Diamant is 'n natuurlike mineraal, een van die bekendste en duurste. Daar is baie bespiegelings en legendes rondom hom, veral met betrekking tot die waarde daarvan en die opsporing van vervalsings. 'n Aparte onderwerp vir studie is die verhouding tussen diamant en grafiet. Baie mense weet dat hierdie minerale soortgelyk is, maar nie almal weet presies wat nie. En ook die vraag hoe hulle verskil, kan nie almal beantwoord nie. Wat weet ons van die struktuur van 'n diamant? Of die kriteria om juwele te beoordeel?
Diamantstruktuur
Diamant is een van drie minerale wat 'n kristallyne modifikasie van koolstof is. Die ander twee is grafiet en lonsdaleiet, die tweede kan in meteoriete gevind word of kunsmatig geskep word. En as hierdie klippe seskantige modifikasies is, dan is die tipe diamantkristalrooster 'n kubus. In hierdie stelsel is koolstofatome so gerangskik: een by elke hoekpunt en in die middel van die gesig, en vier binne die kubus. So, dit blyk datdie atome is in die vorm van tetraëders gerangskik, en elke atoom is in die middel van een van hulle. Die deeltjies is onderling verbind deur die sterkste binding - kovalent, waardeur die diamant 'n hoë hardheid het.
Chemiese eienskappe
Rofweg gesproke is 'n diamant suiwer koolstof, daarom moet diamantkristalle absoluut deursigtig wees en alle sigbare lig deurlaat. Maar daar is niks perfek in die wêreld nie, wat beteken dat hierdie mineraal ook onsuiwerhede het. Daar word geglo dat die maksimum inhoud van onsuiwerhede in edelsteendiamante nie 5% moet oorskry nie. Die samestelling van 'n diamant kan beide vaste en vloeibare en gasvormige stowwe insluit, die algemeenste daarvan:
- stikstof;
- boor;
- aluminium;
- silikon;
- kalsium;
- magnesium.
Die samestelling kan ook kwarts, granate, olivien, ander minerale, ysteroksiede, water en ander stowwe insluit. Dikwels word hierdie elemente in die samestelling van die mineraal gevind in die vorm van meganiese mineraalinsluitings, maar sommige van hulle kan koolstof in die diamantstruktuur vervang - hierdie verskynsel word isomorfisme genoem. In hierdie geval kan insluitings die fisiese eienskappe van die mineraal aansienlik beïnvloed, sy kleur, ligweerkaatsing en stikstofinsluitings gee dit luminescerende eienskappe.
Fisiese eienskappe
Die struktuur van 'n diamant bepaal sy fisiese eienskappe, hulle word volgens vier kriteria geëvalueer:
- hardheid;
- digtheid;
- dispersie en breking van lig;
- kristalrooster.
Die hardheid van minerale word op die Mohs-skaal geskat, sy telling op hierdie stelsel is 10, dit is die maksimum aanwyser. Die volgende in die lys is korund, sy aanwyser is 9, maar sy hardheid is 150 keer minder, wat die absolute superioriteit van diamant in hierdie aanwyser beteken.
Die hardheid van 'n mineraal beteken egter glad nie sy sterkte nie. Diamant is redelik bros en breek maklik as dit met 'n hamer geslaan word.
Die soortlike gewig van 'n diamant (digtheid) word bepaal in die reeks van 3,42 tot 3,55 g/cm3. Dit word bepaal deur die verhouding van die gewig van die mineraal tot die gewig van water van dieselfde volume.
Behalwe hardheid, het dit ook hoë brekingsindekse (2.417-2.421) en dispersie (0.0574). Hierdie kombinasie van eienskappe laat die diamant toe om die kosbaarste en ideale juwelesteen te wees.
Die ander fisiese eienskappe van die mineraal is ook belangrik, soos termiese geleidingsvermoë (900-2300 W/m·K), ook die hoogste van alle stowwe. Jy kan ook let op die vermoë van die mineraal om nie in sure en alkalieë op te los nie, die eienskappe van die diëlektrikum, die lae wrywingskoëffisiënt vir metaal in lug en die hoë smeltpunt van 3700-4000 °C by 'n druk van 11 GPa.
