Diamant

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 9. oktober 2022; checks kræver 6 redigeringer .
Diamant

Diamant i moderklippen
Formel C
Molekylmasse 12.01
blanding N
IMA-status gyldig
Systematik ifølge IMA ( Mills et al., 2009 )
Klasse indfødte elementer
Gruppe Carbon polymorfer
Fysiske egenskaber
Farve Farveløs, gul, brun, blå, lyseblå, grøn, rød, pink, sort
Dash farve Mangler
Skinne Diamant
Gennemsigtighed Gennemsigtig
Hårdhed ti
skrøbelighed varig
Spaltning Perfekt af {111}
knæk conchoidal til splinteret
Massefylde 3,47-3,55 g/cm³
Krystallografiske egenskaber
prikgruppe m3m (4/m -3 2/m) - heksoktaedrisk
rumgruppe Fd3m (F4 1 /d -3 2/m)
Syngony kubik
Twinning spirende tvillinger ifølge spinelloven er almindelige
Optiske egenskaber
optisk type isotropisk
Brydningsindeks 2.417-2.419
Dobbeltbrud fraværende, fordi den er optisk isotropisk
optisk relief moderat
Spredning af optiske akser stærk
Pleokroisme ikke pleokroisk
Luminescens blå, grøn, gul, rød
 Mediefiler på Wikimedia Commons

Diamant (fra Pratürk . almaz, lit. "uovervindelig", gennem arabisk ألماس ‎ ['almās] og på anden græsk ἀδάμας "uopslidelig") er et mineral , en kubisk allotropisk form for kulstof [1] .

Under normale forhold er den metastabil , hvilket betyder, at den kan eksistere på ubestemt tid. I et vakuum eller i en inert gas ved forhøjede temperaturer omdannes den gradvist til grafit [2] [3] [4] . Det hårdeste på Mohs-skalaen af ​​referencemineraler .

Fysiske og mekaniske egenskaber

De vigtigste kendetegn ved diamant er den højeste hårdhed blandt mineraler (og samtidig skørhed), den højeste termiske ledningsevne blandt alle faste stoffer 900-2300 W / (m K) [5] , et stort brydningsindeks og høj spredning . Diamond er en halvleder med bred gab med et båndgab på 4,57 eV [6] . Diamant har en meget lav friktionskoefficient for metal i luft - kun 0,1, hvilket er forbundet med dannelsen af ​​tynde film af adsorberet gas på krystaloverfladen, som spiller rollen som en slags smøremiddel. Når sådanne film ikke dannes, stiger friktionskoefficienten og når 0,6-1,0 [7] . Høj hårdhed bestemmer diamantens exceptionelle slidstyrke over for slid. Diamant har også det højeste (sammenlignet med andre kendte materialer) elasticitetsmodul og det laveste kompressionsforhold .

Krystalenergien er 105 J /mol, bindingsenergien er 700 J/mol, hvilket er mindre end 1 % af krystalenergien.

Smeltepunktet for diamant er cirka 3700-4000°C ved et tryk på ~11 GPa [8] . I luft brænder diamant ved 850–1000 °C , og i en strøm af ren ilt brænder den med en svag blå flamme ved 720–800 °C , og bliver fuldstændig til kuldioxid. Når den opvarmes til 2000 °C uden adgang til luft, omdannes diamant spontant til grafit på 15-30 minutter og nedbrydes eksplosivt i små stykker [9] [10] , ved temperaturer over 2000 K , opførselen af ​​diamantens termodynamiske egenskaber ( varmekapacitet , entalpi ) med stigende temperatur bliver anomal karakter [11] .

Det gennemsnitlige brydningsindeks for farveløse diamantkrystaller i gult er cirka 2,417, og for forskellige farver i spektret varierer det fra 2,402 (for rød) til 2,465 (for violet). Afhængigheden af ​​brydningsindekset på bølgelængde kaldes dispersion , og i gemologi har dette udtryk en særlig betydning, defineret som forskellen i brydningsindekserne for et gennemsigtigt medium ved to specifikke bølgelængder (normalt for par af Fraunhofer-linjer λ B \u003d 686,7 nm og λ G \u003d 430,8 nm eller λ C = 656,3 nm og λ F = 486,1 nm) [12] . For diamant er dispersionen D BG 0,044, og DCF = 0,025 [ 12] .

En af de vigtige egenskaber ved diamanter er luminescens . Under påvirkning af sollys og især katodisk , ultraviolet og røntgenstråler begynder diamanter at luminescere - gløde i forskellige farver. Under påvirkning af katodisk og røntgenstråling gløder alle sorter af diamanter, og under påvirkning af ultraviolet - kun nogle. Røntgenluminescens er meget brugt i praksis til at udvinde diamanter fra sten.

