Химия алмазов: свойства и виды

Алмаз - самый твердый натуральный материал. Шкала твердости по Моосу, на котором бриллиант равен «10», а корунд (сапфир) - «9», неадекватно свидетельствует об этой невероятной твердости, поскольку алмаз экспоненциально тверже корунда. ромб также является наименее сжимаемым и жестким веществом.

Алмаз является исключительным тепловой проводник - в 4 раза лучше, чем медь - что придает значение тому, что алмазы называют «льдом». Алмаз обладает чрезвычайно низким тепловым расширением, химически инертен по отношению к большинству кислот и щелочей, прозрачен от дальний инфракрасный луч через глубокий ультрафиолет, и является одним из немногих материалов с отрицательной работой выхода (электрон сродство). Одним из последствий отрицательного сродства к электрону является то, что алмазы отталкивают воду, но с готовностью принимают углеводороды, такие как воск или жир.

Алмазы плохо проводят электричество, хотя некоторые полупроводники. Алмаз может гореть, если подвергается воздействию высокой температуры в присутствии кислорода. Алмаз имеет высокий удельный вес; это удивительно плотный, учитывая низкий атомный вес

instagram viewer
углерод. Блеск и огонь алмаза обусловлены его высокой дисперсией и высоким показателем преломления. Алмаз имеет наивысшую отражательную способность и показатель преломления среди любых прозрачных веществ.

Бриллиантовые камни обычно прозрачные или бледно-голубые, но цветные бриллианты, называемые «фантазиями», были найдены во всех цветах радуги. бор, который придает синеватый цвет, а азот, который добавляет желтый оттенок, является обычными следовыми примесями Две вулканические породы, которые могут содержать алмазы, - это кимберлит и лампроит. Кристаллы алмаза часто содержат включения других минералов, таких как гранат или хромит. Многие бриллианты светятся голубым до фиолетового, иногда достаточно сильно, чтобы их можно было увидеть при дневном свете. Некоторые голубые флуоресцирующие алмазы фосфоресцируют желтым (светятся в темноте в реакции послесвечения).

Тип бриллиантов

Природные алмазы

Природные алмазы классифицируются по типу и количеству примесей, обнаруженных в них.

  • Тип Ia - это наиболее распространенный тип природного алмаза, содержащий до 0,3% азота.
  • Тип Ib - Очень мало природных алмазов этого типа (~ 0,1%), но почти все синтетические промышленные алмазы - это. Алмазы типа Ib содержат до 500 частей на миллион азота.
  • Тип IIa - Этот тип очень редок в природе. Алмазы типа IIa содержат так мало азота, что его трудно обнаружить с помощью инфракрасного или ультрафиолетового поглощения.
  • Тип IIb - Этот тип также очень редкий в природе. Алмазы типа IIb содержат так мало азота (даже ниже, чем у типа IIa), что кристалл является полупроводником p-типа.

Синтетические промышленные бриллианты

Промышленные синтетические алмазы создали процесс высокотемпературного синтеза высокого давления (HPHT). В синтезе HPHT графит и металлический катализатор помещают в гидравлический пресс при высоких температурах и давлениях. В течение нескольких часов графит превращается в алмаз. Получающиеся алмазы обычно имеют размер несколько миллиметров и слишком дефектны для использования в качестве драгоценных камней, но они чрезвычайно полезен в качестве кромок на режущих инструментах и ​​сверлах, а также для сжатия для создания очень высоких давление. (Интересное примечание: хотя бриллианты используются для резки, шлифования и полировки многих материалов, они не используются для обработки сплавы железа, потому что алмаз истирается очень быстро, из-за высокотемпературной реакции между железом и углерод).

Тонкопленочные бриллианты

Процесс, называемый химическим осаждением из паровой фазы (CVD), может быть использован для нанесения тонких пленок поликристаллического алмаза. Технология CVD позволяет наносить покрытия «без износа» на детали машин, использовать алмазные покрытия для отвода тепла от электронные компоненты, модные окна, прозрачные в широком диапазоне длин волн и использующие преимущества других свойств алмазы.

instagram story viewer