, slavným oblíbencem všech králů světa.

Původně to byl nebroušený žlutý diamant, který se po pozdějším vybroušení stal čistě bílým.

Později, na počátku 18. století, byl první velký výskyt uhlíkatého minerálu místo v Brazílii, nyní město Diamantino.

Ale podle historických údajů vedou všechny první nálezy uhlíku mezi naplaveninami do Indie, odkud se na světlo světa dostaly nejznámější a největší klenoty světa.

Druhy diamantů

Při hodnocení krystalu Speciální pozornost je dána nejen hmotností, ale také kvalitou, přítomností nebo nepřítomností vad. V souvislosti se získanými údaji se dělí na dva typy: šperky a technické(nevhodné na šperky).

Po zpracování se také dělí na typy v závislosti na řezu: hruškovité, oválné, kulaté, slzovité, obdélníkové a tak dále. Broušené diamanty se nazývají brilianty.

Nechybí ani rozdělení diamantů podle barvy. Každý je samozřejmě zvyklý si myslet, že jediná barva je čistě bílá a průhledná, ale ve skutečnosti jsou jí vlastní i jiné odstíny v závislosti na místě a podmínkách původu.

Tedy kromě bílé, kouřové, hnědé, bledě žluté a nej vzácné barvy- červený diamant, růžový diamant, modrý a azurový, jasně žlutý, zelený a černý. Takový diamant se nazývá fantazie.

Co je umělý diamant

Existuje mylná představa, že umělý diamant je vysoce kvalitní padělek přírodního přírodního kamene.

Vlastně, umělý materiál v žádném případě není horší než přírodní, a dokonce přesahuje ideální krásu okrajů, ačkoli byl pěstován v jiných podmínkách, při dodržení všech pravidel.

Laboratorní a přírodní krystaly vypadají stejně neatraktivní, dokud nejsou zpracovány.

Již koncem 18. století se experimentální metodou při pálení nerostu zjistilo, že se skládá z uhlíku. Pro vědce to byl začátek dalších zdlouhavých experimentů na vytvoření tohoto plemene v laboratoři, ale pokusy byly neúspěšné kvůli nedostatku potřebného vybavení.

Teprve ve 20. století byla krystalová mřížka plně prozkoumána a vědcům se podařilo syntetizovat kámen, pozorující teplotu a tlakovou sílu, ale pro jehož zárodek byl stále zapotřebí přírodní krystal.

Práce na pěstování krystalů pokračovaly a pokračují s velkým nadšením. Znalosti vědců a technologií jsou každým dnem stále dokonalejší, což umožňuje, aby se umělý diamant svou krystalickou mřížkou a vlastnostmi stále více podobal přírodnímu drahokamu.

Fyzikální a mechanické vlastnosti diamantu

Diamant je klasifikován jako nativní prvek a má nejjednodušší chemický vzorec C (uhlík) a vlastní krystalovou mřížku, sestávající z kovalentní vazby mezi atomy uhlíku, což mu umožnilo zaujmout 10. místo v tvrdosti na Mohsově stupnici.

Kovalentní vazba je nejsilnější, což ji činí silnou, ale struktura látky může někdy umožňovat i kovové, iontové a vodíkové vazby. Spojení má dva poddruhy – pí-vazba a sigma-vazba, z nichž první poddruh je méně silný.

Kovalentní sigma vazby spojující atomy a umístěné po jednom na každé straně krystalové mřížky poskytují mezi nimi stejnou vzdálenost, díky čemuž je balení a struktura hustší. To zajišťuje tvrdost diamantu a v jeho vlastnostech je vlastnost vynikajícího dielektrika, nízká elektrická vodivost.

Mezi další vlastnosti uhlíkové horniny patří:

• světélkování;
• nízká stlačitelnost při všestranném vnějším tlaku;
• křehkost, diamant je citlivý na ostré údery;
• hustota je nerovnoměrná, přispívá k štěpení podél okrajů;
• průhlednost;
• citlivost na rentgenové záření, které porušuje tvrdost struktury, což dává schopnost zářit v modré a zelené spektrální části;

Vnitřní bod tání pro diamanty:

• taje při teplotě 3700 až 4000 Celsia;
• se směsí plynů ve vzduchu hoří od 850 do 1000 stupňů;
• přeměnou kyslíku na oxid uhličitý diamant hoří modrým plamenem od 700 do 800 stupňů.