Det høje brydningsindeks , sammen med høj gennemsigtighed og tilstrækkelig spredning af brydningsindeks (farvespil), gør diamanten til en af ​​de dyreste ædelstene (sammen med smaragd , rubin og alexandrit , som konkurrerer med diamant i pris). En diamant i sin naturlige tilstand betragtes ikke som smuk. Skønheden tildeles diamanten af ​​slibningen , som skaber betingelserne for flere indre refleksioner. En diamant skåret på en speciel måde ( Gushchinskaya-formen ) kaldes en diamant .

Struktur

Krystaller af det kubiske system (ansigtscentreret gitter), rumgruppe Fd 3 m , celleparametre  a = 0,357 nm , Z = 8 . Kulstofatomerne i diamant er i tilstanden sp³ - hybridisering . Hvert kulstofatom i diamantstrukturen er placeret i midten af ​​et tetraeder , hvis toppunkter er de fire nærmeste atomer. Det er den stærke binding af kulstofatomer, der forklarer diamantens høje hårdhed.

Farvelægning

Langt de fleste farvede ædelstensdiamanter er gule og brune. For diamanter med gule nuancer er en defekt i H-3-strukturen karakteristisk. Afhængigt af koncentrationen af ​​disse defekter er gule nuancer mulige fra knapt synlige til klart synlige. I farveløse diamanter, hvor selv et spektrofotometer ikke kan detektere tilstedeværelsen af ​​H-3-defekter, kan de også være til stede, hvis blå luminescens er til stede . Kun 10-12% af alle undersøgte diamanter, med en klart synlig gul nuance, der indikerer tilstedeværelsen af ​​H-3 centre, havde ikke blå luminescens, eller den var svækket. Dette skyldes tilstedeværelsen af ​​urenheder i diamantstrukturen, som forårsager luminescensslukning. En vigtig optisk egenskab ved H-3-centret er, at den blå farve af luminescensen er komplementær til farvens gule nuance. Dette betyder, at hvis de visuelle reaktioner fra intensiteterne af strålingerne fra disse nuancer er ens, vil deres samlede reaktion på vurderingsmandens øje være den samme som fra farveløs (hvid) stråling; det vil sige, at farvens gule nuance under visse forhold kompenseres af luminescensens blå nuance. I det generelle tilfælde er der en ulighed i farveintensiteter efter zoner og en ulighed i visuelle reaktioner fra farvens gule farve og luminescensens blå farve. Luminescens kan betragtes som en gul farve "kompensation" faktor, der virker med et "plus" eller "minus" tegn. Heraf følger en række praktiske implikationer, som er vigtige for visse aspekter af diamantvurdering og -mærkning før savning.

Det er nødvendigt at tage højde for den kombinerede effekt på sorteringsøjet af den gule farvetone og den blå farvetone af krystallens luminescens. Derfor bør diamanter af den første farve opdeles i dem, hvorfra diamanter af de højeste farver kan fås, og dem, hvorfra de ikke kan fås. Under inputkontrol af krystaller skal alle ikke-luminescerende diamanter udvindes fra det samlede antal uden den mindste tilstedeværelse af en gul nuance (en let brun farve er tilladt) og med en transmission på mere end 70%. Disse diamanter kan betragtes som indledende krystaller for farve 1 og 2 diamanter. Deres antal når ikke mere end 1-3% af det samlede antal [13] .

Hver farvet diamant er et helt unikt naturværk. Der er sjældne farver af diamanter: pink, blå, grøn og endda rød [14] .

Eksempler på nogle farvede diamanter:

Forskelle mellem diamant og imitationer

Diamant ligner mange farveløse mineraler - kvarts, topas, zirkon, som ofte bruges som dens efterligninger. Det er kendetegnet ved hårdhed - det er det hårdeste af naturlige materialer (på Mohs-skalaen - 10), optiske egenskaber, gennemsigtighed for røntgenstråler, luminescens i røntgen, katode, ultraviolette stråler [15] .

At finde diamanter i verden

Diamant er et sjældent, men samtidig ret udbredt mineral. Industrielle diamantforekomster er kendt på alle kontinenter undtagen Antarktis . Der kendes flere typer diamantaflejringer. Allerede for flere tusinde år siden blev diamanter udvundet i industriel skala fra alluviale aflejringer . Først mod slutningen af ​​det 19. århundrede , da diamantholdige kimberlitrør først blev opdaget , blev det klart, at diamanter ikke blev dannet i flodsedimenter.

Der er stadig ingen nøjagtige videnskabelige data om diamanternes oprindelse og alder. Forskere holder sig til forskellige hypoteser - magmatisk, kappe, meteorit, væske, der er endda flere eksotiske teorier. De fleste har tendens til magmatiske og kappe-teorier, til det faktum, at kulstofatomer under højt tryk (normalt 50.000 atmosfærer) og i en stor (ca. 200 km ) dybde danner et kubisk krystalgitter - selve diamanten. Stener bringes til overfladen af ​​vulkansk magma under dannelsen af ​​såkaldte " sprængningsrør ".

