Najtežji mineral v naravi

Rojen je bil v globinah rdeče velikanke zvezde, je del esencialnih maščob, aminokislin in ogljikovih hidratov, lahko tvorijo milijone spojin z različnimi kemijskih elementov in glede na strukturo je zelo različne mehanske lastnosti. Mehko in krhko svinčnikovo palico in najtežji mineralni mineralni sestavek je sestavljen iz istega gradbenega materiala - ogljika. Kaj naredi diamant tako edinstven? Kje se uporablja? Kakšna je njegova vrednost?

Neuničljiv toplotni prevodnik

V grščini beseda "diamant" pomeni "neuničljiv". Še pred časom antike so ljudje poznali neverjetno moč tega kamna. V antičnih časih so se diamanti pogosto trgovali v Indiji in Egiptu. Na evropskem prostoru je ta mineral prišel po kampanjah Aleksandra Velikega. Kamne je prinesel kot čarobne predmete. Stari Grki so to zelo trdno mineralno imenovali solze bogov, ki so udarile v tla.

Toda skrivnost nepremagljivosti kamna leži, seveda, ne v mistiki in ne v povezavi z duhovnim svetom. Natančna struktura mrežice elementa v obliki tetrahedra in močna vez med atomi ogljika zagotavljata najvišjo trdnost. Hvala enako struktura diamanta je odličen toplotni prevodnik. Na primer, če bi bilo mogoče, da bi žličko celoten kos diamanta, ki jih ne bi mogli vmešajte sladkor v svojem vročem čaju, saj bi se sežge v istem času, kakor hitro bi žlica dotaknil vrelo vodo.

Primerjava trdote mineralov

Kako ugotoviti, kateri mineral je najtežji? To vprašanje v devetnajstem stoletju je prevzel nadarjeni nemški minerolog Karl Friedrich Moos. Leta 1811 je znanstvenik predlagal uporabo primerjalne lestvice za določitev trdote različnih mineralov. Sestavljen je iz deset predmetov, od katerih vsak ustreza določenemu mineralu. Prvi (smukec) je najbolj mehak, slednji pa najtežji. Preizkus se izvede eksperimentalno. Če vzorec (na primer, srebro) praske fluorita, ki je na lestvici, ki se nahaja v četrti vrstici, ne pa poškodovan omet (lestvica standardna številka dve), to pomeni, da ima srebro trdoto na Mohs lestvici 3.

Najtrši mineral je diamant. Potrebuje deseto vrstico. Čeprav je bila tabela Mohs dana v obtok že v začetku devetnajstega stoletja, je še vedno zelo uporabna. Vendar pa je treba spomniti, da ta tabela ni linearna. To pomeni, da diamant pod deseto številko ne bo ravno dvakrat toliko težji kot apatit, ki je peti v tabeli. Za določitev absolutne vrednosti trdote se uporabljajo druge metode.

Od kraljev do delavcev

Že dolgo časa so bili diamanti ekskluzivna pravica nakita mojstrov. Vendar pa je z razvojem industrije to najbolj trdno mineralo vedno bolj obravnavalo ne samo z običajne estetske strani, temveč tudi z vidika njegovih edinstvenih fizikalnih lastnosti. Sprva so se pri proizvodnji orodja uporabljali naravni diamanti, ki se ne uporabljajo za fasetiranje. To so kamni, ki so imeli takšne pomanjkljivosti, da ni bilo mogoče odstraniti zlatarja. Imenovani so bili tehnični diamanti.

Bilo je čas, povečala pa se je tudi potreba po orodju z diamantnimi rezalnimi in vrtalnimi robovi. Na primer, v gradbeništvu je zelo povpraševanje diamantni vrtalniki. Njihova prednost pred nasprotnimi deli iz trdih kovinskih zlitin je, da se pri uporabi diamantne svedre v materialu ne tvorijo mikrostrukture. Diamant zlahka in čisto odreza kateri koli material, naj bo to kamen, beton ali kovina. Pomanjkanje mikroskopov je ključ do trajnosti strukture. Poleg tega je zelo sam proces dela veliko hitrejši, veliko lažji in veliko tišji.

Iz tega izhaja, da ni presenetljivo, da je po podatkih za leto 2016 le v eni Rusiji 1200 vrst različnih orodij in opreme, katerih glavni del je diamant.

Uporaba v medicini

Najtrši mineral v naravi je primeren ne le za uporabo pri predelavi grobih in trdih kamnin. Diamant je prav tako nepogrešljiv pri medicinskih instrumentih. Navsezadnje je tanjše in natančnejše rezanje tkiv, bolje se telo spoprijema z obnavljanjem. In za zapletene operacije na vitalnih organih, širina reza in na splošno igra odločilno vlogo.

Poleg tega skalpel s tanko diamantno folijo na rezilu ostane oster dlje časa.

Možnosti v elektroniki

Aktivno se razvija tudi razvoj integriranih vezij diamantov. V njih se za substrat uporabljajo drobni diamanti. Tehnika, ki jo proizvaja ta metoda, je bolj odporna na padce temperature in velike napetosti. Več diamantov se lahko uporablja za prenos podatkov v telekomunikacije. Značilnosti teh kristalov vam omogočajo, da istočasno oddajajo signale različnih frekvenc na istem kablu.

Najtežji mineral na Zemlji pomaga pri raziskovanju vesolja

Tudi diamant je povpraševanje v kemični industriji. Agresivno okolje, ki zlahka poškoduje steklo, absolutno ni grozno za diamant. Fiziki uporabljajo kristale za izvedbo eksperimentov v kvantni fiziki in raziskovanju vesolja.

Pri ustvarjanju optika za teleskope postanejo zahteve za natančnost in zanesljivost materialov kritične. Tu prihaja v igri najbolj trden naravni mineral, ki ima izjemne fizikalne in kemične parametre.

Sinteza diamantov

S tako intenzivnim povpraševanjem za najtežjim dragocenim mineralom se je vprašanje njene umetne sinteze močno povečalo. Treba je opozoriti, da nobena kamninska zaloga ne more zadovoljiti naraščajočega povpraševanja. Po dolgih poskusih so znanstveniki uspeli ustvariti analog naravnega diamanta, ki ima vse potrebne lastnosti. Do danes je proizvodnja umetni diamanti za industrijske potrebe je že postala običajna praksa.

Obstaja več tehnik za sintetiziranje tega mineralnega materiala. Prvi je najbolj približen njegovemu nastanku v naravnem okolju. Sinteza se izvaja s pomočjo izjemno visoke temperature in ogromnega tlaka. Druga tehnika vam omogoča, da izvlečete diamant iz pare. Uporablja se v filmski tehnologiji - na rezalne robove orodja se uporabljajo kristali z najboljšim filmom. Še posebej to metodo je v povpraševanju pri izdelavi kirurških instrumentov. In tretji povzroči razprševanje majhnih kristalov s pomočjo detonacije in hitro hlajenje.

Poskusi so se nadaljevali in sintetizirali bor nitride, kar je 20% težje od naravnega diamanta. Vendar pa je ta snov tako majhna, da se diamant tradicionalno še vedno šteje za najbolj trdno mineralno.