Minerál těžený v přírodě je krystalický, s hranami, štípaný, s prohlubněmi a výrůstky.

Diamantové řezání

Jediný rozdíl mezi diamantem a briliantem je brus, který dává přírodní kámen ušlechtilý a magický vzhled. Předpokládá se, že čím ideálněji je zvolen tvar a čím více faset je aplikováno, tím jasněji svítí a láme paprsky.

Existuje 8 hlavních typů řezů:

• "Princezna" - čtvercový tvar a ostré rohy
• "Kolo";
• "Marquise" - aristokratický, ve tvaru lodi;
• "Hruška" - tvar slzy;
• "Ovál";
• "Srdce";
• "Emerald" - obdélníkový a osmiúhelníkový tvar;
• "Usher" - čtvercový tvar, ale s velké množství kroky než "Emerald".

Proces přechodu z diamantu na briliant je velmi dlouhý a vyžaduje speciální dovednosti:

1. Nejprve je krystal samotný zkontrolován na přítomnost defektů, při jejichž detekci se rozštěpí, aby se odstranily.
2. Dalším krokem je peeling, kde jsou připevněny okraje a rohy.
3. Broušení na leštícím kotouči, na kterém je nasypán diamantový prášek, umožňuje uvést kámen do ideálního stavu.
4. V konečné fázi probíhá leštění, které diamantu dodává lesk.

Dobré vědět: hlavní věcí při vytváření diamantu jsou správně superponované hrany. Pokud nezohledníte refrakci, hru světla, bude diamant vypadat nudně a takové kameny jsou považovány za manželství.

Historie těžby diamantů v Rusku

Existují důkazy, že ložisko diamantů v Rusku bylo objeveno v 18. století na území Jakutska a Sibiře. Do roku 1917 se našlo jen asi 300 kamenů, ale pokusy se tím nezastavily. V době Velké Vlastenecká válka vývoj ložisek nerostných surovin byl pozastaven a pokračoval až po jeho dokončení.

Geologická expedice vyslaná do Jakutska v roce 1949 objevila největší naleziště krystalů.

Na tomto místě, zvaném Mirnyj, uprostřed tajgy postupně vyrostlo město, jehož obyvatelstvo se zabývá těžbou rudy.

Lom, ve kterém se těží, je považován za nejhlubší na světě. Hloubka lomu je asi 530 metrů a vnitřní serpentinová cesta dosahuje 8 kilometrů.

Ruské podniky ve srovnání s konkurenty v tomto oboru produkují asi 97% vysoce kvalitních surových diamantů.

Kde a jak se aktuálně těží diamanty?

Před rozvojem průmyslu se diamanty těžily ve všech zemích pouze pilnými metodami. Nyní v Rusku, Angole, Kanadě, Botswaně, Jižní Africe a dalších zemích, které se zabývají těžbou rud, je těžba nerostu do značné míry technicky usnadněna.

Těžba probíhá především v místech tzv. starověkých kratonů, které obsahují lamproitové a kimberlitové trubky, někdy i ve střešních horninách.

Největšími nalezišti v Rusku jsou v současnosti Jakutsk a Archangelská oblast. Nedávno byla na území Perm objevena malá ložiska minerálu.

Z hlediska procenta a kvality těžených minerálních kamenů zůstává Rusko vedoucí zemí.

Aplikace pro diamanty

Diamant plní nejen svou dekorativní funkci, jako ozdoba, ale má i své praktické uplatnění. Díky vědcům a nově vznikajícím technologiím byly vyhozené minerály využity ku prospěchu v jiných oblastech života.

Protože ne všechen těžený materiál je vhodný pro řezání pod Šperky, asi 50% je odmítnuto, pak se používá pro průmyslové a průmyslové potřeby:

• díky své schopnosti odolávat teplotním a energetickým rázům se diamant používá v telekomunikacích;
• používané při výrobě lékařských přístrojů a nástrojů (skalpely, implantáty);
• Almaz se přidává do vrtáku;
• s vlastností nízké tepelné vodivosti se používá při výrobě elektroniky.