Diamanternes alder kan være fra 100 millioner til 2,5 milliarder år.

Meteoritiske diamanter af udenjordisk, muligvis førsolar, oprindelse er kendt. Diamanter dannes også i nedslagsmetamorfose fra store meteoritnedslag , såsom i Popigai -astroblemet i det nordlige Sibirien .

Derudover er diamanter blevet fundet i tagsten i forbindelse med ultrahøjtryksmetamorfose , for eksempel i Kumdykul -diamantforekomsten i Kokchetav-massivet i Kasakhstan .

Både slag- og metamorfe diamanter danner nogle gange meget store forekomster med store reserver og høje koncentrationer. Men i disse typer af indskud er diamanterne så små, at de ikke har nogen industriel værdi.

Udvinding og forekomster af diamanter

Kommercielle diamantaflejringer er forbundet med kimberlit- og lamproite- rør bundet til gamle kratoner . De vigtigste forekomster af denne type er kendt i Afrika , Rusland , Australien og Canada .

Før andre blev diamantaflejringer kendt i Indien , i den østlige del af Deccan-plateauet ; Ved slutningen af ​​det 19. århundrede var disse aflejringer meget udtømte.

I 1727 blev de rigeste diamantforekomster i Brasilien opdaget , især i provinsen Minas Gerais , nær Teyuque eller Diamantina , også nær La Japada i provinsen Bahia [3] .

Siden 1867 er Sydafrikas rige forekomster  - "Cape"-diamanter - blevet kendt. Diamanter er blevet fundet nær den moderne by Kimberley i grundfjeldsaflejringer kaldet kimberlitter . Den 16. juli 1871 slog et selskab af diamantprospektører sig ned på De Beers- brødrenes gård . Brødrene købte gården tilbage i de tidlige år af diamantrushet i regionen for £50 og solgte den til sidst for £60.000 . Det vigtigste objekt for diamantudvinding i Kimberley-området var " Big Hole " ("Big Hole"), gravet næsten i hånden af ​​prospektører, der oversvømmede her, hvis antal nåede 50 tusinde mennesker. i slutningen af ​​det 19. århundrede. Hver dag arbejdede op til 30 tusind diamantsøgende her dag og nat [16] .

Fra 1871-1914 udvindede de cirka 2,722 tons diamanter (14,5 millioner karat ), og i forbindelse med brydning udvindede de 22,5 millioner tons jord [17] . Senere blev der fundet nye diamantrør nord for Kimberley - i Transvaal , i området ved Witwatersrand -ryggen [18] .

I 2006 blev der udvundet 176 millioner karat diamanter i verden [19] . I de senere år har industrien registreret et fald i produktionen.

Ifølge materialerne fra Kimberley-processen udgjorde verdens diamantproduktion i 2015 127,4 millioner karat diamanter til en værdi af 13,9 milliarder dollars (den gennemsnitlige pris for en karat er omkring 109 dollars). Diamantudvinding (i værdi) i de førende lande var [20] :

Ifølge Kimberley-processen (KP) var den globale diamantproduktion i 2018 148,4 millioner karat, i alt 14,47 milliarder dollars (gennemsnitsværdien af ​​udvundne diamanter er 97 dollars pr. karat).

Resultater for 2018 ifølge KP [21]
Land Produktion, mio. $ Produktion, tusind karat Gennemsnitspris $/karat
Rusland 3 983 43 161 92
Botswana 3 535 24 378 145
Canada 2098 23 194 90
Sydafrika 1 228 9 908 124
Angola 1 224 8409 146
Namibia 1 125 2397 469

Tre virksomheder, De Beers , ALROSA og Rio Tinto , kontrollerer tilsammen omkring 70 % af verdens diamantproduktion fra 2017. Lederen med hensyn til værdien af ​​udvundne diamanter er det sydafrikanske firma De Beers - 5,8 milliarder dollars eller omkring 37% af verdensproduktionen i 2017, i kvantitative termer er den ledende position besat af den russiske ALROSA med en indikator på 39,6 millioner karat. [22]

Kapaciteten af ​​eksisterende forekomster, graden af ​​deres udvikling og den forventede idriftsættelse af nye miner tyder på, at efterspørgslen på mellemlang og lang sigt vil overstige udbuddet på verdensmarkedet.

Historien om diamantminedrift i Rusland

I Rusland blev den første diamant fundet den 5. juli 1829 i Ural -provinsen i Perm-provinsen ved Krestovozdvizhensky-guldminen af ​​den fjortenårige liveg Pavel Popov, som fandt diamanten, mens han vaskede guld i en gryde med guld . For en halv karat krystal fik Pavel frihed. Pavel førte medlemmerne af Humboldt- ekspeditionen , inklusive grev Polier , til det sted, hvor han fandt den første diamant, og der blev fundet yderligere to små krystaller. Nu kaldes dette sted Diamantnøglen (ifølge kilden af ​​samme navn) og ligger cirka 1 km fra landsbyen. Promysla ikke langt fra den gamle vej, der forbinder landsbyerne Promysla og Tyoplaya Gora, Gornozavodsky-distriktet , Perm-territoriet .

