Përbërje diamanti me cilësi të lartë. Formula e diamantit, vetitë e tij kimike dhe fizike. Teknologjitë e nxjerrjes së diamantit

DIAMOND (turqisht almas, nga greqishtja adamas - i pathyeshëm, i pathyeshëm * a. diamant; n. Diamant; f. diamant; i. diamante) - modifikim kub kristalor i vendasit.

Struktura e diamantit. Qeliza elementare e rrjetës kristalore hapësinore të diamantit është një kub në qendër të fytyrës me 4 atome shtesë të vendosura brenda kubit (Fig.).

Madhësia e skajit të qelizës së njësisë është 0 = 0,357 nm (në t = 25°C dhe P = 1 atm). Distanca më e shkurtër ndërmjet dy atomeve fqinje C = 0,154 nm. Atomet e karbonit në strukturën e diamantit formojnë lidhje të forta kovalente të drejtuara në një kënd prej 109°28" në raport me njëri-tjetrin, për shkak të të cilave diamanti është substanca më e fortë e njohur në natyrë. Në strukturën e brezit të diamantit, hendeku i brezit për jo- tranzicionet vertikale është 5,5 eV, për vertikale - 7,3 eV, gjerësia e brezit të valencës 20 eV Lëvizshmëria e elektroneve mn = 0,18 m 2 / V.s., vrimat mr = 0,15 m 2 / V.s.

Morfologjia e diamantit. Kristalet e diamantit kanë formën e një oktaedri, dodekaedri rombik, kubi dhe tetraedri me faqe të shkallëzuara të lëmuara dhe si pllakë ose sipërfaqe të rrumbullakosura, mbi të cilat zhvillohen aksesorë të ndryshëm. Karakterizohen nga kristale të rrafshuara, të zgjatura dhe komplekse të shtrembëruara të formave të thjeshta dhe të kombinuara, binjakët ndërrriten dhe rriten sipas ligjit të spinelit, ndërrritje paralele dhe të orientuara rastësisht. Varietetet e diamantit janë formacione polikristaline: skajet janë ndërthurje e kristaleve të shumta të vogla me fytyra dhe kokrra me formë të çrregullt, gri dhe të zezë; ballat - sferulite me strukturë radiale; karbonado - kriptokristalore, e dendur, me një sipërfaqe të ngjashme me smaltin ose formacione poroze të ngjashme me skorjen, të përbërë kryesisht nga kokrra diamanti submikroskopik (rreth 20 mikronë), të shkrirë ngushtë me njëra-tjetrën. Madhësia e diamanteve natyrale varion nga kokrra mikroskopike deri te kristale shumë të mëdha që peshojnë qindra e mijëra karat (1 karat = 0,2 g). Pesha e diamanteve të minuara është zakonisht 0,1-1,0 karat; kristalet e mëdha (mbi 100 karat) janë të rralla. Tabela tregon diamantet më të mëdhenj në botë të nxjerra nga thellësia.

Përbërje kimike. Diamanti përmban papastërti të numrit Si, Al, Mg, Ca, Na, Ba, Mn, Fe, Cr, Ti, B. Përdorimi i grimcave α të radioizotopit H, N, O, Ar dhe elementëve të tjerë. është papastërtia kryesore që ka ndikim të madh në vetitë fizike diamanti Kristalet e diamantit që janë të errët ndaj dritës ultravjollcë quhen diamant të tipit I; të gjitha të tjerat klasifikohen si tip II. Përmbajtja e azotit në shumicën dërrmuese të kristaleve të diamantit të tipit I është rreth 0.25%. Më pak të zakonshme janë diamantet pa azot që i përkasin tipit II, në të cilët përzierja e azotit nuk kalon 0,001%. Azoti përfshihet në mënyrë izomorfike në strukturën e diamantit dhe formon, në mënyrë të pavarur ose në kombinim me defekte strukturore (vakante, dislokime), qendra përgjegjëse për ngjyrën, ndriçimin, përthithjen në rajonet ultravjollcë, optike, infra të kuqe dhe mikrovalë, natyrën e rrezeve x. shpërndarje etj.

Vetitë fizike. Diamantet mund të jenë të pangjyrë ose me një nuancë delikate të ngjyrës, si dhe shkallë të ndryshme të ngjyrës së qartë të verdhë, kafe, vjollcë, jeshile, blu, indigo, të bardhë qumështi dhe gri (në të zezë). Kur rrezatohet nga grimcat e ngarkuara, diamanti bëhet i gjelbër ose blu. Procesi i kundërt - shndërrimi i një diamanti me ngjyrë në një pa ngjyrë - ende nuk është kryer. Diamanti karakterizohet nga shkëlqimi i lartë, një indeks i lartë thyes (n = 2.417) dhe një efekt i fortë dispersioni (0.063), i cili përcakton lojë shumëngjyrëshe dritë në . Si rregull, kristalet e diamantit shfaqin dythyeshmëri anormale për shkak të streseve që vijnë nga defektet strukturore dhe përfshirjet. Kristalet e diamantit janë transparente, të tejdukshme ose të errëta, në varësi të ngopjes së tyre me përfshirje mikroskopike të grafitit, mineraleve të tjera dhe vakuolave ​​gaz-lëng. Kur ndriçohet nga rrezet ultravjollcë, një pjesë e konsiderueshme e kristaleve transparente dhe të tejdukshme të diamantit shkëlqejnë në ngjyrë blu, cian dhe, më rrallë, të verdhë, të verdhë-jeshile, portokalli, rozë dhe të kuqe. Kristalet e diamantit (me përjashtime të rralla) shkëlqejnë kur ekspozohen ndaj rrezeve X. Shkëlqimi i diamantit ngacmohet nga rrezet katodike dhe kur bombardohet nga grimcat e shpejta. Pasi të hiqet ngacmimi, shpesh vërehet një shkëlqim i mëpasshëm me kohëzgjatje të ndryshme (fosforeshencë). Diamanti gjithashtu shfaq elektro-, fis- dhe termolumineshencë.

