Diamant er et naturlig mineral, et av de mest kjente og dyreste. Det er mange spekulasjoner og legender rundt ham, spesielt med hensyn til verdien og oppdagelsen av forfalskninger. Et eget emne for studier er forholdet mellom diamant og grafitt. Mange vet at disse mineralene er like, men ikke alle vet nøyaktig hva. Og spørsmålet om hvordan de er forskjellige, kan ikke alle svare på. Hva vet vi om strukturen til en diamant? Eller kriteriene for å bedømme edelstener?
Diamantstruktur
Diamant er ett av tre mineraler som er en krystallinsk modifikasjon av karbon. De to andre er grafitt og lonsdaleitt, den andre kan finnes i meteoritter eller lages kunstig. Og hvis disse steinene er sekskantede modifikasjoner, er typen diamantkrystallgitter en kube. I dette systemet er karbonatomer ordnet på denne måten: ett ved hvert toppunkt og i midten av ansiktet, og fire inne i kuben. Dermed viser det seg atatomene er ordnet i form av tetraedre, og hvert atom er i sentrum av ett av dem. Partiklene er forbundet med den sterkeste bindingen - kovalent, på grunn av hvilken diamanten har en høy hardhet.
Kjemiske egenskaper
Grovt sett er en diamant rent karbon, derfor må diamantkrystaller være helt gjennomsiktige og overføre alt synlig lys. Men det er ikke noe perfekt i verden, noe som betyr at dette mineralet også har urenheter. Det antas at det maksimale innholdet av urenheter i edelstensdiamanter ikke bør overstige 5%. Sammensetningen av en diamant kan omfatte både faste og flytende og gassformige stoffer, de vanligste av dem:
- nitrogen;
- bor;
- aluminium;
- silisium;
- kalsium;
- magnesium.
Komposisjonen kan også inneholde kvarts, granater, olivin, andre mineraler, jernoksider, vann og andre stoffer. Ofte finnes disse elementene i sammensetningen av mineralet i form av mekaniske mineralinneslutninger, men noen av dem kan erstatte karbon i diamantstrukturen - dette fenomenet kalles isomorfisme. I dette tilfellet kan inneslutninger i betydelig grad påvirke de fysiske egenskapene til mineralet, dets farge, lysrefleksjon og nitrogeninneslutninger gir det selvlysende egenskaper.
Fysiske egenskaper
Strukturen til en diamant bestemmer dens fysiske egenskaper, de vurderes i henhold til fire kriterier:
- hardness;
- density;
- spredning og brytning av lys;
- krystallgitter.
Hardheten til mineraler er estimert på Mohs-skalaen, poengsummen på dette systemet er 10, dette er den maksimale indikatoren. Den neste på listen er korund, indikatoren er 9, men hardheten er 150 ganger mindre, noe som betyr diamantens absolutte overlegenhet i denne indikatoren.
Men hardheten til et mineral betyr ikke dets styrke i det hele tatt. Diamant er ganske sprø og knekker lett hvis den slås med en hammer.
Den egenvekt av en diamant (tetthet) bestemmes i området fra 3,42 til 3,55 g/cm3. Den bestemmes av forholdet mellom vekten av mineralet og vekten av vann med samme volum.
Foruten hardhet, har den også høye brytningsindekser (2.417-2.421) og spredning (0.0574). Denne kombinasjonen av egenskaper gjør at diamanten er den mest dyrebare og ideelle smykkesteinen.
De andre fysiske egenskapene til mineralet er også viktige, som termisk ledningsevne (900-2300 W/m·K), også den høyeste av alle stoffer. Du kan også merke deg mineralets evne til ikke å løse seg opp i syrer og alkalier, egenskapene til dielektrikumet, den lave friksjonskoeffisienten for metall i luft og det høye smeltepunktet på 3700-4000 °C ved et trykk på 11 GPa.
Likheter og forskjeller mellom diamant og grafitt
Karbon er et av de vanligste grunnstoffene på jorden, det finnes i mange stoffer, spesielt i levende organismer. Grafitt, som diamant, består av karbon, men strukturene til diamant og grafitt er svært forskjellige. Diamant kan bli til grafitt under påvirkning av høye temperaturer uten tilgang til oksygen, men under normale forhold er den i stand til åforbli uendret, dette kalles metastabilitet, i tillegg er typen diamantkrystallgitter en kube. Men grafitt er et lagdelt mineral, strukturen ser ut som en serie lag plassert i forskjellige plan. Disse lagene består av sekskanter som danner et bikakelignende system. Sterke bindinger dannes kun mellom disse sekskantene, men mellom lagene er de ekstremt svake, dette forårsaker lagdeling av mineralet. I tillegg til sin lave hardhet absorberer grafitt lys og har en metallisk glans, som også er veldig forskjellig fra diamant.
Disse mineralene er det mest slående eksemplet på allotropi - et fenomen der stoffer har forskjellige fysiske egenskaper, selv om de består av det samme kjemiske elementet.
Oprinnelse av diamant
Det er ingen entydig mening om hvordan diamanter dannes i naturen, det finnes magmatiske, mantel-, meteoritt- og andre teorier. Det vanligste er imidlertid magmatisk. Det antas at diamanter dannes på en dybde på rundt 200 km under et trykk på 50 000 atmosfærer, og deretter bringes til overflaten sammen med magma under dannelsen av kimberlittrør. Alderen på diamanter varierer fra 100 millioner til 2,5 milliarder år. Det er også vitenskapelig bevist at diamanter kan dannes når en meteoritt treffer jordoverflaten, og også finnes i selve meteorittbergarten. Krystaller av denne opprinnelsen er imidlertid ekstremt små og egner seg sjelden for behandling.
