Charakterystyka porównawcza właściwości fizycznych diamentu i grafitu. Różnica między diamentem a grafitem

Witajcie nasi drodzy czytelnicy! Czy zastanawiałeś się kiedyś, co może mieć ze sobą wspólnego diament i grafit? Wydawać by się mogło, że diament jest tym, z czego są wykonane droga biżuteria, cieszące oko nawet najbardziej wyrafinowanego gustu. Twardy, wytrzymały i praktycznie niezniszczalny. A grafit, główny składnik do produkcji ołówków, jest bardzo delikatny i łatwo pęka. Pamiętasz, jak często pękał Twój rysik?

Jednak oba minerały są ze sobą powiązane. Poza tym rekreacja specjalne warunki umożliwia proces przemiany grafitu w diament i odwrotnie.

Lektura artykułu pozwoli Ci dowiedzieć się, jakie właściwości mają prezentowane w artykule minerały, jak pojawiły się na Ziemi oraz gdzie trzeba się udać, aby wydobywać diamenty. Lub, jeśli masz mniej szczęścia, grafit, a także czy można zrobić diamenty i grafit w domu?

Życzymy miłej lektury!

Cechy diamentu i grafitu

Główny cechy charakterystyczne diament to:

• zdolność do załamywania i odbijania światła słonecznego, co nadaje mu słynny blask;
• najwyższa twardość (w porównaniu do innych minerałów) i kruchość;
• metastabilność – zdolność do niezmieniania swojej struktury i stanu przez setki lat w normalnych warunkach;
• wysoka przewodność cieplna;
• wysoka odporność na kwasy i zasady;
• ma niski współczynnik tarcia;
• dielektryk, nie przewodzi prądu elektrycznego.

Takie właściwości minerału stają się możliwe dzięki temu, że jego wewnętrzna struktura ma złożoną sieć krystaliczną, którą jest sześcian lub czworościan. Struktura opiera się na pierwiastku chemicznym – węglu.

Jeśli w jego sieci krystalicznej znajdują się zanieczyszczenia, może zmienić swój kolor, który jest wszystkim znany. Zatem obecność żelaza w kompozycji daje minerał brązowy odcień, lit – żółty, aluminium – niebieski, mangan – różowy lub czerwony (w zależności od stężenia), bor – niebieski, chrom – zielony.

Grafit jest dokładnym przeciwieństwem diamentu. Jego struktura składa się z szeregu warstw, które zewnętrznie przypominają cienkie płyty. Głównym elementem konstrukcyjnym jest węgiel. Ma czarny kolor z nutą metalu. Miękki i lekko tłusty w dotyku.

Posiada następujące cechy charakterystyczne:

• nie przepuszcza ani nie załamuje światła;
• dobra przewodność cieplna;
• dobra odporność ogniowa;
• kruchość;
• niski współczynnik tarcia;
• przewodzi prąd elektryczny;
• można mieszać z innymi substancjami.

Pomimo tak odmiennych właściwości, współczesna nauka nauczyła się sztucznie wytwarzać od siebie prezentowane tutaj minerały.

Czy diament jest minerałem czy nie?

Aby odpowiedzieć na to pytanie, zastanówmy się, czym właściwie jest „minerał”. We współczesnej nauce za minerał uważa się solidny naturalne pochodzenie, posiadające strukturę krystaliczną, to znaczy układ atomów jest ściśle uporządkowany.

Ponieważ struktura diamentu to sześcian lub czworościan i ma przezroczystą sieć krystaliczną, można go śmiało zaliczyć do minerału.

Podobnie sytuacja wygląda w przypadku grafitu, którego budowa lamelarna również charakteryzuje się ścisłym porządkiem.

Pochodzenie diamentów i grafitu

Nie ma dokładnych i wiarygodnych danych na temat pochodzenia tych minerałów. Istnieją tylko pewne hipotezy, a mianowicie:

1. Hipoteza pochodzenia magmowego
2. Hipoteza pochodzenia płaszcza
3. Hipoteza pochodzenia płynu

Dwie pierwsze teorie są najbardziej popularne i sprowadzają się do tego, że pojawienie się miało miejsce w głębinach naszej Ziemi wiele milionów lat temu na głębokości od stu do dwustu kilometrów. Kryształy wydostały się na powierzchnię w wyniku eksplozji i erupcji wulkanów.

Grafit z kolei może powstawać także w wyniku przemian w skałach osadowych.

Ciekawostką jest obecność odłamków diamentu w meteorytach. Sugeruje to, że oprócz pochodzenia ziemskiego istnieją także kryształy pochodzenia meteorytowego przywiezione z kosmosu.

Istnieje wiele hipotez na temat powstawania okruszków w meteorytach. Najpopularniejsza teoria głosi, że sam meteoryt nie zawiera wiórów diamentowych w „czystej” postaci, a jedynie jest wzbogacony węglem. Po uderzeniu w Ziemię rozwijają się idealne warunki do odtworzenia minerału: wysoka temperatura (dwa do trzech tysięcy stopni) i ciśnienie (5 do 10 GPa). Diamenty powstałe tą metodą nazywane są impaktami.

