Камень алмаз: из чего состоит, свойства (температура плавления, плотность, формула, строение, твердость), применение, кому подходит, значение, виды (промышленный, технический, для украшений), цена

Знали ли вы, что многие камни, даже самые ценные и драгоценные, часто применяются не только в ювелирной промышленности, но и в других областях? Например, алмаз, помимо вставки в украшения, может использоваться совсем в разных сферах.

Такое применение тесно связано с одной из характеристик минерала — высокая твёрдость. В этом плане конкурентов у алмаза нет, он считается самым твёрдым самоцветом на планете Земля.

Где же ещё можно встретить не только самый ценный камень, но и самый востребованный в промышленности?

Применение алмаза, основанное на его твердости

Благодаря высокой твёрдости алмаза, которая оценивается в 10 баллов по шкале Мооса, его можно использовать практически в любых областях.

Медицина

Камень алмаз: из чего состоит, свойства (температура плавления, плотность, формула, строение, твердость), применение, кому подходит, значение, виды (промышленный, технический, для украшений), цена

В медицине алмаз применяется для изготовления инструментов для внутриполостных исследований. Когда самоцвет проходит обработку, от него осыпается пыль, которая так и называется — алмазная. Её наносят на скальпели, которые используются в таком точном направлении как нейрохирургия. Алмазное напыление позволяет как можно точнее провести разрезы, и при этом инструмент сохраняет свою остроту.

Также минерал используется при изготовлении специального белья. За счёт воздействия мельчайшей крошки, он способствует насыщению клеток и сосудов кислородом, улучшает кровообращение, участвует в очищении крови и в общем положительно влияет на процесс кроветворения.

Также камень нашёл широкое применение в стоматологии.

Строительство

Камень алмаз: из чего состоит, свойства (температура плавления, плотность, формула, строение, твердость), применение, кому подходит, значение, виды (промышленный, технический, для украшений), цена

Не все алмазы, найденные в природе, годятся для огранки и изготовления бриллианта. Большинство самоцветом считаются техническими за счёт низкого качества. Такие минералы называют техническими.

Но и они нашли широкое применение. Благодаря им стали доступны покрытия с алмазным напылением, например, на пилы, свёрла.

Пожалуй, практически каждый слышал такие понятия, как «алмазная резка» или «алмазное бурение».

Камень алмаз: из чего состоит, свойства (температура плавления, плотность, формула, строение, твердость), применение, кому подходит, значение, виды (промышленный, технический, для украшений), цена

С помощью таких инструментов проводятся такие работы:

  • резка бетона, который отличается сверхпрочностью;
  • бурение железобетона;
  • обработка гранита и других природных камней, к характеристикам которых также относится высокая прочность;
  • резка стекла;
  • сверление кирпича.

Камень алмаз: из чего состоит, свойства (температура плавления, плотность, формула, строение, твердость), применение, кому подходит, значение, виды (промышленный, технический, для украшений), цена

Алмазная резка способна справиться с резкой практически любого покрытия, в том числе и самого твёрдого и прочного.

Ядерная энергетика

Камень алмаз: из чего состоит, свойства (температура плавления, плотность, формула, строение, твердость), применение, кому подходит, значение, виды (промышленный, технический, для украшений), цена

Известно, что когда ион поступает в алмаз, то происходит вспышка света. Именно благодаря этому свойству, минерал используют в виде измерителя ядерного излучения. Кроме того, в ядерной энергетике минерал часто используют для изготовления различных высокоточных приборов.

Алмазные детали часто можно встретить в часах, микроэлектронике и даже компьютерах.

Химическая и физическая промышленность

Камень алмаз: из чего состоит, свойства (температура плавления, плотность, формула, строение, твердость), применение, кому подходит, значение, виды (промышленный, технический, для украшений), цена

Ещё одно преимущество камня — невосприимчивость к кислотам и другим веществам. В данном случае использование самоцвета позволяет провести сверхточные исследования и опыты. Сверхпрочный минерал выдерживает любые воздействия агрессивных разрушающих веществ.

Камень алмаз: из чего состоит, свойства (температура плавления, плотность, формула, строение, твердость), применение, кому подходит, значение, виды (промышленный, технический, для украшений), цена

Также это позволяет использовать алмаз в таких отраслях:

  • квантовая физика;
  • лазерные технологии;
  • исследования космоса.

Ювелирное дело

Камень алмаз: из чего состоит, свойства (температура плавления, плотность, формула, строение, твердость), применение, кому подходит, значение, виды (промышленный, технический, для украшений), цена

Конечно же, самое главное и самое важное применение алмаза — ювелирная промышленность.

Самые качественные агрегаты самоцвета проходят тщательную проверку по многим показателям, и только при наивысшей оценке попадают на стол специалистов для обработки, шлифовки и огранки.

При оценке алмаза как ювелирного камня учитываются такие показатели как чистота, блеск, оттенок, наличие включений, размер.

Огранка — самый важный этап обработки самоцвета. Именно благодаря особой форме и определённому количеству граней раскрывается вся красота камня и его особый блеск и чистота. При малейшей ошибке мастера можно лишиться всего минерала и тогда он уже будет не пригоден для дальнейших работ.

Камень алмаз: из чего состоит, свойства (температура плавления, плотность, формула, строение, твердость), применение, кому подходит, значение, виды (промышленный, технический, для украшений), цена

С алмазом создают самые разные украшения:

  • серьги;
  • кольца;
  • перстни;
  • бусы;
  • запонки;
  • браслеты и прочее.

Камень алмаз: из чего состоит, свойства (температура плавления, плотность, формула, строение, твердость), применение, кому подходит, значение, виды (промышленный, технический, для украшений), цена

На удивление, это не все отрасли, где используется алмаз. Он также встречается в оптике, телекоммуникациях, при добыче полезных ископаемых и прочее. Применение камня, основанное на его твёрдости, настолько широкое, что его можно встретить практически в любой отрасли. Это позволяет назвать алмаз не только ценным ювелирным самоцветом, но и особо ценным во всех сферах промышленности.