Diamanti, si substanca më e fortë në natyrë, përdoret në një sërë mjetesh për prerjen, shpimin dhe përpunimin e të gjitha materialeve të tjera. Relative në shkallën Mocca 10, mikrofortësia maksimale absolute e matur me një dhëmbëzimi në faqen (111), 0,1 TPa. Fortësia e diamantit në faqe të ndryshme kristalografike nuk është e njëjtë; më e vështira është fytyra oktaedrale (111). Diamanti është shumë i brishtë dhe ka një dekolte shumë të përsosur përgjatë fytyrës së tij (111). Moduli i Young-it 0,9 TPa. Dendësia e kristaleve transparente të diamantit është 3515 kg/m3, e tejdukshme dhe e errët - 3500 kg/m3, për disa diamante australianë - 3560 kg/m3; në buzë dhe karbonado, për shkak të porozitetit të tyre, mund të ulet në 3000 kg/m 3. Sipërfaqja e pastër e kristaleve të diamantit është e lartë (këndi i kontaktit 104-105°). Në diamantet natyrale, veçanërisht në diamantet nga depozitat aluviale, në sipërfaqe formohen shtresa të holla, të cilat rrisin lagueshmërinë e tij.

Diamanti është një dielektrik. Rezistenca r për të gjithë kristalet e azotit të diamantit të tipit I është 10 12 -10 14 Ohm.m. Ndër diamantet e tipit II pa azot, ndonjëherë ka kristale me r nën 10 6 Ohm.m, ndonjëherë deri në 10-10 -2. Diamante të tillë kanë përçueshmëri dhe fotopërçueshmëri të tipit r, dhe në të njëjtat kushte, fotorryma në një diamant të tipit II është një renditje e madhësisë më e madhe se fotorryma e ngacmuar në një diamant të tipit I. Diamanti është diamagnetik: ndjeshmëria magnetike për njësi masë është 1.57.10 -6 njësi SI në 18°C. Diamanti është rezistent ndaj të gjitha acideve edhe në temperatura të larta. Në shkrirjet e alkaleve KOH, NaOH dhe substancave të tjera në prani të O, OH, CO, CO 2, H 2 O, ndodh shpërbërja oksiduese e diamantit. Jonet e disa elementeve (Ni, Co, Cr, Mg, Ca etj.) kanë aktivitet katalitik dhe e përshpejtojnë këtë proces. Diamanti ka përçueshmëri të lartë termike (veçanërisht diamantet e tipit II pa azot). Në temperatura e dhomës përçueshmëria e tyre termike është 5 herë më e lartë se Cu, dhe koeficienti zvogëlohet me rritjen e temperaturës në intervalin 100-400 K nga 6 në 0,8 kJ/m.K. Tranzicioni polimorfik i diamantit në presionin atmosferik ndodh në një temperaturë prej 1885±5°C në të gjithë vëllimin e kristalit. Formimi i filmave grafit në sipërfaqen e faqeve (III) të kristaleve të diamantit nën ndikim mund të ndodhë duke filluar nga 650°C. Në ajër, diamanti digjet në një temperaturë prej 850°C.

Prevalenca dhe origjina. Diamante u gjetën në meteorite, shkëmbinj goditës të lidhur me krateret e meteorit (astroblema), në shkëmbinj të thellë të mantelit me përmasa të vogla të përbërjeve pre-gite dhe eclogite të vendosura në to, si dhe në burime dytësore - vendosës të moshave dhe gjenezave të ndryshme (, etj. . ). Nuk ka konsensus për origjinën e diamanteve. Disa shkencëtarë besojnë se diamantet kristalizohen në vetë tubat e kimberlitit gjatë formimit të tyre ose në qendrat e ndërmjetme që lindin në thellësi të cekëta (3-4 km) (qendra subvullkanike). Të tjerë besojnë se diamantet formohen në thellësi të mëdha në shkrirjen e kimberlitit prindëror dhe vazhdojnë të kristalizohen ndërsa ngrihen në pjesën e sipërme. Ideja më e justifikuar e zhvilluar është se diamantet janë të lidhur gjenetikisht me shkëmbinj të ndryshëm dhe hiqen prej tyre së bashku me materiale të tjera ksenogjene të vendosura në kimberlite. Ka ide të tjera rreth gjenezës së diamantit (për shembull, kristalizimi në presione të ulëta duke përdorur karbon nga origjina e thellë dhe karbonate të shkëmbinjve pritës).