Oorgelykhede en verskille tussen diamant en grafiet
Koolstof is een van die mees algemene elemente op aarde, dit word in baie stowwe aangetref, veral in lewende organismes. Grafiet, soos diamant, bestaan uit koolstof, maar die strukture van diamant en grafiet verskil baie. Diamant kan onder die invloed van hoë temperature in grafiet verander sonder toegang tot suurstof, maar onder normale toestande is dit in staat om onbepaaldonveranderd bly, dit word metstabiliteit genoem, en die tipe diamantkristalrooster is 'n kubus. Maar grafiet is 'n gelaagde mineraal, sy struktuur lyk soos 'n reeks lae wat in verskillende vlakke geleë is. Hierdie lae bestaan uit seshoeke wat 'n heuningkoekagtige stelsel vorm. Sterk bindings word slegs tussen hierdie seshoeke gevorm, maar tussen die lae is hulle uiters swak, dit veroorsaak die lae van die mineraal. Benewens sy lae hardheid absorbeer grafiet lig en het dit 'n metaalglans, wat ook baie verskil van diamant.
Hierdie minerale is die treffendste voorbeeld van allotropie - 'n verskynsel waarin stowwe verskillende fisiese eienskappe het, hoewel hulle uit dieselfde chemiese element bestaan.
Oorsprong van diamant
Daar is geen ondubbelsinnige mening oor hoe diamante in die natuur gevorm word nie, daar is magmatiese, mantel-, meteoriet- en ander teorieë. Die mees algemene is egter magmaties. Daar word geglo dat diamante op 'n diepte van ongeveer 200 km onder 'n druk van 50 000 atmosfeer gevorm word, en dan saam met magma na die oppervlak gebring word tydens die vorming van kimberlietpype. Die ouderdom van diamante wissel van 100 miljoen tot 2,5 miljard jaar. Dit is ook wetenskaplik bewys dat diamante gevorm kan word wanneer 'n meteoriet die aarde se oppervlak tref, en ook in die meteorietrots self gevind kan word. Kristalle van hierdie oorsprong is egter uiters klein en selde geskik vir verwerking.
Diamantdeposito's
Die eerste deposito's wat wasdiamante is ontdek en ontgin, geleë in Indië, maar teen die einde van die 19de eeu was hulle erg uitgeput. Dit was egter daar waar die bekendste, groot en duurste monsters ontgin is. En in die 17de en 19de eeue is mineraalafsettings in Brasilië en Suid-Afrika ontdek. Die geskiedenis is propvol legendes en feite oor die diamantstormloop, wat spesifiek met Suid-Afrikaanse myne geassosieer word. Die laaste ontdekte diamantafsettings is in Kanada, hul ontwikkeling het eers in die laaste dekade van die 20ste eeu begin.
Die myne van Namibië is veral interessant, hoewel diamantontginning daar 'n moeilike en gevaarlike besigheid is. Afsettings van kristalle word onder 'n laag grond gekonsentreer, wat, hoewel dit die werk bemoeilik, spreek van die hoë geh alte van minerale. Diamante wat etlike honderde kilometers na die oppervlak gereis het met konstante wrywing teen ander rotse, is hoëgraadse kristalle van laer geh alte kon eenvoudig nie so 'n reis weerstaan nie, en daarom is 95% van die klippe wat ontgin word van edelsteengeh alte. Daar is ook bekende en mineraalryke kimberlietpype in Rusland, Botswana, Angola, Guinee, Liberië, Tanzanië en ander lande.
Diamantverwerking
Diamantverwerking vereis groot ervaring, kennis en vaardighede. Voordat u begin werk, is dit nodig om die klip deeglik te bestudeer om sy gewig daarna soveel as moontlik te bewaar en van insluitings ontslae te raak. Die mees algemene tipe diamantsny is rond, dit laat die klip met alle kleure skitter en lig so gunstig moontlik weerkaats. Maar hierdie werk is ook die moeilikste:'n ronde diamant het 57 vlakke, en wanneer dit gesny word, is dit belangrik om die presiesste proporsies waar te neem. Ook gewilde tipes sny is: ovaal, traan, hart, markies, smarag en ander. Daar is verskeie stadiums van mineraalverwerking:
- markup;
- splitsing;
- saag;
- afronding;
- cut.