Источник: https://kamenis.com/almaz/primenenie-almaza/

Плавление алмазов: температура и эффект

Камень алмаз: из чего состоит, свойства (температура плавления, плотность, формула, строение, твердость), применение, кому подходит, значение, виды (промышленный, технический, для украшений), цена

О том, в какое вещество переходит алмаз при плавлении, ученые спорят до сих пор. С XVI века, момента обнаружения минерала, ведется его активное изучение. Но, до сих пор не разгаданы многие тайны.

За более чем 500 лет было проведено множество экспериментов в стремлении ученых разгадать эту загадку. Но большинство свойств камня все еще остаются неизученными. Каждое открытие занимает многие годы.

В нашей статье, мы приоткроем для вас одну из завес, за которой скрывается много интересного.

О базовых свойствах

От того, при какой температуре плавится алмаз, зависит возможность его применения и в ювелирной отрасли, и в промышленности. Но характеристика пока не изучена в полном объеме, так как камень имеет уникальные свойства. Его сложно сравнить с чем-либо, из известного миру.

Камень алмаз: из чего состоит, свойства (температура плавления, плотность, формула, строение, твердость), применение, кому подходит, значение, виды (промышленный, технический, для украшений), цена

Одно из объяснений столь необычных характеристик минерала – его внеземное происхождение. Есть теория, что алмаз попал на планету из космоса вместе с метеоритами и осел в недрах земли. Другие ученые, объясняют странное поведение камня строением его кристаллической решетки.

Атомы углерода в нем имеют сверхпрочную связь, что обуславливает уже известные свойства алмаза:

  • аномальную твердость;
  • устойчивость к агрессивной химической среде (щелочи и кислоты);
  • хрупкость.

Парадокс алмаза в том, что, с одной стороны, это самый прочный минерал на планете. Но с другой — он очень хрупкий и его легко повредить сильным ударом. Последнее свойство ювелиры используют при огранке.

Камень алмаз: из чего состоит, свойства (температура плавления, плотность, формула, строение, твердость), применение, кому подходит, значение, виды (промышленный, технический, для украшений), цена

Интересные свойства, изученные в ходе экспериментов

Алмаз — самый удивительный камень. Его природа и свойства заставляют самых умных людей планеты решать наисложнейшие задачи. Его красота восхищает миллионы. Это один из лучших диэлектриков и изоляторов. В его состав входят только атомы углерода.

Любопытно, что сам углерод – крайне горючее вещество. В природе, он чаще встречается в форме графита. Это натолкнуло ученых на идею преобразования одного вещества в другое. Их интересовало, будет ли в процессе расплавления алмаз переходить в графит и наоборот. Результаты получились неоднозначными.

Выяснилось, что создать из алмаза графит возможно, нагрев кристалл до 2000 градусов и перекрыв доступ кислорода. А вот провести обратную реакцию, не изготавливая затравку, так и не удалось. Об этом вы можете прочитать в статье «Об искусственных алмазах и бриллиантах». Если же камень нагревать не в вакууме, он просто превратится в углерод.

Камень алмаз: из чего состоит, свойства (температура плавления, плотность, формула, строение, твердость), применение, кому подходит, значение, виды (промышленный, технический, для украшений), цена

Переход из одного состояния в другое

По температуре и среде в плавильной печи, можно спрогнозировать, в какое состояние перейдет алмаз. Если в колбе присутствует кислород, то камень полностью сгорит при температуре 850-1000 градусов Цельсия. Во время реакции будет выделяться бледно-синее пламя. По окончанию эксперимента, в капсуле останется CO2 – кислород и углерод.

Доказать это удалось еще в 1694 году итальянским ученым, Тарджони и Аверани. Они старались сплавить два небольших бриллианта в один, но только сожгли камни.

Их эксперимент провалился потому, что добиться плавного расплавления алмазов невероятно сложно: необходима капсула без кислорода, с возможностью регулирования давления внутри нее.

То, в какое вещество переходят алмазы, нагретые до 2000-3000 градусов, зависит от окружающей среды. Если перекрыть кислород и создать температуру в 1800-2000 градусов, можно получить графит. Подняв уровень тепла до 3700-4000 градусов в тех же условиях, можно получить расплавленный углерод. Но добиться от лабораторных приборов таких мощностей крайне сложно.

Ход эксперимента и его результаты

Чтобы определить, при какой температуре плавится алмаз, в 2010 году был проведен большой эксперимент. Камень размером в 1/10 карата был помещен в специальную капсулу, где создавались волновые наносекундные импульсы. В печи было достигнуто давление в 10 млн атмосфер и температура 40000 по Кельвину (39726,85 по Цельсию), после чего кристалл перешел в жидкое состояние.

На этом эксперимент не завершился. Ученые продолжили поднимать температуру и давление. Когда жар достиг 50000 Кельвинов (49726,85 Цельсия), алмаз начал затвердевать. Причем, делал это буквально кусками – на поверхности расплавленной массы образовывались твердые кристаллы.

Камень алмаз: из чего состоит, свойства (температура плавления, плотность, формула, строение, твердость), применение, кому подходит, значение, виды (промышленный, технический, для украшений), цена

Конструкция напоминала айсберг. Любопытно, что расплавленная масса не кипела и не изменялась, когда ученые продолжили повышать температуру. Но с понижением градусов и при сохранении давления кристаллы становились больше и срастались в один.

Феномены и научные факты

Не только плавление алмаза интересовало ученых. В ходе одного из экспериментов по превращению камня в углекислый газ, произошло интересное открытие. При воздействии на кристалл мощными ультрафиолетовыми лучами в минерале образовалась полость.

Удалось выяснить, что ультрафиолет вредит алмазу. Но у владельцев украшений с бриллиантом это не должно вызывать беспокойства. Пройдут десятки тысяч лет, прежде чем солнечные лучи смогут навредить вашим драгоценностям.

Камень алмаз: из чего состоит, свойства (температура плавления, плотность, формула, строение, твердость), применение, кому подходит, значение, виды (промышленный, технический, для украшений), цена

Многие загадки алмаза ученые так и не смогли разгадать. Например, в ювелирных мастерских камень легко поддается нагреванию, обработке и пайке. Правда, если в бриллианте присутствуют трещины, он разлетится на маленькие осколки.