Depozitat e diamantit. Shkembinjte kimberlite me diamante dhe depozitimet aluviale te formuara per shkak te erozionit te tyre jane me rendesi industriale. Kimberlitët gjenden kryesisht në lashtë dhe; Ato karakterizohen kryesisht nga trupat në formë tubulare, si dhe huskitë dhe . Dimensionet e tubave kimberlite variojnë nga një deri në disa mijëra metra në seksion kryq (për shembull, tubi Mwadui në Tanzani me parametra 1525x1068 m). Mbi 1500 trupa kimberlite njihen në të gjitha platformat, por vetëm disa kanë përmbajtje komerciale diamanti. Diamantet shpërndahen jashtëzakonisht në mënyrë të pabarabartë në kimberlite. Tubat me një përmbajtje diamanti prej 0,4 karat/m3 dhe më të lartë konsiderohen industrialë. Në raste të jashtëzakonshme, kur tubat përmbajnë një përqindje më të lartë të diamanteve të cilësisë së lartë, shfrytëzimi me një përmbajtje më të ulët, për shembull 0,08-0,10 karat/m 3 (Jagersfontein në Afrikën e Jugut), mund të jetë fitimprurës. Kimberlitet dominohen nga kristalet me përmasa 0,5-4,0 mm (0,0025-1,0 karat). Pjesa e peshës së tyre është zakonisht 60-80% e masës totale të diamanteve të nxjerra. Rezervat në fusha individuale arrijnë në dhjetëra milionë. Depozitat më të mëdha primare të diamantit janë eksploruar në Tanzani, Lesoto, Sierra Leone, etj.

Pasurimi. Në depozitimet aluviale, shkëmbi fillimisht lahet për të hequr masën lidhëse të argjilës dhe për të ndarë materialin e trashë klastik; materiali i izoluar, i lirshëm ndahet në katër klasa: -16+8, -8+4, -4+2, -2+0.5 mm. prodhuar me metodat e gravitetit (i lagësht dhe me ajër, pasurimi në suspensione të rënda, në tasat e përqendrimit). Për të nxjerrë diamante të vegjël dhe patate të skuqura diamanti, filmi dhe shkuma përdoren me pastrimin paraprak të sipërfaqes. Reagentët: aminat, aeroflotet, acidet yndyrore, vajguri, acidi kresilik. Për nxjerrjen e diamanteve, procesi më i përdorur është procesi i yndyrës (për kokrra me madhësi grimcash 2-0,2 mm), bazuar në aftësinë selektive të diamanteve për t'u ngjitur në sipërfaqet yndyrore. Si lyerje yndyrore përdoret vazelina, nafta, autoli dhe përzierja e saj me parafinë, acid oleik, nigrol etj.. Krahas procesit të yndyrës përdoret edhe ndarja elektrostatike (për kokrrat me madhësi 3-0,1 mm), në bazë të përçueshmëria e ndryshme e mineraleve (diamanti - përcjellës i dobët i energjisë elektrike). Një metodë lumineshente me rreze X përdoret për nxjerrjen e diamanteve relativisht të mëdha, bazuar në aftësinë e kristaleve të diamantit për të ndriçuar (makinat e ndriçimit me rreze X).

Aplikacion. Diamantet ndahen në bizhuteri dhe industriale. Të parët kanë transparencë të lartë. Diamantet më të vlefshme janë të pangjyrë (" uje i paster") ose me ngjyrosje të mirë. Teknik përfshin të gjithë diamantet e tjera të nxjerra, pavarësisht nga cilësia dhe madhësia e tyre. Në CCCP, diamantet renditen sipas kushteve teknike, të cilat plotësohen me zgjerimin e zonave të aplikimit të diamantit. Në varësi të llojeve dhe qëllimit të diamante të përafërt, cilësia e klasifikuar në kategori; në secilën kategori ka grupe dhe nëngrupe që përcaktojnë madhësinë, formën dhe kushtet specifike për qëllimin e kristaleve të diamantit. Rreth 25% e diamanteve të nxjerra në botë përdoren në industrinë e bizhuterive për të bëjnë diamante.

Duke poseduar fortësi jashtëzakonisht të lartë, diamantet janë të domosdoshëm për prodhimin e veglave dhe pajisjeve të ndryshme (hapëse për matjen e fortësisë së materialeve, materie, gjilpëra për profilometra, profilografë, pantografë, shpuese, prerëse, gurë të aplikuar për kronometra detarë, prerës xhami, etj. ). Diamantet përdoren gjerësisht për prodhimin e pluhurave dhe pastave gërryese, si dhe për mbushjen e sharrave të diamantit. Disa metale, materiale gjysmëpërçuese, qeramika, materiale ndërtimi prej betoni të armuar, kristal, etj. përpunohen me vegla diamanti. Për shkak të kombinimit të një sërë vetive unike, diamantet mund të përdoren për të krijuar pajisje elektronike të dizajnuara për të vepruar në fusha të forta elektrike. në temperatura të larta, në nivel më të lartë rrezatimi, në mjedise kimike agresive. Detektorë të rrezatimit bërthamor, zhytës të nxehtësisë në pajisjet elektronike, termistorë dhe transistorë janë krijuar në bazë të diamantit. Transparenca e diamanteve për rrezatimin infra të kuqe dhe thithja e dobët e rrezeve X i lejojnë ata të përdoren në marrës infra të kuqe dhe në kamera për studimin e tranzicioneve fazore në temperatura dhe presione të larta.

Diamante sintetike. Në mesin e viteve 50. Filloi zhvillimi i sintezës industriale të diamanteve industriale. Kryesisht sintetizohen monokristale të vogla dhe formacione polikristaline më të mëdha si ballasa dhe karbonado. Metodat kryesore të sintezës: sistemi statik - në metal - grafit në presione dhe temperatura të larta; tranzicioni dinamik - polimorfik i grafitit në diamante nën ndikimin e një valë shoku; epitaksiale - rritja e filmave të diamantit në farat e diamantit nga hidrokarburet e gazta në presione të ulëta dhe temperatura rreth 1000°C. Diamantet sintetike përdoren në të njëjtën mënyrë si ato teknike natyrore. Prodhimi i përgjithshëm i diamanteve sintetike tejkalon ndjeshëm prodhimin e diamanteve natyrale.