Niestety kryształy pochodzenia kosmicznego są zbyt małe, aby można je było wydobyć na skalę przemysłową, dlatego też wszystkie złoża wykorzystywane do wydobycia są wyłącznie pochodzenia naturalnego.

Główne złoża

Największe złoża diamentów znajdują się w Republice Indyjskiej, Federacja Rosyjska, prowincja Kimberley (odpowiada za 80% całej produkcji).

Rosyjskie złoża znajdują się w Republice Sacha (Jakucja), Region Permu i obwód archangielski.

Do wykrywania osadów diamentów wykorzystuje się promienie rentgenowskie. Poszukiwania trwają dziesięciolecia. Bardzo niewielka liczba odkrytych złóż zawiera minerały wysokiej jakości, wystarczające do wykorzystania w przemyśle jubilerskim.

Proces wydobywczy polega na wydobyciu rudy i jej rozdrobnieniu, oddzielając związane z nią skały. Następnie za pomocą specjalnego sprzętu określa się kategorie i klasy wydobytego materiału.

Największe złoża grafitu znajdują się w regionie Krasnodarskim i na Ukrainie. Złoża materiałów niskiej jakości znajdują się na Madagaskarze, Brazylii, Kanadzie i Meksyku.

Występuje z reguły razem ze skałami wapiennymi, takimi jak apatyt i flogopit, a także w utworach pneumatolitowych, a mianowicie: kwarcu, skaleniu, biotycie, tytanomagnetycie.

Obszar zastosowań

Stosowany w wielu gałęziach przemysłu.

• Inżynieria elektryczna;
• elektronika radiowa i energoelektronika;
• wiertnice;
• produkcja cennej biżuterii i akcesoriów.

Zakres zastosowania grafitu:

• tworzenie sprzętu ognioodpornego;
• produkcja smarów;
• produkcja grafitów do ołówków;
• energia jądrowa (jako moderator neutronów);
• sztuczna produkcja diamentów.

Najpopularniejszym obszarem zastosowań jest tworzenie biżuterii. Przetworzony minerał, zwany diamentem, ma wysoką wartość i jest bardzo popularny na rynku jubilerskim. Dla wielu ludzi nadal nim jest doskonała opcja na inwestycje kapitałowe.

Technologia otrzymywania diamentów z grafitu

Dla nowoczesna nauka Wyhodowanie sztucznego kryształu diamentu to drobnostka. Jeśli w naturalne warunki Jego utworzenie zajmuje setki milionów lat, ale w specjalnie wyposażonym laboratorium odbywa się to w znacznie krótszym czasie.

Zasadą nienaturalnej produkcji jest odtworzenie optymalnych warunków, które najkorzystniej sprzyjają zmianie formy węgla. Wymagana jest zarówno wysoka temperatura (od 1500 do 3000 stopni), jak i ciśnienie (kilka GPa). Najłatwiej go uzyskać, podgrzewając grafit impulsowo do dwóch tysięcy stopni. Podczas utrzymywania wysokie ciśnienie Prowadzony jest proces przemiany grafitu w diamenty. Jednocześnie, gdy ciśnienie spada, rozpoczyna się proces odwrotny, w którym jeden minerał zamienia się w drugi.

W związku z tym, aby uzyskać kryształ diamentu, konieczne jest stabilne utrzymanie wysokich parametrów temperatury i ciśnienia przez długi czas. To sprawia, że ​​technologia konwersji jest energochłonna i kosztowna. Ponadto w procesie tym powstają wyłącznie diamenty przemysłowe, które nie nadają się do stosowania w biżuterii.

Z tych powodów produkcja nienaturalnych diamentów jest uważana za nieopłacalną w porównaniu z wydobyciem.

Przygotowanie sztucznego grafitu

Istnieć następujące typy grafity sztuczne: wielki piec, koks, retorta, Acheson.

Najpopularniejszym nienaturalnym typem jest koks. Metoda produkcji polega na uzyskaniu gęstej masy węglowej z piasku i koksu, wypaleniu jej, połączonym z karbonizacją. W ostatnim etapie następuje krystalizacja (grafityzacja). Aby zmniejszyć porowatość, powstały minerał impregnuje się żywicami syntetycznymi i powtarza prażenie. Każdy powtarzany cykl znacząco zmniejsza porowatość. Łącznie może być maksymalnie pięć cykli.

Istotną wadą sztucznego grafitu jest zawartość różnych zanieczyszczeń, a co za tym idzie niska „czystość”.

To wszystko! Dziękuję bardzo za zainteresowanie i uwagę! Nie zapomnij polecić tego artykułu swoim znajomym w sieciach społecznościowych!