Лава и углеродные кристаллы

Из-за того, что бриллиантовые месторождения находятся в кимберлитовых трубках – месте выхода вулканической породы на поверхность, возникают закономерные опасения. Может ли лава расплавить алмаз? Ответ однозначный  – нет.

Дело в том, что температура плавления алмаза свыше 3500 градусов. Да и давление необходимо не шуточное, более 11 гПа. Жар лавы – всего 500-1200 градусов. Простым сравнением приходим к выводу, что потоки лавы могут лишь сжечь минерал, если достигнут 1000 градусов.

Камень алмаз: из чего состоит, свойства (температура плавления, плотность, формула, строение, твердость), применение, кому подходит, значение, виды (промышленный, технический, для украшений), цена

Интересно, что в 2013 году алмазы были обнаружены в лаве действующего вулкана. Для ученых это стало очередной загадкой, связанной с минералами. Проведя исследования, они сошлись во мнении, что минерал образовался в результате «шоковой кристаллизации». Ее причиной стал грозовой электрический разряд.

  • Если вам есть что добавить по теме – пишите комментарии.
  • Сделайте репост, чтобы и ваши друзья узнали новые интересные факты.
  • Поставив лайк, вы сделаете нам приятно.

(3

Источник: https://PulsKamnya.ru/dragotsennie/almazy-i-brillianty/plavlenie

Физические свойства алмаза: твердость и температура

Каменные природные материалы представлены в ассортименте, причем, весомая часть из них – это драгоценные изделия, которые активно применяются в ювелирном искусстве, так как красота в сочетании с надежностью формирует соответствующие эксплуатационные удобства. Но особым образом выделяется алмаз, так как это прочность, механическая стойкость, надежность и, самое главное, привлекательный вид.

Алмаз – это бриллиант природного происхождения, который при нормальных температурных и влажностных условиях метастабилен. Это обеспечивает срок эксплуатации без повреждений и нарушений технических свойств.

Читайте также:  Камень лабрадор: магические свойства, кому подходит по знаку зодиака, значение и описание минерала, месторождения, применение, цена

В вакуумном пространстве или контакте с инертным газом при высоких температурах превращается в графит. По шкале эталонных минералов твердости Мооса изделие занимает первое место.

Прочность подтвердилась рядом испытаний и лабораторных исследований структуры.

Бытовые средства измерения твёрдости драгоценных камней

Камень алмаз: из чего состоит, свойства (температура плавления, плотность, формула, строение, твердость), применение, кому подходит, значение, виды (промышленный, технический, для украшений), цена

  • Измерение твердость алмаза по шкале Мооса – это возможность получить точные показатели, но вот многие желают самостоятельно в домашних условиях узнать, насколько твердым считается драгоценный камень.
  • Определить технические свойства преломления и стоимость драгоценного камня можно только тогда, когда известен показатель его прочности и твердости.
  • Есть определенные методы определения твердости минералов, таких как сапфир, аметист, изумруд или рубин, в домашних условиях, если правильно отнестись к постановлению требований и выбору соответствующей методики.

Можно попытаться разбить драгоценный камень, в данном случае алмаз, при использовании молотка, гидравлического оборудования или распилить. Разнообразие способов измерения твердости предоставляет возможность активно поэкспериментировать и проверить, на что способен материал. Но, вне зависимости от выбранного способа, в любом случае, окажется, что драгоценный камень ничем не портится и не деформируется.

Но, в любом случае, самые точные результаты сможет предоставить экспертиза качества, которая позволяет оценить прочность по шкале Мооса.

Классификация природных каменных материалов по твёрдости

Камень алмаз: из чего состоит, свойства (температура плавления, плотность, формула, строение, твердость), применение, кому подходит, значение, виды (промышленный, технический, для украшений), цена

Природные каменные материалы – это большой ассортимент изделий, благодаря чему можно ознакомиться с техническими и эксплуатационными качествами. Каждый вариант имеет свои определенные структурные особенности, качество, надежность и внешний вид, а также отличаются отрасли применения. И именно поэтому первоначальное ознакомление с уровнем прочности и твердости – это возможность продумать основные методы применения.

Как правило, твердость алмаза обеспечивается по шкале Мооса, и если рассматривать показатели природных каменных материалов и физические свойства, например, алмаза, то предоставляются следующие варианты с характерными свойствами в таблице сравнений:

Показатель твердости царапания по Мооса Природный каменный материал Податливость к царапанию и способы применения
1 Тальк Из-за пористой структуры материал можно соскрести даже ногтем. Применяется в основном в виде сыпучего вещества в медицине, косметологии и производстве.
2 Гипс Рыхлая структура легко царапается ногтем. Применяется в медицине и изготовлении строительных материалов.
3 Кальцит Материал можно поцарапать при надавливании медной монеткой. Применяется в строительстве при создании цемента и извести.
4 Флюорит Минерал можно поцарапать острым ножом. Применяется в ювелирном деле для бижутерии и драгоценных обманок.
5 Апатит Трудно поддается царапанию ножом. Применяется в изготовлении суперфосфатов и фосфоритной муки.
6 Ортоклаз Царапается острым абразивным напильником. Эксплуатируется в сфере промышленности для изготовления строительных материалов, специальных средств и прочего.
7 Кварц Материал может поцарапать оконное стекло и остаться без повреждений. Применяется в оптических приборах, медицине, радиотехнике и так далее.
8 Топаз Материал может с легкостью поцарапать кварц и остаться без потертостей. Применяется в ювелирном деле для изготовления украшений.
9 Корунд Изделие с легкостью царапает топаз и остается без дефектов. Основная сфера применения – ювелирное искусство.
10 Алмаз Материал ничем нельзя поцарапать, но он сможет без труда повредить корунд. Применяется в основном в ювелирном деле, промышленностях, изготовлении строительных материалов в качестве напыления, в медицине, строительном деле, технологических процессах и так далее.