Diamanti është minerali më i fortë në botë dhe është një alotrop i karbonit. I afërmi më i afërt i diamantit është grafiti, i njëjti nga i cili prodhohen telat e lapsit.

Minerali mori emrin e tij nga fjala e lashtë greke adamas, që përkthehet do të thotë "i pathyeshëm".

Karakteristikat dhe llojet

Diamantet janë minerale, karakteristikat kryesore të të cilave përfshijnë si më poshtë:

Fortësia më e lartë ( 10 në shkallën e fortësisë Mohs);

Në të njëjtën kohë brishtësia e lartë;

Përçueshmëria më e lartë termike midis trupave të ngurtë (900-2300 cu)

Nuk kryen rrymë elektrike;

Pika e shkrirjes - 4000ºC;

Temperatura e djegies - 1000 ºC;

Ka luminescencë.

Diamanti është 96-98% karbon. Pjesa tjetër është papastërti të elementeve të ndryshëm kimikë, të cilët i japin mineralit ngjyrën e tij. Shumica e diamantëve natyralë kanë ngjyrë të verdhë ose kafe. Diamantet blu, blu, jeshile, të kuqe dhe të zeza gjenden gjithashtu në natyrë.

Pas përpunimit dhe prerjes, depozitimi i ngjyrës zhduket, kjo është arsyeja pse shumica dërrmuese e diamanteve janë pa ngjyrë. Diamantet me ngjyra janë jashtëzakonisht të rralla. Ndër më të njohurit janë: Dresden (jeshile), diamanti Tiffany (i verdhë) dhe Porter Rhodes (blu).

Një nga metodat për përcaktimin e origjinalitetit të një diamanti është mjaft e thjeshtë: një vijë tërhiqet përgjatë sipërfaqes me një stilolaps të veçantë me majë të ndjerë që përmban bojë të rëndë. Nëse linja mbetet e fortë, atëherë diamanti është i vërtetë. Në ato të rreme, linja shkërmoqet në pika.

Depozitat dhe prodhimi

(Një gurore e pabesueshme në të cilën janë nxjerrë diamante për një kohë shumë të gjatë ndodhet në fshatin Mir, Sakha, Yakutia.)

Depozitat e diamanteve janë zbuluar në të gjitha kontinentet, përveç Antarktidës. Në natyrë, diamantet ndodhin në formën e vendosësve, por shumica e tyre gjenden në tuba kimberlite. Tubat Kimberlite janë një lloj "vrimash" në koren e tokës që formohen gjatë shpërthimit të gazrave. Sipas ekspertëve, janë pikërisht tuba të tillë që përmbajnë deri në 90% të të gjithë diamanteve në tokë.

Depozitat më të pasura të diamantit ndodhen në Botsvanë, Rusi, Kanada, Australi dhe Afrikën e Jugut. Çdo vit më shumë se 130 milionë karat diamante (rreth 30 ton) minohen në botë. Rusia renditet e para në botë në minierat e diamanteve (29% e prodhimit botëror), e dyta vetëm pas Botsvanës në vlerën e mineraleve të gjetura.

Në Rusi, diamanti i parë u gjet në 1829 në rajonin e Permit. Tani kjo depozitë quhet "Çelësi Diamanti". Më vonë, depozitat u zbuluan në Siberi dhe rajonin e Arkhangelsk. Depozita më e madhe ndodhet në kufirin e Territorit Krasnoyarsk dhe Yakutia. Besohet se përmban rreth një trilion karat.

Në vitin 2015, një lloj i ri depozite diamanti u zbulua në Kamchatka. Këto janë diamantet e ashtuquajtur “Tolbachik”, të cilat u zbuluan në llavën e ngurtësuar të një vullkani. Disa qindra diamante janë gjetur tashmë në vetëm disa mostra të marra këtu.

Diamanti më i madh në madhësi u gjet në vitin 1905 në Afrikën e Jugut. Quhet "Cullinan". Pesha e tij është 3106 karat. Diamanti prodhoi 96 diamante të vegjël dhe 9 të mëdhenj, më i madhi prej të cilëve është "Ylli i Afrikës" (530 karat). Ky diamant tani zbukuron skeptrin e monarkëve anglezë dhe mbahet në Kullë.

Në vitin 1939, fizikani rus O. Leypunsky mori për herë të parë diamant sintetik. Dhe që nga viti 1963 është krijuar prodhimi serik i diamanteve sintetike, të cilat përdoren gjerësisht në teknologji dhe në bizhuteri.

Aplikimet e diamanteve

Shumica dërrmuese e diamanteve natyrore (deri në 70%) përdoren në bizhuteri - për dekorime. Pothuajse 50% e prodhimit të diamanteve në botë i përket kompanisë De Beers, e cila ruan monopolin duke vendosur çmime të larta për 1 karat. NË Kohët e fundit Kompania ruse Alrosa, e cila udhëheq zhvillimin dhe prodhimin në 9 vende të botës, po del si lider.

Aplikimi Industrial:

Për prodhimin e thikave, sharrave, prerëseve, bërthamave të shpimit, prerësve të xhamit, etj.;

Si një gërryes në prodhimin e makinave mprehëse dhe rrotave;

Në industrinë e orëve;

Në industrinë bërthamore;

Në optikë;

Në prodhimin e kompjuterëve kuantikë;

Në prodhimin e mikroelektronikës.

Pyetja se çfarë është një diamant ndonjëherë i mashtron hapur njerëzit, duke e detyruar imagjinatën e tyre të imagjinojë lojë magjike shkëlqim dielli në skajet e tij.