Diamanter blev opdaget ved Biserskoye-minen ved ankomsten til grev Polyes fabrik, som beordrede, at de grove koncentrater, der var tilbage efter vask af guldsandet, skulle vaskes en anden gang. Bisersky jernsmeltning og jernværk , ejet af grevinde Polie , ligger i Perm-provinsen ved floden Biser , der forbinder med Kama ... Den mest bemærkelsesværdige af de miner, der nu udvikles, er Adolfovsky ... Denne mine blev åbnet i 1829 i maj måned og ligger nær udmundingen af ​​Poludenka.

- " Mining Journal " [23]

I 28 års yderligere søgninger i Ural blev der kun fundet 131 diamanter med en samlet vægt på 60 karat . Den første diamant i Sibirien blev også vasket fra koncentrat nær byen Yeniseisk i november 1897 ved Melnichnaya-floden. Diamantens størrelse var 2⁄3 karat . På grund af den lille størrelse af den opdagede diamant og manglen på finansiering, blev diamantefterforskning ikke udført. Den næste diamant blev opdaget i Sibirien i 1948.

Søgningen efter diamanter i Rusland blev udført i næsten halvandet århundrede, og først i midten af ​​1950'erne blev de rigeste primære diamantforekomster opdaget i Yakutia . Den 21. august 1954 opdagede geolog Larisa Popugaeva fra Natalya Nikolaevna Sarsadskikhs geologiske parti det første kimberlitrør uden for Sydafrika [24] [25] . Dens navn var symbolsk - " Zarnitsa ".

Mir-piben var den næste , hvilket også var symbolsk efter den store patriotiske krig . "Vellykket" røret blev åbnet . Sådanne opdagelser tjente som begyndelsen på industriel diamantminedrift i USSR. I øjeblikket falder en stor del af diamanter udvundet i Rusland på Yakut-mineanlæg. Derudover er store diamantforekomster placeret på territoriet af Krasnovishersky-distriktet i Perm-territoriet [26] , og i Arkhangelsk-regionen : forekomsten opkaldt efter. Lomonosov på territoriet af Primorsky-distriktet og Verkhotina-depotet (opkaldt efter V. Grib) på Mezensky-distriktets område .

I september 2012 rapporterede medierne, at videnskabsmænd havde afklassificeret oplysninger om den unikke Popigai industrielle diamantforekomst af stødoprindelse, beliggende på grænsen mellem Krasnoyarsk-territoriet og Yakutia . Ifølge Nikolai Pokhilenko (direktør for Institut for Geologi og Mineralogi i den sibiriske gren (SB) RAS ) indeholder denne forekomst billioner af karat [27] .

I oktober 2019 blev der fundet en " matryoshka " diamant i Yakutia, indeni hvilken en anden diamant bevæger sig frit [28] . De højeste kvalitetsdiamanter i Rusland udvindes i Ural-diamantprovinsen [29] .

Syntetiserede diamanter

Den almindelige betegnelse " syntetiske " diamanter er ikke helt korrekt, da kunstigt dyrkede diamanter i sammensætning og struktur ligner naturlige diamanter (kulstofatomer samlet i et krystalgitter), det vil sige, at de ikke består af syntetiske materialer.

Baggrund og tidlige forsøg

I 1694 blev de italienske videnskabsmænd John Averani og K.-A. Tarjoni, da han forsøgte at sammensmelte flere små diamanter til en stor, fandt ud af, at diamanten brænder som kul, når den opvarmes kraftigt. I 1772 fandt Antoine Lavoisier ud af, at når diamant brændes, dannes der kuldioxid [30] . I 1814 beviste Humphry Davy og Michael Faraday endelig, at diamant er en kemisk slægtning til kul og grafit.

Opdagelsen fik videnskabsmænd til at tænke over muligheden for kunstigt at skabe en diamant. Det første forsøg på at syntetisere diamant blev lavet i 1823 af grundlæggeren af ​​Kharkiv Universitet Vasily Karazin , som opnåede faste krystaller af et ukendt stof under tør destillation af træ med kraftig opvarmning. I 1893 opnåede professor K. D. Khrushchov , mens han hurtigt afkølede smeltet sølv mættet med kulstof, også krystaller, der ridsede glas og korund . Hans oplevelse blev gentaget med succes af Henri Moissan , der erstattede sølv med jern. Senere fandt man ud af, at der i disse eksperimenter ikke blev syntetiseret diamant, men siliciumcarbid ( moissanite ), som har egenskaber meget tæt på diamants [31] .