Линейная твёрдость

Камень алмаз: из чего состоит, свойства (температура плавления, плотность, формула, строение, твердость), применение, кому подходит, значение, виды (промышленный, технический, для украшений), цена

Алмаз – это природный минерал, который состоит из особых химических элементов, которые положительно влияют на итоговое качество в плане прочности, твердости и надежности. Линейная твердость материала показывает прочность изделия по отношению к механическим нагрузкам или сгоранию. Это ценная информация для ювелиров, работников промышленной отрасли и прочих потенциальных потребителей, которые нуждаются в обработке материала с целью его практичного применения.

Шкала Мооса – это измерительная таблица, позволяющая узнать показатель твердости минерала и каменного материала. Появилась такая шкала в XIX столетии, а название идентично фамилии создателя.

После разработки и проведения ряда исследований измерительный показатель стал пользоваться большой популярностью по причине своей максимальной точности и эффективности в рамках раскалывания производственной деятельности.

Определение показателя металлов и минералов по шкале Мооса позволяет подобрать правильную технологию обработки материала для создания комфортных эксплуатационных условий.

И благодаря точным показателям, предоставляются точные сведения в плане того, можно ли расплавить алмаз или его лучше разбить молотком, да и возможно ли это вообще.

Технические свойства каждого каменного материала идеально описываются в шкале известного геолога.

Плотность (удельный вес) алмаза

Удельный вес алмаза, а именно коэффициент плотности, находится в пределах 3,417-3,55 г/см³, что говорит о возможности уже обработанного изделия справиться с механическими нагрузками в процессе обработки с целью получения нужной формы и размера.

Интересно! При одинаковых объемах алмаз будет примерно в 3,5 тяжелее, чем вода.

Можно ли разбить алмаз молотком

Камень алмаз: из чего состоит, свойства (температура плавления, плотность, формула, строение, твердость), применение, кому подходит, значение, виды (промышленный, технический, для украшений), цена

Алмаз применяется в ювелирном деле, промышленности и строительном деле в качестве напыления у специального оборудования, и поэтому многих интересует вопрос, можно ли разбить алмаз молотком, чтобы получить соответствующие технические и декоративные свойства?

Если говорить о работе с настоящим алмазом, а не синтетическим аналогом, то здесь предоставляется высокая прочность, показатель которой находится на вершине шкалы Мооса в плане твердости, то сломать его молотком невозможно. Дело в том, что алмаз в несколько десятков раз прочнее стали. Но если речь идет о синтетическом варианте алмаза, то он легко поддается механическим разрушениям с помощью отбойного молотка или кувалды.

Но как же ювелирные мастера обрабатывают алмаз для получения нужной формы и точных граней? Дело в том, что здесь идет речь об использовании особых технологий обработки материала, а именно применяется пресс, если нужно создать крошку из материала либо методика накала и отбивания. Все зависит от того, какого именно вида драгоценного камня нужно добиться.

Можно ли расплавить алмаз

Алмаз – это дорогой и редкий природный материал, применяемый в ювелирном деле, но процесс обработки требует внимательного отношения ввиду особой прочности. И вот именно поэтому технология расплавления относится к особо актуальным. Но для этого нужно знать, какая температура плавления алмаза.

Температура кипения может выдерживать горение 1000 градусов Цельсия, поскольку так прогревается не только внешняя, но и внутренняя полость, благодаря чему последующее отбивание материала позволяет придать ему нужную форму и размер, как у железа. Но при работе с такой температурой нужно действовать предельно внимательно и аккуратно, поскольку только так можно избежать не только собственного травмирования, но и повреждения драгоценного камня.

Источник: https://velestone.ru/ukrasheniya/temperatura-plavlenia-almaza/

Свойства, твердость и структура алмаза

В этой статье:

  • Другие характеристики
  • Структура кристаллической решетки

Многие знают, что алмаз самый твердый в мире природный материал. Некоторые слышали или, возможно, сталкивались с таким понятием, как алмазное напыление или алмазные головки режущих инструментов. Но что на самом деле представляет собой такое понятие, как твердость алмаза, и с чем она связана?

Камень алмаз: из чего состоит, свойства (температура плавления, плотность, формула, строение, твердость), применение, кому подходит, значение, виды (промышленный, технический, для украшений), цена

Понятие твердости и ее измерение долгое время оставалось довольно спорным вопросом. Очень долго не могли разработать методику, по которой можно было бы определить количество этого параметра.

Пока Моос не придумал измерять этот параметр путем пробы поцарапать один минерал другими минералами. Если один из них поддавался царапанию другим, то ему автоматически присваивалось более низкое значение твердости.

Приняв за каждую единицу какой-либо эталон, он разработал собственную шкалу твердости с показателями от 1 до 10.

За 10 баллов отвечала твердость алмаза, эталоном для одного балла твердости стал тальк. Другой распространенный драгоценный камень — корунд, который делится на рубины и сапфиры имеет показатель 9. Таким образом была закреплена такая самая распространенная шкала и соответствующие значения.

Почему алмаз имеет такой высокий показатель твердости? Как оказалось, химическая структура алмаза представляет собой чистый углерод. Тот же самый углерод, который в нормированном состоянии является графитом и твердость по шкале Мооса которого равняется единице.

Почему же тогда они имеют такие разные свойства, если состоят из одного и того же атома? Это происходит за счёт химических связей и строения решетки кристалла. Атомы углерода в этих двух веществах по-разному между собой связаны, что дает разное строение структуры.

Как известно, в природе нет материала, который был бы тверже алмаза. Но недавно учеными было разработано синтетическое вещество, которое, по их заявлению, имеет такой показатель на 58% больше. Это вещество получило название лонсдейлит.

Лонсдейлит может выдержать давление, которое на 55 ГПа превышает давление, которое может выдержать самый твердый алмаз. Его использование практически невозможно из-за высокой стоимости. В применении такого материала особой необходимости нет.

Другие характеристики

Если алмаз самый твердый минерал, означает ли это, что если его невозможно сломать? К сожалению, это не так. Дело в том, что в разных направлениях кристалла его твердость неодинакова. На этом свойстве как раз и основана его огранка, шлифовка и распиловка.