Ky kristal, i cili ka qenë në duart e një argjendari profesionist, fillimisht nuk është aq i bukur.

Duke hasur në një mineral pa fytyrë në rrugën e tyre, pak njerëz do të besojnë se ky është një xhevahir i ardhshëm.

Çfarë është një diamant dhe si duket?

Në fakt, diamanti është një mineral natyral që u ngrit gjatë ngjeshjes së karbonit në thellësi të mëdha në kushtet e temperaturës së lartë dhe presionit të fortë.

Ka një strukturë transparente, të dendur dhe të qëndrueshme që e lejon atë të ekzistojë për një kohë të pakufizuar. Gjithashtu ka përçueshmëri të lartë termike në krahasim me substancat e tjera që gjenden në natyrë.

Nga jashtë, materiali i patrajtuar ka një pamje krejtësisht jo tërheqëse me një sipërfaqe të ashpër, përfshirje të ndryshme dhe ngjyrë të shurdhër për shkak të grimcave të huaja të ngjitura në të. Zakonisht paraqitet në formën e një dodekaedri, një oktaedri dhe një kubi.

Origjina e diamantit

Njerëzit kanë ditur për diamantet për mijëra vjet. Informacioni i parë për gurin "magjik" përmendet në pllakat indiane, të cilat flasin për një dhuratë qiellore që përfshin pesë parime natyrore. Njerëzit e grumbulluan dhe e përpunuan atë, duke dekoruar me të statuja hyjnore dhe duke u atribuar atyre veti mistike.

Natyrisht, askush nuk mendoi se ishte pikërisht falë presionit shumëtonësh të shkëmbinjve me llavë të vluar brenda, me një temperaturë të tepruar, që u krijuan kushtet për shfaqjen e saj, me magmë të transportuar në sipërfaqe.

Me fjalë të tjera, shkëmbi i tillë i karbonit ka origjinën vetëm në vendet malore magmatike, tubat kimberlite - vullkanet. Ndonjëherë, kur shkëmbinjtë shkatërrohen, vendet e tij gjenden në brigjet e detit dhe lumenjve.

Ishte falë mjeshtrave kureshtarë që u shfaqën në kohët e vjetra që minerali, përmes provës dhe gabimit, iu paraqit botës në të gjithë lavdinë e tij.

E para gur i çmuar, e cila doli në dritë rreth vitit 60 para Krishtit në Indi, u bë copëza Kohinoor prej 800 karatësh, një e preferuar e famshme e të gjithë mbretërve të botës.

Fillimisht ishte një diamant i verdhë i paprerë, i cili u bë i bardhë i pastër kur një prerje e re u ble në një kohë të mëvonshme.

Më vonë, në fillim të shekullit të 18-të, shfaqja e parë e madhe e mineralit të karbonit ndodhi në Brazil, tani qyteti i Diamantino.

Por sipas të dhënave historike, të gjitha gjetjet e para të karbonit, midis depozitave aluviale, të çojnë në Indi, nga ku u krijuan bizhuteritë më të famshme dhe më të mëdha në botë.

Llojet e diamanteve

Kur vlerësohet një kristal Vëmendje e veçantë i paguhet jo vetëm peshës, por edhe cilësisë, pranisë ose mungesës së defekteve. Në lidhje me të dhënat e marra, ndahen dy lloje: bizhuteri dhe teknike(jo i përshtatshëm për bizhuteri).

Pas përpunimit ndahen edhe në lloje në varësi të prerjes: në formë dardhe, vezake, të rrumbullakëta, në formë loti, drejtkëndëshe etj. Diamantet e prera quhen brilantë.

Ekziston një ndarje e diamanteve sipas ngjyrës. Sigurisht, të gjithë janë mësuar më shumë të mendojnë se ngjyra e vetme është e bardhë e pastër dhe transparente, por në fakt ajo ka edhe nuanca të tjera, në varësi të vendit dhe gjendjes së origjinës.

Pra, përveç të bardhës, të tymosur, kafe, të verdhë të zbehtë dhe më së shumti ngjyra të rralla– diamant i kuq, diamant rozë, blu dhe cian, e verdhë e ndezur, jeshile dhe e zezë. Një diamant i tillë quhet i zbukuruar.

Çfarë është diamanti artificial

Ekziston një keqkuptim se një diamant artificial është një falsifikim me cilësi të lartë i një guri natyror.

Në fakt, material artificial Ai nuk është aspak inferior në cilësi ndaj natyrës dhe madje tejkalon bukurinë ideale të aspekteve të tij, megjithëse është rritur në kushte të ndryshme, në përputhje me të gjitha rregullat.

Kristalet laboratorike dhe ato natyrore duken njësoj të paqartë derisa të përpunohen.

Në fund të shekullit të 18-të, u zbulua eksperimentalisht gjatë djegies së një minerali se ai përbëhet nga karboni. Për shkencëtarët, ky ishte fillimi i eksperimenteve të mëtejshme afatgjata për të krijuar këtë racë në laborator, por eksperimentet ishin të pasuksesshme për shkak të mungesës së pajisjeve të nevojshme.

Vetëm në shekullin e 20-të rrjeta kristalore u studiua plotësisht dhe shkencëtarët arritën të sintetizonin një gur, duke vëzhguar temperaturën dhe presionin, por që kërkonte ende një kristal natyral për t'u mbjellë.

Puna për rritjen e kristaleve ka vazhduar dhe vazhdon me shumë entuziazëm. Njohuritë e shkencëtarëve dhe teknologjia po avancohen çdo ditë e më shumë, gjë që lejon që diamantet artificiale të bëhen gjithnjë e më të ngjashme në rrjetën e tyre kristal dhe vetitë e tyre me bizhuteritë natyrore.