I 1879 opdagede den skotske kemiker James Hannay, at når alkalimetaller reagerer med organiske forbindelser, frigives kulstof i form af grafitflager og foreslog, at når sådanne reaktioner udføres under højt tryk, kan kulstof krystallisere i form af diamant. Efter en række eksperimenter, hvor en blanding af paraffin , knogleolie og lithium blev opbevaret i lang tid i et forseglet stålrør opvarmet til rød varme, lykkedes det ham at opnå flere krystaller, som efter uafhængig forskning blev anerkendt som diamanter. I den videnskabelige verden blev hans opdagelse ikke anerkendt, da man mente, at en diamant ikke kunne dannes ved så lave tryk og temperaturer. En genundersøgelse af Hannays prøver, udført i 1943 ved hjælp af røntgenanalyse, bekræftede, at de opnåede krystaller var diamanter, men professor K. Lonsdale , som udførte analysen, udtalte igen, at Hannays eksperimenter var en fup [32] .

Syntese

I 1939 var den sovjetiske fysiker Ovsey Leipunsky [33] den første til at udføre en termodynamisk beregning af grafit-diamant-ligevægtslinjen , som tjente som grundlag for syntesen af ​​diamant fra en grafit-metalblanding i højtryksapparater (HPA) ). Denne metode til kunstig produktion af diamanter blev først udført i 1953 i laboratoriet i ASEA (Sverige), derefter i 1954 i laboratoriet hos det amerikanske selskab General Electric og i 1960 på Institute of High Pressure Physics ved USSR Academy of Sciences (IHPP) af en gruppe forskere ledet af Leonid Fedorovich Vereshchagin . Denne metode bruges stadig over hele verden i dag.

I 1961, baseret på videnskabelige resultater i syntesen af ​​diamanter opnået ved IHPP, organiserede Valentin Nikolaevich Bakul produktionen af ​​de første 2000 karat kunstige diamanter ved det centrale designbureau for hårdmetal og diamantværktøjer i Kiev ; siden 1963 er deres serieproduktion blevet etableret [34] .

Den direkte faseovergang grafit → diamant blev registreret under stødbølgebelastning langs et karakteristisk brud i stødadiabaten af ​​grafit [35] . I 1961 dukkede de første DuPont -publikationer op om produktion af diamant (op til 100 mikron i størrelse ) ved stødbølgebelastning ved brug af eksplosionsenergi (i USSR blev denne metode implementeret i 1975 på Institute of Superhard Materials of Academy of Sciences of Ukraine [36] [37] [38] ). Der er også en teknologi til opnåelse af diamanter ved metoden med detonationsladning under eksplosionen af ​​nogle sprængstoffer , for eksempel TNT , med en negativ iltbalance [39] , hvor diamanter dannes direkte fra eksplosionens produkter. Dette er den billigste måde at opnå diamanter på, men "detonationsdiamanter" er meget små (mindre end 1 mikron ) og er kun egnede til slibemidler og sprøjtning [40] .

På nuværende tidspunkt er der en stor industriel produktion af syntetiske diamanter, som imødekommer efterspørgslen efter slibende materialer. Der anvendes flere metoder til syntese. En af dem består i brugen af ​​metal (opløsningsmiddel) - kulstof (grafit) systemet under påvirkning af høje tryk og temperaturer skabt ved hjælp af presseudstyr i hårdlegerede HPA'er . Diamanter krystalliserer ved afkøling under tryk fra en smelte, som er en overmættet opløsning af kulstof i det metal, der dannes under smeltningen af ​​en metal-grafitladning. Diamanterne syntetiseret på denne måde adskilles fra ladningskagen ved at opløse metalmatrixen i en blanding af syrer . Denne teknologi bruges til at opnå diamantpulvere af forskellige kornstørrelser til tekniske formål, såvel som enkeltkrystaller af ædelstenskvalitet.

Moderne metoder til at opnå diamanter fra gasfasen og plasma , som er baseret på banebrydende arbejde udført af et team af forskere fra Institute of Physical Chemistry ved USSR Academy of Sciences ( Deryagin B.V. , Fedoseev D.V., Spitsyn B.V.) [41] , brug [42] ] et gasformigt medium bestående af 95 % brint og 5 % kulstofholdig gas ( propan , acetylen ), samt højfrekvent plasma koncentreret på substratet, hvor selve diamanten dannes (se CVD proces ). Gastemperatur fra 700…850 °C ved et tryk tredive gange mindre end atmosfærisk tryk. Afhængigt af synteseteknologien er væksthastigheden af ​​diamanter fra 7 til 180 µm/h på et substrat. I dette tilfælde aflejres diamanten på et metal- eller keramisk substrat under forhold, der generelt ikke stabiliserer diamanten (sp 3 ), men grafit-formen (sp 2 ) af kulstof. Stabiliseringen af ​​diamant forklares primært af kinetikken af ​​processer på substratoverfladen. En grundlæggende betingelse for diamantaflejring er substratets evne til at danne stabile karbider (også ved diamantaflejringstemperaturer mellem 700 °C og 900 °C ). For eksempel er diamantaflejring mulig på Si-, W- og Cr-substrater, men umulig (direkte eller kun med mellemlag) på Fe-, Co- og Ni-substrater.