Поэтому прочность алмаза невелика, от сильного удара он может расколоться на части. Это несколько ограничивает его применение. Высокая твердость обуславливает его высокую износостойкость и сопротивление стиранию, но не гарантирует, что алмаз не сломается.

Кажется, что если алмаз имеет такую высокую твердость то как минимум должен быть очень плотным. На самом деле его плотность составляет всего около 3,5 грамма на сантиметр кубический. Это в три раза больше, чем воды, но, например, в шесть раз меньше, чем у золота.

Тем не менее для камня такая плотность является достаточной, можно даже сказать большой, что также влияет на его прочность. Бриллианты имеют характерный блеск и игру цвета, которые объясняются таким параметром, как показатель преломления.

Показатель преломления бриллиантов составляет примерно 2,4, что является наибольшим значением для драгоценного камня. Еще одним важным параметром является дисперсия.

Дисперсия представляет собой различие показателей преломления в зависимости от длины волны применяемого освещения.

Камень алмаз: из чего состоит, свойства (температура плавления, плотность, формула, строение, твердость), применение, кому подходит, значение, виды (промышленный, технический, для украшений), цена

Чем больше показатель дисперсии, тем сильнее выражена игра цветов. У алмазов этот показатель высокий, что и дает ему уникальное сияние. Сочетание преломления и дисперсии, а также твердости минерала, которая позволяет отполировать его без малейшего изъяна или трещины, составляют вместе тот необходимый набор, который делает этот камень самым дорогим в мире.

Алмаз имеет еще одно интересное свойство — он характеризуется самой высокой теплопроводностью, которая является наибольшей среди всех твердых тел. Это позволяет рассматривать его в качестве перспективного полупроводника для применения в электронике.

Читайте также:  К чему снятся алмазы: толкования популярных сонников, видеть во сне рассыпанные камни и собирать их, разница сна для женщины и мужчины

Однако это возможно только при условии, что научатся синтезировать дешевые алмазы. Кремниевые полупроводники могут работать при температуре до 100 градусов по Цельсия в то время, как микросхема на алмазах будет выдерживать намного большие температуры.

Алмаз не растворяется в кислотах и щелочах. Обладает низким коэффициентом трения в воздухе, что происходит за счёт образования пленок абсорбера на поверхности камня.

Температура плавления составляет 3500-4000 градусов Цельсия при определенных условиях давления. Если он находится на воздухе при температуре около 860 градусов, начинается процесс горения.

Если его нагревать до высокой температуры без доступа кислорода, он переходит в углерод за несколько минут.

Структура кристаллической решетки

В конце XVIII века была обнаружено, из чего состоит алмаз. После этого было сделано огромное количество попыток, чтобы получить его в лабораторных условиях. Для этого были проведены эксперименты с техническими условиями, так как долго не могли понять при каких именно он образуется.

Как оказалось, алмаз состоит из атомов углерода, которые соединяются между собой в пространстве в особом порядке. Такой порядок называется кристаллической решеткой. Расположение частиц и тип такой решетки как раз и задают плотность алмаза и его твердость. Каждая ячейка имеет форму куба, поэтому кристаллическая решетка называется кубической.

Атомы расположены в порядке тетраэдра, между которыми действуют ковалентные связи. Каждый атом связан с четырьмя другими и поэтому имеет наивысший возможный показатель валентности для углерода. Последнее приводит к тому, что все связи заняты и не взаимодействуют со сторонними веществами. Именно такой тип решетки и объясняет высокую твердость алмазов.

Ещё известны две разновидности кристаллического вещества, которые состоят из атомов углерода: углерод и лонсдейлит, который был описан выше. Такой минерал встречается в останках метеорита.

Графит же можно увидеть на каждом шагу.

Отличия в кристаллической решетке между графитом и алмазом приводит к тому, что графит имеет очень мягкую структуру и легко слоится, тогда как алмаз почти ничем нельзя поцарапать.

У графита решетка имеет гексагональный характер. Частицы углерода расположены слоями, дистанция между которыми больше, чем между атомами в одном слое. Это обуславливает такие основные свойства графита, как электропроводность и поглощение света.

Расстояние между атомами кубической решетки алмаза везде имеет одинаковое значение — этим объясняется прозрачность минерала и его способность оказывать сопротивление и не проводить электрический ток. В минерале могут содержаться такие металлы в виде примесей:

  • магний;
  • алюминий;
  • кремний;
  • гранит;
  • кальций.

Часто встречаются кристаллы с включением воды, углекислоты или других газообразных веществ.

Примеси неравномерно распределяются и больше всего их наблюдается на периферии кристалла. Такой тип кристаллической структуры встречается и у других элементов 4 группы с такой валентностью. Однако по мере увеличения атомной массы расстояние между ними растет и прочность ковалентной связи падает. Поэтому алмаз имеет самую высокую прочность, так как его атомы расположены ближе всего.

Благодаря своей прочности, алмаз находит применение не только в ювелирном деле, но и в промышленности. Например, используются в строительстве и когда нужно просверлить что-нибудь или обрезать в сложных конструкциях из бетона и стали. Кроме того, алмазные конструкции используются в ремонте для резки по граниту, мрамору и другим твердым материалам.

Используется минерал в точном приборостроении и для изготовления инструмента начиная от любительских пил и ножниц по металлу, стеклорезов, фрез, шлифовальных кругов и заканчивая инструментами хирурга и космическими носителями.

Строительство тоннелей и прокладка кабелей невозможны без этого материала.

Проходческий комбайн, ножи которого покрыты тонким напылением алмазной крошки, применяются там, где невозможно построить туннель другим способом.

В медицине применяются скальпели из алмаза, где невозможно использовать обычный. Ведутся активные разработки медицинского лазера, в котором он будет использоваться в качестве полупроводника.

В телекоммуникациях и электронике алмаз используют для прохождения сигналов разных частот по одному кабелю. В качестве защитного элемента используется в лабораторном оборудовании для физических и химических научных исследований.

Постоянно ведутся новые разработки возможности получения синтетических алмазов высокого качества и небольшой цены для того, чтобы широко использовать его во всех сферах промышленности. Твердость этого камня также влияет на его высокие показатели износостойкости при использовании в ювелирном деле.