Vetitë fizike dhe mekanike të diamantit

Diamanti klasifikohet si një element vendas dhe ka formulën më të thjeshtë kimike C (karbon) dhe rrjetën e tij kristalore, e përbërë nga një lidhje kovalente midis atomeve të karbonit, e cila e lejoi atë të zinte vendin e 10-të në fortësi në shkallën Mohs.

Lidhja kovalente është më e forta, gjë që e bën atë të fortë, por struktura e substancës ndonjëherë mund të lejojë edhe lidhje metalike, jonike dhe hidrogjenore. Lidhja ka dy nëntipe - lidhjen pi dhe lidhjen sigma, nga të cilat nëntipi i parë është më pak i fortë.

Lidhjet sigma kovalente, që lidhin atomet dhe të vendosura nga një në secilën faqe të rrjetës kristalore, sigurojnë të njëjtën distancë midis tyre, duke e bërë paketimin dhe strukturën më të dendur. Kjo siguron ngurtësinë e diamantit dhe karakteristikat e tij përfshijnë vetinë e një dielektrike të shkëlqyer dhe përçueshmëri të ulët elektrike.

Karakteristikat shtesë të shkëmbit të karbonit përfshijnë:

• lumineshencë;
• kompresueshmëri e ulët nën presion të jashtëm uniform;
• brishtësia, diamanti është i ndjeshëm ndaj goditjeve të mprehta;
• dendësia është e pabarabartë, nxit ndarjen përgjatë skajeve;
• transparencë;
• ndjeshmëria ndaj rrezeve X, të cilat dëmtojnë fortësinë e strukturës dhe japin aftësinë për të ndriçuar në rajonet spektrale blu dhe jeshile;

Pika karakteristike e shkrirjes për diamantet është:

• shkrihet në temperatura Celsius nga 3700 në 4000;
• me një përzierje të gazrave në ajër, digjet nga 850 në 1000 gradë;
• duke u kthyer në dioksid karboni në oksigjen, diamanti digjet me një flakë blu nga 700 në 800 gradë.

Një mineral i nxjerrë në natyrë mund të jetë i kristaltë, me skaje, i ndarë, me depresione dhe rritje.

Prerje diamanti

I vetmi ndryshim midis një diamanti dhe një diamanti është prerja, e cila jep gur natyral pamje fisnike dhe magjike. Besohet se sa më ideale të zgjidhet forma dhe sa më shumë skaje të aplikohen, aq më e ndritshme shkëlqen dhe thyen rrezet.

Ekzistojnë 8 lloje kryesore të prerjeve:

• "Princesha" - formë katrore dhe qoshe të mprehta;
• "Rrumbullakët";
• "Marquise" - aristokratike, në formë varke;
• "Dardhë" - në formë loti;
• "Oval";
• "Zemër";
• "Emerald" - formë drejtkëndëshe dhe tetëkëndore;
• "Asher" - formë katrore, por me sasi e madhe hapa se "Emerald".

Procesi i shndërrimit të një diamanti në një diamant të lëmuar është shumë i gjatë dhe kërkon aftësi të veçanta:

1. Së pari, vetë kristali inspektohet për defekte dhe nëse zbulohet, ndahet për t'i hequr ato.
2. Faza tjetër është qërimi, ku formohen skajet dhe qoshet.
3. Bluarja në një rrotë lustrimi, mbi të cilën derdhet pluhur diamanti, ju lejon të sillni gurin në gjendje të përsosur.
4. Në fazën përfundimtare, ndodh lustrimi, i cili i jep diamantit shkëlqimin e tij.

Mire qe e di: Gjëja kryesore në krijimin e një diamanti janë skajet e aplikuara saktë. Nëse nuk merrni parasysh thyerjen dhe lojën e dritës, diamanti do të duket i shurdhër, dhe gurë të tillë konsiderohen të dëmtuar.

Historia e minierave të diamanteve në Rusi

Ka dëshmi se një depozitë diamanti në Rusi u zbulua në shekullin e 18-të në Yakutia dhe Siberi. Deri në vitin 1917, u gjetën vetëm rreth 300 gurë, por përpjekjet nuk u ndalën me kaq. Gjatë të Madhit Lufta Patriotike zhvillimi i vendburimeve minerale u pezullua dhe vazhdoi vetëm pas përfundimit të tij.

Një ekspeditë gjeologjike e dërguar në Yakutia në 1949 zbuloi depozitën më të madhe të kristalit.

Në këtë vend, të quajtur Mirny, midis taigës, gradualisht u rrit një qytet, popullsia e të cilit është e përfshirë në minierat e xeheve.

Karriera në të cilën është nxjerrë konsiderohet më e thella në botë. Thellësia e gurores është rreth 530 metra, dhe rruga e brendshme gjarpërore arrin 8 kilometra.

Ndërmarrjet ruse, në krahasim me konkurrentët e tyre në këtë biznes, prodhojnë rreth 97% të diamanteve të papërpunuara me cilësi të lartë.

Ku dhe si minohen aktualisht diamantet?

Para zhvillimit të industrisë, diamantet minoheshin në të gjitha vendet vetëm me metoda të zellshme. Tani në Rusi, Angola, Kanada, Botsvana, Afrikën e Jugut dhe vende të tjera që minojnë xehe, nxjerrja e mineralit është thjeshtuar teknikisht në shumë mënyra.