Ansøgning

En facetteret diamant ( brillant ) har været den mest populære og dyre ædelsten i mange århundreder . I et overvældende omfang skyldes prisen på en diamant den ekstremt høje monopolisering af dette marked, ikke af diamantgravere, men af ​​kuttere og diamanthandlere. Alle diamantmineselskaber og lande udvindede diamanter til en værdi af 12,4 milliarder dollars i 2016 [43] , mens eksporten af ​​diamanter i verden i 2016 beløb sig til 116 milliarder dollars [44] . Det vil sige, at diamantminearbejdere modtager 10 % af diamantmarkedets indkomst, og 90 % af indkomsten falder på kuttere og diamanthandlere.De Beers , som tegner sig for omkring 20% ​​af verdensproduktionen (2. plads i verden), er ved at udvikle felter i Botswana , Sydafrika , Namibia og Tanzania . ALROSA, som udvikler diamantforekomster ikke kun i Rusland, men også i Angola, Botswana (efterforskning), Zimbabwe (efterforskning), står for 28% af produktionen (1. plads i verden). Det australsk-canadiske selskab Rio Tinto producerer 13%, Dominion Diamond (Canada) - 6%, Petra Diamonds (Sydafrika, Tanzania, Botswana (efterforskning)) producerer 3%. Alle andre virksomheder udvinder 29%. [43] Langt størstedelen (efter værdi) af naturlige diamanter bruges til at fremstille polerede diamanter.

Diamantens exceptionelle hårdhed finder sin anvendelse i industrien: den bruges til fremstilling af knive , boremaskiner , fræsere , indrykke til glattemaskiner og lignende. Behovet for diamant til industriel brug tvinger udvidelsen af ​​produktionen af ​​kunstige diamanter. For nylig er problemet blevet løst ved klynge- og ion-plasmaaflejring af diamantfilm på skæreoverflader. Diamantpulver (både affald fra forarbejdning af naturlig diamant og kunstigt fremstillet ) bruges som slibemiddel til fremstilling af skære- og slibeskiver, cirkler mv.

Bruges også i kvantecomputere , i ur- og atomindustrien .

Udviklingen af ​​mikroelektronik på diamantsubstrater er yderst lovende . Der er allerede færdige produkter med høj varme- og strålingsmodstand . Brugen af ​​diamant som et aktivt element i mikroelektronik er også lovende, især i højstrøms- og højspændingselektronik på grund af den høje gennembrudsspænding og høje termiske ledningsevne. Ved fremstilling af diamantbaserede halvlederanordninger anvendes som regel doterede diamantfilm. Så diamant doteret med bor har en p-type ledningsevne, med fosfor  - n-type. På grund af den store båndbredde fungerer diamant - LED'er i det ultraviolette område af spektret [45] . Derudover er diamantsubstrater lovende til brug som substrater, for eksempel i stedet for siliciumsubstrater , for at reducere spredningen af ​​ladningsbærere . [en]

I 2004 blev der for første gang syntetiseret en diamant ved IHPP RAS , som har en superledende overgang ved en temperatur på 2-5 K (afhængig af graden af ​​doping ) [46] . Den resulterende diamant var en polykrystallinsk prøve stærkt dopet med bor ; senere i Japan blev diamantfilm opnået, der passerer over i den superledende tilstand ved temperaturer på 4-12 K [47] . Indtil videre er superledningsevnen af ​​diamant kun af interesse fra et videnskabeligt synspunkt.

Diamantskæring

En slebet diamant kaldes en brillant .

De vigtigste typer snit er:

Formen på en diamantskæring afhænger af formen på den originale diamantkrystal . For at opnå en diamant af maksimal værdi, forsøger fræsere at minimere tabet af en diamant under forarbejdning. Afhængigt af diamantkrystallens form går 55-70% af massen tabt under behandlingen.

Med hensyn til forarbejdningsteknologi kan uslebne diamanter opdeles i tre store grupper:

  1. "soublz" (eng. sawables) - som regel krystaller af den korrekte oktaedriske form, som først skal saves i to dele, mens emner opnås til fremstilling af to diamanter;
  2. "meykblz" (engelsk makeables) - krystaller af uregelmæssig eller afrundet form, skæres "i ét stykke";
  3. "cleavage" (engelsk spaltning) - krystaller med revner, spaltet før videre forarbejdning.