Источник: https://okaratah.com/dragocennye/almaz/tverdost-almaza.html

Состав и другие характеристики алмазов

Алмазы — самые дорогие драгоценные камни. Наличие у человека такого минерала говорит о богатстве владельца.

Поэтому камни представляют огромный интерес не только для любителей украшений и дорогих аксессуаров, но и для ученых.

Из чего состоит алмаз и свойства вещества продолжают изучаться и сегодня — это необходимо для синтеза искусственного материала и использования алмазов в полном объёме.

Содержание статьи

  • Состав камня
  • Аллотропные модификации
  • Характеристики минерала

Камень алмаз: из чего состоит, свойства (температура плавления, плотность, формула, строение, твердость), применение, кому подходит, значение, виды (промышленный, технический, для украшений), цена

Необработанные алмазы

Алмаз добывается в природе. Источником камня являются кимберлитовые и лампроитовые трубки. Большая часть из них находится на территории таких стран, как:

  1. ЮАР.
  2. Австралия.
  3. Россия.
  4. Бразилия.

Добыча производится промышленным путем. Вместе с породами из трубок достаются камни, которые проходят дальнейшую классификацию и обработку геммологами и ювелирами.

Состав камня

Химики и физики, в свою очередь, исследовали состав вещества. В начале XVIII века было выяснено, что алмаз состоит исключительно из углерода. То есть как таковой химической формулы у камня нет.

В периодической таблице Менделеева элемент обозначается как «С». Так и записывается формула камня, одной буквой. Атомная масса вещества равняется 16. Углерод в алмазе сохраняет свои свойства и имеет интересную конфигурацию.

Аллотропные модификации

Алмаз представляет собой огромную молекулу углерода. Кроме алмаза, из углерода состоят и другие вещества, такие как:

  • графит;
  • лонсдейлит;
  • сажа, уголь;
  • углеродные нанотрубки;
  • фуллерены.

Но все эти материалы имеют разный внешний вид и разные свойства. Все это объясняется существованием аллотропных модификаций. Это означает, что атомы углерода располагаются в пространстве и связываются между собой по-разному. Конфигурация атомов вместе с их связями называется кристаллической решеткой. Она у всех веществ разная, а у алмаза заслуживает отдельного внимания.

Начать нужно с того, что в алмазе атомы углерода связаны между собой ковалентными сигма-связями. Это самый прочный вид химической связи. Кроме него, есть еще ионная, металлическая, дисульфидная и водородная связь. Они гораздо слабее ковалентной связи и не присутствуют в структуре алмаза.

Элементарная ячейка алмаза, то есть единица структуры, имеет форму куба. По-научному это называется кубической сингонией.

Пространственное расположение атомов и их соединение называются кристаллической решеткой. Именно ее строение и обусловливает такие характеристики, как твердость вещества. Элементарная ячейка структуры алмаза выглядит как куб. То есть алмаз, если пользоваться научной терминологией, кристаллизуется в кубической сингонии.

Вершинами куба выступают атомы углерода. В центре каждой грани также располагается по одному атому, и еще четыре элемента находятся в центре самого куба.

Те атомы углерода, которые находятся в центре грани, являются общими для двух ячеек, а те, что расположены на вершинах куба — общие для восьми ячеек.

Расстояния между атомами симметричные, одинаковые между собой по длине. Связи между элементами — ковалентные-сигма.

Поскольку каждый атом соединен как минимум с четырьмя соседними, то свободных элементов в составе алмаза не остается и камень является отличным диэлектриком.

Твердость алмаза и объясняется такой плотной упаковкой вещества. А вот аллотропные модификации углерода имеют другую пространственную структуру при одинаковом составе.

Камень алмаз: из чего состоит, свойства (температура плавления, плотность, формула, строение, твердость), применение, кому подходит, значение, виды (промышленный, технический, для украшений), цена

Кристаллическая решетка алмаза и графита

Например, графит имеет конфигурацию с более слабыми связями в пространстве, ковалентными пи-соединениями. А фуллерены вообще являются молекулами, а не атомами углерода. Их состав и само вещество было открыто относительно недавно — в XIX веке.

Благодаря структуре, алмаз является самым твердым веществом. Это обусловлено именно строением, а не составом камня.

Но не только алмаз имеет такую «упаковку» атомов, хотя только этот минерал обладает большой твердостью. Все вещества из 4 группы имеют похожее с алмазом строение. Но поскольку атомная масса этих элементов больше, чем у алмазов, то расстояние между атомами также больше и связи, соответственно, слабее.

Но не все в природе идеально. Даже алмаз имеет свои изъяны. В составе камня могут встречаться посторонние элементы, которые попали в решетку во время формирования камня. Среди них встречаются такие вещества, как:

  • алюминий;
  • кальций;
  • магний;
  • гранит;
  • вода;
  • газы и углекислота.

Эти вещества нарушают строение алмаза и в идеале их быть в составе не должно. Они встраиваются в кристаллическую решетку и также влияют на твердость камня и его оттенок. Идеальный по характеристикам камень называется алмазом или бриллиантом чистой воды. Но если такие примеси есть, они могут повлиять на количество и размер дефектов камня или же образовать самостоятельные включения.

Дефекты структуры могут располагаться как с краю алмаза, так и находиться в центре. Иногда от них можно избавиться с помощью огранки профессионалом-ювелиром. Эта процедура превращает алмаз в бриллиант и раскрывает все его достоинства. В качества дефектов чаще всего выступают микротрещинки, мутные облака или вкрапления других веществ.

Алмазы с большим количеством дефектов отправляются на потребности промышленности, где из них изготавливают алмазную крошку. Идеальная структура и состав могут присутствовать только у искусственных алмазов.

Производство синтетических минералов началось в пятидесятых годах прошлого века. До этого ученые знали о составе бриллианта, но не было необходимой аппаратуры для синтеза минерала.

Поскольку условия лабораторного производства алмазов жесткие, требуется не только специальная температура и давление, но еще и затравка в виде камня и графит. Процедура дорогостоящая, поэтому массового производства пока не существует.