Daar word steeds geglo dat die diamant na verwerking ongeveer die helfte van sy gewig verloor.
Diamant-evalueringskriteria
Wanneer diamante ontgin word, is slegs 60% van die minerale geskik vir verwerking, dit word juweliersware genoem. Natuurlik is die koste van growwe klippe baie laer as die prys van diamante (meer as twee keer). Diamante word gewaardeer volgens die 4C-stelsel:
- Carat (karaatgewig) - 1 karaat is gelyk aan 0,2 g.
- Kleur (kleur) - spierwit diamante word amper nooit gevind nie, die meeste minerale het 'n sekere skakering. Die waarde daarvan hang grootliks af van die kleur van die diamant, meeste van die klippe wat in die natuur voorkom het 'n geel of bruin tint, pienk, blou en groen klippe kan minder gereeld gevind word. Die skaarsste, mooiste en dus duurste is minerale van versadigde kleure, hulle word fantasie genoem. Die skaarsstes is groen, pers en swart.
- Helderheid (helderheid) is ook 'n belangrike aanwyser wat die teenwoordigheid van defekte in die klip bepaal en die waarde daarvan aansienlik beïnvloed.
- Sny (gesny) - die voorkoms van 'n diamant hang grootliks af van die snit. Breking en weerkaatsing van lig'n soort "briljante" uitstraling maak hierdie klip so waardevol, en die verkeerde vorm of verhouding van verhoudings tydens verwerking kan dit heeltemal verwoes.
Vervaardiging van kunsmatige diamante
Nou-tegnologie laat jou toe om diamante te "kweek", wat amper nie van natuurlike te onderskei kan word nie. Daar is verskeie maniere om te sintetiseer:
- Skepping van HPHT-diamante is die metode wat die naaste aan natuurlike toestande is. Minerale word geskep uit grafiet en saaddiamant by 'n temperatuur van 1400 ° C onder 'n druk van 50 000 atmosfeer. Hierdie metode laat jou toe om edelstene van geh alte te sintetiseer.
- Skepping van CVD-diamante (filmsintese) - die vervaardiging van klippe in vakuumtoestande met behulp van 'n saad en metaan- en waterstofgasse. Hierdie metode maak dit moontlik om die suiwerste minerale te sintetiseer, maar hulle is uiters klein in grootte, daarom word hulle hoofsaaklik vir industriële doeleindes gebruik.
- Plofstofsamesmelting is 'n metode wat klein diamantkristalle vervaardig deur plofstof te laat ontplof en dit dan af te koel.
Hoe om 'n oorspronklike van 'n vals te onderskei
Praat van metodes om die egtheid van diamante te bepaal, dit is die moeite werd om te onderskei tussen die verifikasie van die egtheid van diamante en ongeslypte diamante. 'n Onervare persoon kan 'n diamant met kwarts, kristal, ander deursigtige minerale en selfs glas verwar. Die uitsonderlike fisiese en chemiese eienskappe van 'n diamant maak dit egter maklik om 'n namaaksel raak te sien.
BEerstens is dit die moeite werd om die hardheid te onthou. Hierdie klip kan enige oppervlak krap, maar net 'n ander diamant kan merke daarop laat. Sweet bly ook nie op 'n natuurlike kristal as jy daarop asemhaal nie. Op 'n nat klip sal daar 'n merk soos 'n potlood wees as jy aluminium daaroor gooi. Jy kan dit met 'n x-straal nagaan: 'n natuurlike klip onder bestraling het 'n ryk groen kleur. Of kyk daardeur na die teks: dit sal onmoontlik wees om dit deur 'n natuurlike diamant uit te maak. Afsonderlik is dit opmerklik dat die natuurlikheid van die klip nagegaan kan word vir die breking van lig: deur die oorspronklike na die ligbron te bring, kan jy slegs 'n ligte punt in die middel sien.