De vigtigste diamantskæringscentre er: Indien , som hovedsageligt specialiserer sig i små diamanter, der vejer op til 0,30 karat; Israel , skærer diamanter over 0,30 karat; Kina , Rusland , Ukraine , Thailand , Belgien , USA , mens der i USA kun produceres store diamanter af høj kvalitet, i Kina og Thailand - små, i Rusland og Belgien - mellemstore og store. En sådan specialisering blev dannet som følge af forskelle i lønningerne til kuttere .

I litteratur

Se også

Noter

  1. ↑ Diamantens fysiske egenskaber. - Kiev: Naukova Dumka , 1987. - (Håndbog).
  2. ↑ Diamant, diamant  // Great Soviet Encyclopedia  : i 66 bind (65 bind og 1 yderligere) / kap. udg. O. Yu. Schmidt . - M  .: Sovjetisk encyklopædi , 1926-1947.
  3. ↑ 1 2 Diamond // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : i 86 bind (82 bind og 4 yderligere). - Sankt Petersborg. , 1890-1907.
  4. ↑ Diamant  // Forklarende ordbog over det levende store russiske sprog  : i 4 bind  / udg. V. I. Dal . - 2. udg. - Sankt Petersborg. : M. O. Wolfs  trykkeri , 1880-1882.
  5. ↑ Termisk ledningsevne af isotopisk modificeret enkeltkrystal diamant   // Phys . Rev. Lett.. - 1993. - Vol. 70. - S. 3764.
  6. ↑ Wort CJH, Balmer RS ​​​​Diamant som elektronisk materiale  //  Materials Today. - 2008. - Bd. 11 , iss. 1-2 . - S. 22-28 . — ISSN 1369-7021 . - doi : 10.1016/S1369-7021(07)70349-8 .
  7. ↑ Feng Z., Tzeng Y., Field JE Friktion af diamant på diamant i miljøer med ultrahøjt vakuum og lavt tryk  //  Journal of Physics D: Applied Physics. - 1992. - Bd. 25 , iss. 10 . - S. 1418 . - doi : 10.1088/0022-3727/25/10/006 .
  8. ↑ Andreev V. D. r, T-Diagram over smeltningen af ​​diamant og grafit, under hensyntagen til den unormale højtemperaturvarmekapacitet // Udvalgte problemer i teoretisk fysik. . - Kiev: Outpost-Prim, 2012.
  9. ↑ Fiery TV. Hvordan brænder en rigtig DIAMANT? Eksperimenter med diamanter. (14. juni 2019). Dato for adgang: 15. juni 2019.
  10. ↑ Andreev V. D. Spontan grafitisering og termisk ødelæggelse af diamant ved T > 2000 K // Udvalgte problemer inden for teoretisk fysik. . - Kiev: Avanpost-Prim, 2012. Arkiveret kopi (utilgængeligt link) . Dato for adgang: 16. juli 2013. Arkiveret fra originalen 3. december 2013. 
  11. ↑ Andreev V.D. Anomal termodynamik af diamantgitteret // Udvalgte problemer inden for teoretisk fysik . - Kiev: Outpost-Prim, 2012.
  12. ↑ 1 2 Schumann W. Verdens ædelstene . — Nyrevideret og udvidet fjerde udgave. - Sterling Publishing Company, Inc., 2009. - S. 41-42. — ISBN 978-1-4027-6829-3 .
  13. ↑ Dronova N. D. Ændring i farven på diamanter under deres forarbejdning til brillanter (systemtilgang og eksperimentelle undersøgelser). – Resumé af afhandlingen for kandidatgraden for geologiske og mineralogiske videnskaber. Specialitet 04.00.20 – mineralogi, krystallografi. Moskva, 1991.
  14. ↑ Yuri Shelementyev, Petr Pisarev. Diamanternes verden . Gemologiske Center ved Moscow State University. - Sort diamant kaldes carbonado . Hentet: 8. september 2010.
  15. ↑ Kulikov B.F., Bukanov V.V. Ordbog over ædelstene . — 2. udg., revideret. og yderligere - L . : Nedra , 1989. - 168 s. — ISBN 5-247-00076-5 .
  16. ↑ Sydafrika-Kimberley-Geografi
  17. ↑ Landemærker i Kimberley
  18. ↑ Edward Ehrlich "The Witwatersrand, forekomsten, der bestemte Afrikas skæbne" Arkiveret 5. marts 2016 på Wayback Machine Mineralforekomster i menneskets historie
  19. ↑ Olga Vandysheva . Diamanternes fald // Ekspert, nr. 4 (972), 25.-31. januar 2016
  20. ↑ Danilov Yu.G. . Kimberley-processen om global diamantproduktion i 2015  (2. august 2012). Hentet 10. december 2013.
  21. ↑ Verdens diamantproduktion faldt i 2018 . Diamanter. Hentet: 8. juli 2019.