Алмазы имеют технические характеристики и изготавливаются таким образом для потребностей промышленности.

В природе минерал добывают из трубок. Иногда извлекают не весь камень, а только его скол. О том, что в почве осталась еще часть алмаза можно сказать только после изучения структуры под микроскопом.

О происхождении алмаза точно неизвестно, существует несколько гипотез о том, почему углерод приобрел такую форму. Одна из теорий говорит о химических реакциях, произошедших в земле после резких перепадов температур и поднятия магмы на поверхность.

Вторая гипотеза гласит о том, что камень попал на землю после массового падения метеоритов в составе небесных тел.

Читайте также:  Камни для альпийской горки: как выбрать (топ 8), как построить начинающему и где взять минерал, виды пород для ландшафтного декора

Характеристики минерала

Камень имеет такие свойства, которые обусловлены составом минерала:

  • Твердость — 10 из 10 по шкале Мооса, и это благодаря кристаллической решетке из углеродов.
  • Плотность вещества — 3,5 г/см3. При этом камень очень хрупкий. Он может расколоться при ударе по параллельным граням, что называется спайностью.
  • Минерал должен быть прозрачным. Ювелирный камень будет стоить дороже, если в нем меньшее количество примесей. После огранки алмаз играет на свету.
  • Если воздействовать на минерал рентген-облучением, то структура алмаза нарушится. Решетка расшатается и станет рыхлой, а сам камень будет излучать свет синего или зеленого оттенка.
  • Цвет алмаза может быть от прозрачного до черного оттенка. Дорогими считаются фантазийные камни, имеющие насыщенно-желтый или розоватый окрас.

Алмаз используется не только в ювелирном деле. Камень активно применяется в промышленности из-за своих характеристик. В основном все абразивы и режущие поверхности покрываются твердым веществом — алмазной крошкой. Таким образом качество работ улучшается и затрачивается меньше времени на их выполнение.

Алмазы — минералы, которые имеют простой состав, но сложное строение, поэтому изучение камней и их свойств продолжается по сей день. Алмазы ценятся в ювелирной отрасли, а также в строительстве и медицине.

Рекомендуем другие статьи

Источник: https://DedPodaril.com/yuvelirka/kamni/iz-chego-sostoit-almaz.html

Основные сферы применения алмазов

Алмаз и его производная бриллиант чаще всего ассоциируется с
ювелирными украшениями баснословной стоимости. Однако применение алмаза не ограничивается только
этой сферой. Этот минерал широко используется в строительстве и в медицине, в
приборостроении и в отраслях, связанных с химическим производством.

Алмазы являются одним из элементов космических и ядерных программ,
применяются в области нанотехнологий и горнодобывающей промышленности.

Свойства и показатели

Еще со школьного курса химии известно, что алмаз это
измененная форма углерода. По сути, почти каждый является обладателем
«будущего» алмаза в виде простого карандаша с графитовым стержнем.

Воздействие
высоких температур способствует изменению структуры кристаллической решетки графита и значительному
повышению степени его твердости.

Именно благодаря этому показателю данный
минерал столь востребован во многих отраслях промышленности.

Камень алмаз: из чего состоит, свойства (температура плавления, плотность, формула, строение, твердость), применение, кому подходит, значение, виды (промышленный, технический, для украшений), цена

Все основные физические свойства алмаза можно представить в виде таблицы:

Свойство Единица измерения/характеристика
Удельный вес (плотность) 3,4-3,5 г/см³
Теплопроводность до 2,3 тысяч Ватт
Коэффициент трения 0,1-0,5
Твердость по шкале Мосса 10
Энергия кристалла 105 Дж/моль
Температура плавления 3700-4300 С°
Показатель преломления 2,427 (высокий)
Вид кристаллической решетки тетраэдр (кубическая)
Связи атомов пространственные
Светопроводимость высокая

Именно процесс сгорания алмаза навел ученых на мысль о родстве минерала с углеродом, что позже было доказано в исследовательских работах при анализе структуры и химического состава камня.

В природе существует несколько разновидностей алмаза, каждая
из которых используется в самых различных сферах:

  • бриллиант – самый ценный ограненный камень алмаз;
  • баллас – мелкозернистый кристалл круглой формы с очень прочной оболочкой;
  • карбонадо – минерал черного цвета в форме куба;
  • якутит – темный камень из семейства алмазов, с большим количеством примесей и самым высоким показателем твердости;
  • борт – минерал неправильной формы с графитовыми включениями в своей структуре.

В промышленных отраслях наиболее часто используются борт, баллас и карбонадо.

Сферы применения

Условно отрасли применения этого драгоценного минерала можно разделить
на ювелирную и техническую. Обработанные кристаллы, известные как бриллианты,
относятся к первой области.

В промышленность идет более 80% всех добываемых в
мире алмазов. Их отличает наличие трещин, полостей и сколов, более темного
окраса, многочисленных примесей.

Именно их характеристики определяют, в какую сферу
производства они будут направлены.

Обязательно посмотрите:  Как отличить натуральный аметист от подделки

Строительные работы

Одним из главных преимуществ алмаза является – эго твердость.
Это самый крепкий минерал в мире и в большинстве случаев именно данным
показателем обусловлена широкая сфера его применения в строительстве.

Интересно! Современные строительные работы производятся с участием объемных конструкций из бетона. Демонтаж, сверление, распил и резка столь прочных материалов требуют не только мощного оборудования, но его деталей с покрытием, чья кристаллическая решетка прочнее и крепче.

Сверла, пилы и ножи со специальным алмазным порошковым нанесением справляются
с гранитом, мрамором и бетоном, легко перемалывают камни и щебень, пробивают и
просверливают отверстия любого диаметра.

УДИВИТЕЛЬНАЯ МАГИЯ АЛМАЗОВАлмаз — это природное вещество, драгоценный камень, техническое сырьё. Он был известен в…

Источник: https://kamnistar.com/interesnoe/primenenie-almaza/

Минерал тальк: применение, химическая формула и излом, свойства и состав, растворимость и цвет

Самым распространенным и востребованным минералом является тальк. Мало кто знает, что этот чудесный камень приносит людям пользу уже на протяжении семи тысяч лет.