Diamantinnskudd
De første innskuddene som vardiamanter ble oppdaget og utvunnet, lokalisert i India, men på slutten av 1800-tallet var de alvorlig utarmet. Imidlertid var det der de mest kjente, store og dyre prøvene ble utvunnet. Og på 1600- og 1800-tallet ble mineralforekomster oppdaget i Brasil og Sør-Afrika. Historien er full av legender og fakta om diamantrushet, som spesifikt er knyttet til sørafrikanske gruver. De sist oppdagede diamantforekomstene er i Canada, utviklingen deres begynte først i det siste tiåret av det 20. århundre.
Minene i Namibia er spesielt interessante, selv om diamantutvinning der er en vanskelig og farlig virksomhet. Avsetninger av krystaller er konsentrert under et jordlag, som, selv om det kompliserer arbeidet, snakker om den høye kvaliteten på mineraler. Diamanter som har reist flere hundre kilometer til overflaten med konstant friksjon mot andre bergarter er høyverdige krystaller av lavere kvalitet som rett og slett ikke tålte en slik reise, og derfor er 95 % av steinene som utvinnes av edelstenskvalitet. Det finnes også kjente og mineralrike kimberlittrør i Russland, Botswana, Angola, Guinea, Liberia, Tanzania og andre land.
Diamantbehandling
Diamantbehandling krever stor erfaring, kunnskap og ferdigheter. Før du starter arbeidet, er det nødvendig å studere steinen grundig for deretter å bevare vekten så mye som mulig og bli kvitt inneslutninger. Den vanligste typen diamantskjæring er rund, det lar steinen glitre med alle farger og reflektere lyset så gunstig som mulig. Men dette arbeidet er også det vanskeligste:en rund diamant har 57 plan, og når du skjærer den, er det viktig å observere de mest presise proporsjonene. Også populære typer kutt er: oval, teardrop, hjerte, marquise, smaragd og andre. Det er flere stadier av mineralbehandling:
- markup;
- splitting;
- saging;
- runding;
- cut.
Det antas fortsatt at diamanten mister omtrent halvparten av vekten etter bearbeiding.
Diamond evalueringskriterier
Når diamanter utvinnes er det kun 60 % av mineralene som egner seg for bearbeiding, de kalles smykker. Naturligvis er prisen på grove steiner mye lavere enn prisen på diamanter (mer enn to ganger). Diamanter verdsettes i henhold til 4C-systemet:
- Carat (karatvekt) - 1 karat tilsvarer 0,2 g.
- Farge (farge) - rene hvite diamanter finnes nesten aldri, de fleste mineraler har en viss nyanse. Verdien avhenger i stor grad av fargen på diamanten, de fleste av steinene som finnes i naturen har en gul eller brun fargetone, rosa, blå og grønne steiner kan finnes sjeldnere. De mest sjeldne, vakre og derfor dyre er mineraler av mettede farger, de kalles fantasi. De sjeldneste er grønne, lilla og svarte.
- Klarhet (klarhet) er også en viktig indikator som bestemmer tilstedeværelsen av defekter i steinen og påvirker dens verdi betydelig.
- Klipp (kuttet) - utseendet til en diamant avhenger i stor grad av skjæringen. Refraksjon og refleksjon av lysen slags "strålende" utstråling gjør denne steinen så verdifull, og feil form eller proporsjonsforhold under bearbeiding kan ødelegge den fullstendig.
Produksjon av kunstige diamanter
Now-teknologi lar deg "dyrke" diamanter, nesten umulig å skille fra naturlige. Det er flere måter å syntetisere på:
- Skaping av HPHT-diamanter er metoden nærmest naturlige forhold. Mineraler er laget av grafitt og frødiamant ved en temperatur på 1400 ° C under et trykk på 50 000 atmosfærer. Denne metoden lar deg syntetisere steiner av edelstener.
- Skaping av CVD-diamanter (filmsyntese) - fremstilling av steiner under vakuumforhold ved bruk av et frø og metan- og hydrogengasser. Denne metoden gjør det mulig å syntetisere de reneste mineralene, men de er ekstremt små i størrelse, derfor brukes de hovedsakelig til industrielle formål.
- Eksplosiv fusjon er en metode som produserer små diamantkrystaller ved å detonere eksplosiver og deretter kjøle dem ned.
Hvordan skille en original fra en falsk
Når vi snakker om metoder for å bestemme ektheten til diamanter, er det verdt å skille mellom verifisering av ektheten til diamanter og uslepne diamanter. En uerfaren person kan forveksle en diamant med kvarts, krystall, andre gjennomsiktige mineraler og til og med glass. Imidlertid gjør de eksepsjonelle fysiske og kjemiske egenskapene til en diamant det enkelt å oppdage en falsk.
BFørst av alt er det verdt å huske hardheten. Denne steinen er i stand til å skrape hvilken som helst overflate, men bare en annen diamant kan etterlate merker på den. Dessuten forblir ikke svette på en naturlig krystall hvis du puster på den. På en våt stein vil det være et merke som en blyant hvis du kjører aluminium over den. Du kan sjekke det med røntgen: en naturstein under stråling har en rik grønn farge. Eller se gjennom den på teksten: det vil være umulig å se den gjennom en naturlig diamant. Separat er det verdt å merke seg at naturligheten til steinen kan kontrolleres for lysbrytning: Hvis du bringer originalen til lyskilden, kan du bare se en lysende prikk i midten.