Diamant je z hlediska své oblíbenosti na prvním místě mezi ostatními šperky, ale není to dáno jen krásou, kterou mu klenotníci přinášejí, ale především tím, že jsou vysoce ceněny jeho mimořádné přírodní vlastnosti. S největší pravděpodobností tento krystal nikdy neztratí své prvenství a navždy zůstane tajemným a krásným tajemstvím.

Stručný popis: diamant, grafit a uhlí

Vzájemné konverze diamantu, grafitu a uhlí

Soustružení - Grafit nebo uhlí na diamant

Získejte diamant z grafitu

Mám falešné diamanty

Způsob získávání umělých diamantů

Našel jsem další jak získat umělé diamanty!

Problém umělých diamantů

Přeměna grafitu na diamant

První umělé diamanty

Výroba umělých diamantů

Jak vznikl diamant

Hypotéza hlubokého zrodu diamantů

Výbušná hypotéza

Hypotéza zrození diamantu v kavitačním módu

Diamant je minerál, který není ničím jiným než modifikací uhlíku. Čistý diamant má vzorec skládající se pouze z jednoho prvku. Kámen má v přírodě jedinečné vlastnosti, takže krystalická mřížka diamantu zaujala vědce a struktura látky se nadále studuje.

Ideální diamant si lze představit jako obří molekulu uhlíku. Vědci zkoumali složení minerálu až na konci 18. století. Od té chvíle začaly pokusy uměle syntetizovat diamant v laboratořích, ale neměly smysl, protože krystalovou mřížku nebylo možné znovu postavit od nuly.

Struktura diamantu

A technologie nebyla na takové úrovni, aby vytvářela podmínky pro vznik diamantu. Teprve v padesátých letech dvacátého století byli vědci schopni syntetizovat diamant svépomocí. Dělaly to země jako SSSR, USA a Jižní Afrika.

Struktura hmoty

Celý zádrhel a složitost výroby spočívala v jedinečné struktuře diamantu. V chemii se mohou mezi atomy tvořit čtyři typy vazeb:

• kovalentní;
• iontové;
• kov;
• vodík.

Nejsilnější z nich je kovalentní vazba. Má také svůj poddruh: sigma vazby a pí vazby. Druhý poddruh je méně odolný. V diamantu je několik milionů atomů uhlíku, které jsou spojeny kovalentními vazbami.

Prostorové uspořádání atomů a jejich sloučenin se nazývá krystalová mřížka. Je to jeho struktura, která určuje takovou charakteristiku, jako je tvrdost látky. Základní buňka diamantové struktury vypadá jako krychle. To znamená, že diamant krystalizuje v kubické syngonii, použijeme-li vědeckou terminologii.

Na vrcholu této krychle je atom uhlíku. Jeden atom je umístěn v každé ploše a čtyři další - uvnitř krychle. Centrální atomy ve stěnách jsou společné pro dvě buňky a ty ve vrcholech krychle jsou společné pro osm buněk. Atomy jsou navzájem spojeny kovalentními sigma vazbami.

Tato struktura a balení je považováno za nejhustší. Každý atom uhlíku se nachází ve středu čtyřstěnu a je propojen ze všech stran. Protože valence uhlíku je čtyři, pak jsou všechny vazby blokovány a interakce s látkou ze strany je nemožná.

Vzdálenost mezi atomy je stejná, nejsou tam žádné volné elektrony, takže minerál je dobré dielektrikum. Tvrdosti diamantu je dosaženo právě díky této struktuře. Tyto vlastnosti zase vedly k širokému použití kamenů. Používají se nejen ve šperkařství, ale také jako brusivo a také jako povlak na nástroje.

Ale ne všechno v přírodě je dokonalé. I diamanty často obsahují nečistoty. Tato struktura umožňuje minerálu vypadat absolutně transparentně, bez inkluzí. Ale ne vždy mají těžené kameny šperkařské vlastnosti velký počet vady a nečistoty.

Diamantový krystal může obsahovat následující látky:

• hliník;
• vápník;
• hořčík;
• žula.