Miniera kryhet kryesisht në të ashtuquajturat kratonet e lashta, të cilat përmbajnë tuba lamproite dhe kimberlite, dhe ndonjëherë në shkëmbinjtë e çatisë.

Depozitat më të mëdha në Rusi janë ky momentështë rajoni Yakutsk dhe Arkhangelsk. Kohët e fundit, depozita të vogla të mineralit u zbuluan në rajonin e Permit.

Për sa i përket përqindjes dhe cilësisë së gurëve mineral të minuar, Rusia mbetet vendi kryesor.

Aplikimet e diamanteve

Një diamant jo vetëm që kryen funksionin e tij dekorativ si një zbukurim, por ka edhe zbatimin e tij praktik. Falë shkencëtarëve dhe teknologjive në zhvillim, ata kanë mësuar të nxjerrin përfitime nga mineralet e refuzuara në fusha të tjera të jetës.

Meqenëse jo i gjithë materiali i minuar është i përshtatshëm për prerje bizhuteri, rreth 50% refuzohet, pastaj përdoret për nevoja prodhuese dhe industriale:

• Për shkak të aftësisë së tij për t'i bërë ballë rritjeve të temperaturës dhe tensionit, diamanti përdoret në telekomunikacion;
• përdoret në prodhimin e pajisjeve dhe instrumenteve mjekësore (skalpelë, implante);
• Almazit i shtohet shpimi;
• Me përçueshmërinë e ulët termike, përdoret në prodhimin e elektronikës.

Për nga popullariteti i tij, një diamant zë vendin e parë mes bizhuterive të tjera, por kjo jo vetëm për shkak të bukurisë që i sjellin argjendaritë, por më së shumti për shkak se cilësitë e tij të jashtëzakonshme natyrore vlerësohen shumë. Me shumë mundësi, ky kristal nuk do të heqë dorë kurrë nga përparësia e tij dhe do të mbetet përgjithmonë një enigmë misterioze dhe e bukur.

Karakteristikat e shkurtra: diamant, grafit dhe qymyr

Ndërkonvertime të diamantit, grafitit dhe qymyrit

Transformimi - grafit ose qymyr në diamant

Merrni një diamant nga grafiti

Kam marrë diamante të rreme

Metoda për prodhimin e diamanteve artificiale

gjeta një tjetër Metoda e prodhimit të diamanteve artificiale!

Problemi me diamantet artificiale

Shndërrimi i grafitit në diamant

Diamantet e para artificiale

Krijimi i diamanteve artificiale

Si u shfaq diamanti në natyrë?

Hipoteza e lindjes së thellë diamanti

Hipoteza shpërthyese

Hipoteza e lindjes së diamantit në modalitetin e kavitacionit

Diamanti është një mineral që nuk është gjë tjetër veçse një modifikim i karbonit. Një diamant i pastër ka një formulë të përbërë nga vetëm një element. Guri ka veti unike në natyrë, kështu që rrjeta kristalore e diamantit ka interesuar shkencëtarët dhe struktura e substancës vazhdon të studiohet.

Një diamant i përsosur mund të mendohet si një molekulë gjigante karboni. Shkencëtarët studiuan përbërjen e mineralit vetëm në fund të shekullit të 18-të. Që nga ai moment, përpjekjet filluan për të sintetizuar artificialisht diamantin në laboratorë, por ato ishin të kota, pasi ishte e pamundur të rindërtohej rrjeta kristalore nga e para.

Struktura e diamantit

Dhe teknologjia nuk ishte në një nivel të tillë që të krijonte kushtet për formimin e një diamanti. Vetëm në vitet pesëdhjetë të shekullit të njëzetë shkencëtarët ishin në gjendje të sintetizonin diamantin vetë. Kjo u bë nga vende të tilla si BRSS, SHBA dhe Afrika e Jugut.

Struktura e materies

E gjithë pengesa dhe kompleksiteti i prodhimit qëndronin në strukturën unike të diamantit. Katër lloje lidhjesh mund të formohen midis atomeve në kimi:

• kovalente;
• jonike;
• metali;
• hidrogjeni

Më e forta prej tyre është një lidhje kovalente. Ai gjithashtu ka nëntipet e veta: lidhjet sigma dhe lidhjet pi. Nëngrupi i dytë është më pak i qëndrueshëm. Diamanti përmban disa milionë atome karboni që janë të lidhur me njëri-tjetrin duke përdorur lidhje kovalente.

Rregullimi hapësinor i atomeve dhe i përbërjeve të tyre quhet rrjetë kristalore. Është struktura e saj që përcakton një karakteristikë të tillë si ngurtësia e një substance. Qeliza njësi e një strukture diamanti duket si një kub. Kjo do të thotë, diamanti kristalizohet në sistemin kub, për të përdorur terminologjinë shkencore.

Në majat e këtij kubi ka një atom karboni. Një atom ndodhet në secilën faqe dhe katër të tjerë janë të vendosur brenda kubit. Atomet qendrore në fytyrat janë të përbashkëta për dy qeliza, dhe ato në majat e kubit janë të përbashkëta për tetë qeliza. Atomet janë të lidhura me njëri-tjetrin me lidhje kovalente sigma.

Kjo strukturë dhe paketim konsiderohet më i denduri. Çdo atom karboni ndodhet në qendër të tetraedrit dhe është i lidhur nga të gjitha anët. Meqenëse valenca e karbonit është katër, të gjitha lidhjet janë të bllokuara dhe ndërveprimi me substancën nga jashtë është i pamundur.