В Древнем Египте из него изготавливали амулеты и ожерелья, на Руси – иконы и картины. Им украшают дома и используют как основу в косметических средствах.

Тальк обладает такими полезными свойствами, как противовоспалительный и антибактериальный эффект. Многие лекари применяли его там, где другие средства были бессильны.

Описание и физико-химическая характеристика талька

Тальк – это хрупкий камень с минимальной твердостью. Очень сложно описать минерал в нескольких словах. Он выглядит как рассыпчатый жирный порошок белого цвета без запаха и вкуса, в природе встречается в виде сплошных масс. Образуется вследствие изменения химического состава силикатов магния.

Кристаллическая решетка образована оксидом магния, окруженным кислородом и двумя тетраэдрами кварца. На внешней поверхности нет активных ионов и гидроксильных групп. Химическая формула минерала: Mg3Si4O10(OH)2.

Физические свойства:

  • цвет: зеленоватый, белый или бесцветный;
  • прозрачность: непрозрачный;
  • блеск: тусклый или жирный;
  • твердость по шкале Мооса: 1;
  • излом: занозистый, неровный;
  • плотность: 2,5–2,8 г/см3;
  • радиоактивность: отсутствует;
  • растворимость: слабая.

В зависимости от вида примесей и структур тальк делится на несколько видов. С примесью железа носит название миннесотаит, он имеет коричневый цвет.

Виллемсеит – разновидность талька, в котором вместо магния содержится никель, бывает зеленого или голубого оттенка. Стеатит занимает лидирующее место по твердости среди всех видов талька.

Минерал, состоящий из тонких волокон, носит название агалит, а прозрачный и светлый камень называется благородным тальком.

Практически невозможно отличить эти разновидности друг от друга по фото. Необходимо изучить все характеристики и основные особенности этих видов.

Применение мягкого минерала

Название минерала пришло из персидского языка и переводится как «белый». Из-за низкой твердости в древней Руси камень носил название «жировик» или «мыльный». Он нашел свое применение в различных областях промышленности. Для предотвращения потертостей и воспалений камень перетирали в мелкий порошок или пудру и использовали как присыпку. Также им обкладывали камины и печи.

В Египте из благородного талька изготавливали украшения в виде ожерелья и жуков скарабеев. Во время археологических раскопок находили изделия возрастом более 7 тысяч лет.

В Греции и Риме минерал применяли при создании печатей, а в Китае камень красили и продавали как нефрит.

Икона Дмитрия Солунского, хранящаяся в Оружейной палате Московского Кремля, является самым ценным и наиболее известным изделием, когда-либо сделанным из талька.

Лечебные свойства

Описание целительных свойств минерала можно встретить в работах Акриколы – ученого эпохи возрождения. Его смешивали с травами и применяли для предотвращения заражения.

Из-за противовоспалительных свойств его часто берут за основу при изготовлении мазей и детских присыпок. Он предотвращает повышенную потливость, нейтрализует запах, придавая коже свежий вид и приятный аромат. Использовать его можно как маленьким детям, так и взрослым.

Также из него изготавливают специальную присыпку для ног, которая предотвращает появление мозолей.

Использование в медицине и косметологии

Тальк нашел широкое применение в медицине и косметологии. Его применяют в качестве покрытия для изделий из резины и пластика, что препятствует их слипанию при длительном хранении. В составе многих таблеток часто присутствует этот минерал в качестве основы.

Тальк с примесью крахмала и цинка применяют в качестве присыпки для предотвращения покраснения и воспаления у малышей с первых дней жизни. Как антисептик подходит только тальковый порошок с крупными частицами, очень мелкие гранулы могут забить поры и вызвать воспаление.

Для того чтобы можно было применять тальк, он должен пройти несколько этапов обработки. Сначала удаляют все ненужные примеси, такие как железо, магний, уголь и др. Далее происходит обработка хлористой кислотой и очистка, проводимая путем прокаливания при температуре 160 градусов. После этого тальк проходит этап сушки и стерилизации.

Тальковый порошок хорошо впитывает влагу и удаляет частички жира, из-за чего им часто пользуются при изготовлении косметических средств. Он позволяет средству лучше ложиться на кожу и придает характерную структуру.

Тальк присутствует в составе большинства косметических средств. Он помогает макияжу дольше держаться на коже. Кремы для лица и тела с тальковым порошком предотвращают сухость и придают коже мягкость. В составе сухих дезодорантов также можно найти этот минерал. Он останавливает размножение бактерий и избавляет от неприятного запаха.

Применение в пищевой промышленности

В качестве добавки тальк используется при изготовлении покрытия для шоколадных конфет и различных жевательных резинок, благодаря этому кондитерские изделия не прилипают к своим упаковочным оберткам. Нередко тальковый порошок применяют для покрытия зерен белого риса и изготовления пищевой бумаги, картонных коробок и других упаковочных изделий.

Иные области

При изготовлении бумаги тальк делает ее белой и гладкой, улучшает способность газетных листов впитывать чернила. Для устранения трения между контактирующими поверхностями в велосипеде, резиновых сапогах и перчатка, также применяют тальк.

Тальковый порошок в виде твердой смазки применяют в машиностроении. Поверхности механизмов обрабатывают пудрой из этого минерала. В легкой промышленности применяют спрессованный тальк.

Многие считают, что для более прочного сцепления рук и снаряда штангисты, гимнасты и спортсмены использовали тальк, но это не так. Минерал не увеличивает трение, а уменьшает его, из-за этого на соревнованиях применялась магнезия.

Чем опасен тальк?

Талькоз – это заболевание, которое возникает вследствие частого вдыхания тальковой пыли или порошка. Чаще всего этому недугу подвержены люди, имеющие ежедневный контакт с минеральной пылью. Для того чтобы предупредить развитие этого заболевания, необходимо следить за наличием средств личной защиты на предприятиях.

Источник: https://MoyKamen.com/vidy/prochie/talk-mineral.html

Ссылка на основную публикацию