Někdy se ve složení nachází voda, oxid uhličitý nebo jiné plyny. Nečistoty v krystalu jsou nerovnoměrně rozmístěny a poněkud narušují krystalovou strukturu. Pokud jsou defekty lokalizovány na periferii, což se stává častěji, lze je řešit řezáním.

Alotropní modifikace

Nejen diamant má podobný typ struktury krystalové mřížky. Další prvky ze čtvrté skupiny mají také podobnou strukturu. Ale je to všechno o atomové hmotnosti. Atomy uhlíku jsou umístěny v těsné vzdálenosti od sebe, což činí vazby silnější. Ale s nárůstem atomová hmotnost prvky jsou umístěny dále a pevnost spojů mezi nimi klesá.

A také uhlík má v přírodě alotropní modifikace, které kromě diamantu zahrnují i ​​další látky:

• grafit;
• lonsdaleit;
• saze, uhlí;
• fullereny;
• uhlíkové nanotrubice.

Vědci se zajímali o možnost přeměny grafitu na diamant. To lze provést pouze za akcí velmi vysoký tlak a teplotu.

Jde o to, že grafit se liší v prostorovém uspořádání atomů a vazbách mezi nimi. Pokud má diamant všechny kovalentní vazby - sigma, pak prostorové vazby grafitu jsou sloučeniny pí. A také v grafitové mřížce je na atomech několik volných elektronů, které pohybem vytvářejí efekt elektrické vodivosti. Tento tvar mřížky se nazývá šestiúhelníkový. Proto má grafit indikátor jednoty na stupnici tvrdosti.

Lonsdaleity ještě nebyly plně prozkoumány, protože se těží buď uměle, nebo z meteoritů, které spadly na zem.

Ale fullereny mají krystalovou mřížku připomínající kouli z osmiúhelníků. V rozích obrázků nejsou atomy, ale molekuly uhlíku. Tyto látky jsou také nadále zkoumány.

Chemické složení diamantu je zapsáno vzorcem nebo prvkem C.

Kromě indexu tvrdosti - 10 z 10 na Mohsově stupnici - má diamant následující vlastnosti:

• Hustota - 3,5 g/cm3.
• Kámen je docela křehký. Navzdory své tvrdosti může být diamant rozbit prudkým úderem.
• Výstřih. Hustota látky je nerovnoměrná. Kámen se štěpí podél rovnoběžných ploch krystalu. Při broušení kamene je třeba brát ohled na štěpení, protože šperkařův výpočet a následný úder určí rovinu štěpení a odřízne nepotřebné nečistoty.
• Kámen musí být průhledný. Poté po rozříznutí bude hrát na světle. Nejdražší exempláře se nazývají čisté vodní diamanty. Přesto se ve struktuře nachází až 5% nečistot, což narušuje krystalovou mřížku a někdy kazí vzhled kamene.
• Pokud je kámen vystaven rentgenovému záření, bude narušena síla kovalentních vazeb. V důsledku toho se mřížka uvolní a také se sníží tvrdost hmoty. Ale po tomto postupu zajímavá nemovitost: Kámen bude vyzařovat světlo v modré a zelené části spektra.

V přírodě má vytěžený minerál podobu krystalu s různým počtem tváří. Někdy se netěží celé kameny, ale pouze třísky z velkých diamantů. Zda se jedná o čip nebo plnohodnotný minerál, můžete určit studiem struktury krystalové mřížky. Tváře minerálů jsou často pokryty výrůstky a prohlubněmi.

Barva diamantu se také liší. Existují žluté, načervenalé nebo dokonce černé odstíny diamantů. Krystalová mřížka kamenů byla samozřejmě změněna. Vlastnosti tím ale moc netrpí. Takové minerály se nazývají fantazie. Jejich barva může být nerovnoměrná a závisí na nečistotách ve struktuře.

Ideální struktura existuje pouze v umělých diamantech. Výroba těchto kamenů vyžaduje semínko v podobě přírodního krystalu a také velké množství finančních investic a vybavení. Ale právě studium krystalové mřížky ovlivnilo rozvoj tohoto odvětví.