Distanca midis atomeve është e njëjtë, nuk ka elektrone të lira, kështu që minerali është një dielektrik i mirë. Fortësia e diamantit arrihet pikërisht falë kësaj strukture. Këto karakteristika, nga ana tjetër, janë arsyeja e përdorimit të gjerë të gurëve. Ato përdoren jo vetëm në bizhuteri, por edhe si gërryes dhe veshje për veglat.

Por jo gjithçka në natyrë është ideale. Edhe diamantet shpesh përmbajnë papastërti. Kjo strukturë lejon që minerali të duket plotësisht transparent, pa përfshirje. Por gurët e minuar jo gjithmonë kanë veti bizhuteri për shkak të sasi e madhe defektet dhe papastërtitë.

Një kristal diamanti mund të përmbajë substancat e mëposhtme:

• alumini;
• kalcium;
• magnez;
• granit.

Ndonjëherë përbërja përmban ujë, dioksid karboni ose gazra të tjerë. Papastërtitë në kristal shpërndahen në mënyrë të pabarabartë dhe prishin disi strukturën kristalore. Nëse defektet ndodhen në periferi, gjë që ndodh më shpesh, atëherë ato mund të trajtohen me prerje.

Modifikimet alotropike

Jo vetëm diamanti ka një lloj të ngjashëm të strukturës së rrjetës kristalore. Elementë të tjerë nga grupi i katërt gjithashtu kanë një strukturë të ngjashme. Por gjithçka ka të bëjë me masën atomike. Atomet e karbonit janë të vendosura afër njëri-tjetrit, gjë që i bën lidhjet më të forta. Por me një rritje masë atomike elementet ndodhen më larg dhe forca e lidhjeve ndërmjet tyre zvogëlohet.

Karboni gjithashtu ka modifikime alotropike në natyrë, të cilat, përveç diamantit, përfshijnë edhe substanca të tjera:

• grafit;
• lonsdaleite;
• blozë, qymyr;
• fullerene;
• nanotuba karboni.

Shkencëtarët ishin të interesuar për mundësinë e shndërrimit të grafitit në diamant. Kjo mund të bëhet vetëm nën shumë shtypje e lartë dhe temperatura.

Puna është se grafiti ndryshon në rregullimin hapësinor të atomeve dhe lidhjet midis tyre. Nëse diamanti ka të gjitha lidhjet kovalente sigma, atëherë lidhjet hapësinore të grafitit janë komponime pi. Dhe gjithashtu në rrjetën e grafitit ka disa elektrone të lira në atome, të cilat, kur lëvizin, krijojnë efektin e përçueshmërisë elektrike. Kjo formë grilë quhet gjashtëkëndore. Prandaj, në shkallën e fortësisë, grafiti ka një indeks prej një.

Lonsdaleitët nuk janë studiuar ende plotësisht, pasi ato janë minuar ose artificialisht ose nga meteoritët që ranë në tokë.

Por fullerenet kanë një rrjetë kristali që i ngjan një topi të bërë nga tetëkëndësha. Në cepat e figurave nuk ka atome, por molekula karboni. Këto substanca gjithashtu vazhdojnë të studiohen.

Përbërja kimike e diamantit shkruhet nga formula ose elementi C.

Përveç indeksit të fortësisë - 10 nga 10 në shkallën Mohs - diamanti ka karakteristikat e mëposhtme:

• Dendësia - 3,5 g/cm3.
• Guri është mjaft i brishtë. Pavarësisht ngurtësisë së tij, një diamant mund të shkatërrohet nga një goditje e mprehtë.
• Dekolte. Dendësia e substancës është e pabarabartë. Guri ndahet përgjatë skajeve paralele të kristalit. Ndarja duhet të merret parasysh gjatë prerjes së një guri, pasi llogaritja e argjendarit dhe goditja e mëvonshme përcakton rrafshin e çipit dhe shkurton papastërtitë e panevojshme.
• Guri duhet të jetë transparent. Pastaj pas prerjes do të luajë në dritë. Mostrat më të shtrenjta quhen diamante të pastër. Por deri në 5% të papastërtive gjenden ende në strukturë, gjë që shtrembëron rrjetën kristalore dhe ndonjëherë prish pamjen e gurit.
• Nëse ekspozoni një gur ndaj rrezeve X, forca e lidhjeve kovalente do të prishet. Si rezultat, grila do të lirohet dhe ngurtësia e substancës gjithashtu do të ulet. Por pas kësaj procedure do të shfaqet pronë interesante: Guri do të lëshojë dritë në pjesët blu dhe jeshile të spektrit.

Në natyrë, minerali i minuar ka formën e një kristali me një numër të ndryshëm fytyrash. Ndonjëherë, nuk minohen gurë të plotë, por vetëm patate të skuqura nga diamante të mëdhenj. Ju mund të përcaktoni nëse është një çip apo një mineral i plotë duke studiuar strukturën e grilës kristalore. Skajet e mineraleve shpesh mbulohen me rritje dhe depresione.

Ngjyra e diamantit gjithashtu ndryshon. Ka nuanca të verdha, të kuqërremta apo edhe të zeza diamanti. Sigurisht, rrjeta kristalore e gurëve është ndryshuar. Por pronat nuk vuajnë shumë nga kjo. Mineralet e tillë quhen minerale të zbukuruar. Ngjyra e tyre mund të jetë e pabarabartë dhe varet nga papastërtitë në strukturë.

Struktura ideale ekziston vetëm në diamantet artificiale. Prodhimi i këtyre gurëve kërkon një farë në formën e një kristali natyral, si dhe një sasi të madhe investimesh dhe pajisjesh financiare. Por ishte studimi i rrjetës kristalore që ndikoi në zhvillimin e kësaj industrie.