Diamante naturale

Ce sunt ?

Diamantul este o formă solidă a elementului carbon, cu atomii săi dispuși într-o structură cristalină numită diamant cubic . La temperatura și presiunea camerei , o altă formă solidă de carbon cunoscută sub numele de grafit este forma stabilă din punct de vedere chimic a carbonului, dar diamantul se transformă în el extrem de lent. Diamantul are cea mai mare duritate și conductivitate termică dintre orice material natural, proprietăți care sunt utilizate în aplicații industriale majore, cum ar fi sculele de tăiere și lustruire. Ele sunt, de asemenea, motivul pentru care celulele de nicovală de diamant pot supune materialele la presiuni găsite adânc în Pământ.

Deoarece aranjamentul atomilor din diamant este extrem de rigid, puține tipuri de impurități îl pot contamina (două excepții sunt borul și azotul ). Un număr mic de defecte sau impurități (aproximativ unul la milion de atomi de rețea) colorează albastru diamant (bor), galben (azot), maro (defecte), verde (expunerea la radiații), violet, roz, portocaliu sau roșu. Diamantul are, de asemenea, un indice de refracție foarte mare și o dispersie optică relativ mare .

Majoritatea diamantelor naturale au o vârstă cuprinsă între 1 miliard și 3,5 miliarde de ani. Majoritatea s-au format la adâncimi cuprinse între 150 și 250 de kilometri (93 și 155 mi) în mantaua Pământului , deși câteva au venit de la adâncimi de până la 800 de kilometri (500 mi). Sub presiune și temperatură ridicată, fluidele care conțin carbon au dizolvat diverse minerale și le-au înlocuit cu diamante. Mult mai recent (cu sute până la zeci de milioane de ani), au fost duși la suprafață în erupții vulcanice și depuse în roci magmatice cunoscute sub numele de kimberliți și lamproite .

Diamantele sintetice pot fi cultivate din carbon de înaltă puritate la presiuni și temperaturi ridicate sau din gaze de hidrocarburi prin depunere chimică în vapori (CVD). Imitațiile de diamante pot fi realizate și din materiale precum zirconiu cubic și carbură de siliciu . Diamantele naturale, sintetice și de imitație se disting cel mai frecvent folosind tehnici optice sau măsurători de conductivitate termică.

Cum se formează?

Diamantele din manta se formează printr-un proces metasomatic în care un fluid COHNS sau o topitură dizolvă mineralele într-o rocă și le înlocuiește cu noi minerale. (Termenul vag COHNS este folosit în mod obișnuit deoarece compoziția exactă nu este cunoscută.) Din acest fluid se formează diamantele fie prin reducerea carbonului oxidat (de exemplu, CO2 sau CO3 ) fie prin oxidarea unei faze reduse, cum ar fi metanul .

Folosind sonde precum lumina polarizată, fotoluminiscența și catodoluminiscența , o serie de zone de creștere pot fi identificate în diamante. Modelul caracteristic al diamantelor din litosferă implică o serie aproape concentrică de zone cu oscilații foarte subțiri în luminiscență și episoade alternante în care carbonul este resorbit de fluid și apoi crescut din nou. Diamantele de sub litosfera au o textura mai neregulata, aproape policristalina, reflectand temperaturile si presiunile mai ridicate precum si transportul diamantelor prin convectie.

bijuterii diamante

Proprietati

Diamantul este o formă solidă de carbon pur cu atomii săi dispuși într-un cristal. Carbonul solid vine sub diferite forme cunoscute sub numele de alotropi, în funcție de tipul de legătură chimică. Cei doi alotropi cei mai obișnuiți ai carbonului pur sunt diamantul și grafitul. În grafit, legăturile sunt, iar atomii se formează în planuri, fiecare legat de trei vecini cei mai apropiați la 120 de grade unul de celălalt. În diamant, aceștia sunt sp 3 și atomii formează tetraedre, fiecare legat de patru vecini cei mai apropiați. Tetraedrele sunt rigide, legăturile sunt puternice, iar dintre toate substanțele cunoscute diamantul are cel mai mare număr de atomi pe unitatea de volum, motiv pentru care este atât cel mai dur, cât și cel mai puțin compresibil. Are, de asemenea, o densitate mare, variind de la 3150 la 3530 kilograme pe metru cub (de peste trei ori densitatea apei) în diamantele naturale și 3520 kg/m în diamantul pur. În grafit, legăturile dintre cei mai apropiați vecini sunt și mai puternice, dar legăturile dintre planele adiacente paralele sunt slabe, astfel încât avioanele alunecă ușor unul pe lângă celălalt. Astfel, grafitul este mult mai moale decât diamantul. Cu toate acestea, legăturile mai puternice fac grafitul mai puțin inflamabil.

Diamantele au fost adoptate pentru multe utilizări datorită caracteristicilor fizice excepționale ale materialului. Are cea mai mare conductivitate termică și cea mai mare viteză a sunetului. Are aderență și frecare scăzute, iar coeficientul său de dilatare termică este extrem de scăzut. Transparența sa optică se extinde de la infraroșu îndepărtat la ultravioletul profund și are o dispersie optică ridicată. Are și rezistență electrică mare. Este inert din punct de vedere chimic, nu reacționează cu majoritatea substanțelor corozive și are o compatibilitate biologică excelentă.

Utilizare

Cele mai cunoscute utilizări ale diamantelor astăzi sunt ca pietre prețioase folosite pentru podoabă și ca abrazivi industriali pentru tăierea materialelor dure. Piețele pentru diamante de calitate prețioasă și de calitate industrială valorează diferit diamantele.

DERULAȚI ÎN SUS