  22. ↑ Verdens diamantproduktion vil falde med 3,4% i 2018  (russisk) , Diamonds . Hentet 5. marts 2018.
  23. ↑ Shuvalovsky Park (Shuvalovsky Park. Nedre dam eller Napoleons skjorte): [historie og modernitet af paladset og parkensemblet i Skt. Petersborg]
  24. ↑ Journalrum | Neva, 2003 nr. 9 | Evgeny Treyvus - Golgata af geologen Popugayeva
  25. ↑ Lenin-prisen i 1957 blev tildelt andre geologer. Først i 1970 blev Popugaeva tildelt et æresdiplom og tegnet " Pionér of the field "
  26. ↑ Visher diamanter, 1973 .
  27. ↑ Forskere har afklassificeret en diamantforekomst i Sibirien , Lenta.ru (16. september 2012). Hentet 18. september 2012.
  28. ↑ En unik matryoshka-diamant blev opdaget i Yakutia
  29. ↑ [https://bigenc.ru/geology/text/4700548 Ural diamondiferous provins] // Store russiske encyklopædi: [  i 35 bind] /  kap . udg. Yu. S. Osipov . - M .  : Great Russian Encyclopedia, 2004-2017.
  30. ↑ "Stor diamant - fra små"
  31. ↑ B. F. Danilov "Diamanter og mennesker"
  32. ↑ Eksperimenter med "diamantskabelsen" af V. N. Karazin og K. D. Khrushchov og syntesen af ​​diamant af vores andre landsmænd . Magasinet "Universiteter". Arkiveret fra originalen den 13. januar 2009.
  33. ↑ Leipunsky O.I. Om kunstige diamanter  // Advances in Chemistry . - 1939. - Udgave. 8 . - S. 1519-1534 .
  34. ↑ Ukraines diamant. - Kiev: Azimut-Ukraine, 2011. - 448 s.
  35. ↑ Alder BJ, Christian RH Opførsel af stærkt chokeret kulstof   // Fysisk . Rev. Lett.. - 1961. - Vol. 7 . — S. 367 .
  36. ↑ Bakul V. N. , Andreev V. D. AB-kvalitet diamanter syntetiseret ved eksplosion  // Syntetiske diamanter. - 1975. - Udgave. 5 (41) . - S. 3-4 .
  37. ↑ Andreev V.D. Om mekanismen for diamantdannelse under stødbelastning  // Syntetiske diamanter. - 1976. - Udgave. 5 (47) . - S. 12-20 .
  38. ↑ Lukash V. A. et al. Metoder til syntese af superhårde materialer ved brug af eksplosion  // Syntetiske diamanter. - 1976. - Udgave. 5 (47) . - S. 21-26 .
  39. ↑ Volkov K. V., Danilenko V. V., Elin V. I.  // Forbrændings- og eksplosionsfysik. - 1990. - T. 3 , udg. 26 . - S. 123-125 .
  40. ↑ Novikov N. V., Bogatyreva G. P., Voloshin M. N. Detonationsdiamanter i Ukraine  // Faststoffysik. - 2004. - T. 46 , no. 4 . - S. 585-590 .
  41. ↑ Deryagin B. V. , Fedoseev D. V. Vækst af diamant og grafit fra gasfasen . — M .: Nauka, 1977.
  42. ↑ Ny teknologi giver dig mulighed for at skabe diamanter af enhver størrelse / lenta.ru baseret på materialerne fra "New Scientist".
  43. ↑ 1 2 Verdens diamantmarked | ALROSA . www.alrosa.ru Hentet: 1. december 2019.
  44. ↑ Eksporter destinationer for diamanter fra Mir (2016) . Observatoriet for økonomisk kompleksitet. Hentet: 1. december 2019.
  45. ↑ Ny n-Type Diamond Semiconductor Syntetiseret (link utilgængeligt) . Hentet 4. marts 2010. Arkiveret fra originalen 13. maj 2009. 
  46. ↑ Ekimov, EA; VA Sidorov, ED Bauer, NN Mel'nik, NJ Curro, JD Thompson, SM Stishov. Superledning i diamant  (engelsk)  // Nature. - 2004. - Bd. 428 , nr. 6982 . - S. 542-545 . — ISSN 0028-0836 . - doi : 10.1038/nature02449 .
  47. ↑ (downlink) [cond-mat/0507476] Superledningsevne i polykrystallinske diamant tynde film  (downlink)  (downlink siden 21/05/2013 [3452 dage])

Litteratur

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Tematiske steder
Ordbøger og encyklopædier
 Allotropi af kulstof
sp 3
sp 2
spKarabin
blandet
sp 3 /sp 2
Andet
hypotetisk
relaterede
 Mineralklasse : Native elementer ( IMA - klassificering , Mills et al., 2009 )
Jern-nikkel gruppe Guldklump (placer guld) 2 (17025829922).jpg
guld gruppe
arsen gruppe
platin gruppePlatin
gruppe af svovlpolymorferSvovl
gruppe af kulstofpolymorfer
AndetMerkur