Zespół LyubiKamni

Wstęp

Przemysł diamentowy w naszym kraju jest na etapie rozwoju, wprowadzania nowych technologii przetwarzania minerałów.

Znalezione złoża diamentów ujawniają się dopiero w wyniku procesów erozji. Dla odkrywcy oznacza to, że istnieje wiele „ślepych” złóż, które nie docierają do powierzchni. Ich obecność można rozpoznać po wykrytych lokalnych anomaliach magnetycznych, których górna krawędź znajduje się na głębokości setek, a przy odrobinie szczęścia kilkudziesięciu metrów. (A. Portnow).

Na podstawie powyższego mogę ocenić perspektywy rozwoju branży diamentowej. Dlatego wybrałem temat – „Diament i grafit: właściwości, pochodzenie i znaczenie”.

W swojej pracy próbowałem przeanalizować związek grafitu z diamentem. Aby to zrobić, porównałem te substancje z kilku punktów widzenia. Rozważyłem ogólna charakterystyka tych minerałów, rodzaje przemysłowe ich złóż, typy naturalne i techniczne, zagospodarowanie złóż, obszary zastosowań, znaczenie tych minerałów.

Pomimo tego, że grafit i diament mają polarne właściwości, są to polimorficzne modyfikacje tego samego pierwiastka chemicznego - węgla. Polimorfy lub polimorfy to substancje, które mają ten sam skład chemiczny, ale inną strukturę krystaliczną. Wraz z początkiem syntezy sztuczne diamenty Zainteresowanie badaniami i poszukiwaniem polimorficznych modyfikacji węgla gwałtownie wzrosło. Obecnie, oprócz diamentu i grafitu, za wiarygodnie ustalone można uznać lonsdaleit i chaotyt. Pierwszy we wszystkich przypadkach został znaleziony tylko w bliskim przeroście z diamentem i dlatego nazywany jest również diamentem sześciokątnym, a drugi występuje w postaci płytek na przemian z grafitem, ale umieszczonych prostopadle do jego płaszczyzny.

Polimorfy węgla: diament i grafit

Jedynym pierwiastkiem tworzącym minerały diamentu i grafitu jest węgiel. Węgiel (C) jest pierwiastkiem chemicznym grupy IV układu okresowego pierwiastków chemicznych D.I. Mendelejewa, liczba atomowa - 6, względna masa atomowa - 12,011 (1). Węgiel jest stabilny w kwasach i zasadach i utlenia się wyłącznie za pomocą dwuchromianu potasu lub sodu, chlorku żelaza lub glinu. Węgiel ma dwa stabilne izotopy C (99,89%) i C (0,11%). Dane skład izotopowy węgiel pokazują, że ma on różne pochodzenie: biogenne, niebiogenne i meteorytowe. Różnorodność związków węgla, tłumaczona zdolnością jego atomów do łączenia się ze sobą oraz z atomami innych pierwiastków na różne sposoby, decyduje o szczególnej pozycji węgla wśród innych pierwiastków.

Ogólna charakterystyka diamentu

Od razu na myśl przychodzi słowo „diament”. sekretne historie, opowiadający o poszukiwaniu skarbu. Dawno, dawno temu ludzie polujący na diamenty nie mieli pojęcia, że ​​przedmiotem ich pasji był krystaliczny węgiel, z którego powstaje sadza, sadza i węgiel. Zostało to po raz pierwszy udowodnione przez Lavoisiera. Eksperymentował ze spalaniem diamentów za pomocą specjalnie do tego celu zamontowanej maszyny zapalającej. Okazało się, że diament spala się na powietrzu w temperaturze około 850-1000*C nie pozostawiając żadnych pozostałości stałych, jak zwykły węgiel, natomiast w strumieniu czystego tlenu spala się w temperaturze 720-800*C. Po podgrzaniu do temperatury 2000-3000*C bez dostępu tlenu zamienia się w grafit (można to wytłumaczyć faktem, że wiązania homeolarne pomiędzy atomami węgla w diamencie są bardzo mocne, co powoduje bardzo wysoką temperaturę topnienia).

Diament to bezbarwna, przezroczysta, krystaliczna substancja, która niezwykle silnie załamuje promienie świetlne.

Atomy węgla w diamencie znajdują się w stanie hybrydyzacji sp3. W stanie wzbudzonym elektrony walencyjne w atomach węgla są sparowane i powstają cztery niesparowane elektrony.

Każdy atom węgla w diamencie jest otoczony przez cztery inne, oddalone od niego od środka, na wierzchołkach czworościanu.

Odległość między atomami w czworościanie wynosi 0,154 nm.

Siła wszystkich połączeń jest taka sama.

Cały kryształ stanowi pojedynczą trójwymiarową ramę.

W temperaturze 20*C gęstość diamentu wynosi 3,1515 g/cm. To wyjaśnia jego wyjątkową twardość, która zmienia się wzdłuż krawędzi i maleje w kolejności: ośmiościan - dwunastościan rombowy - sześcian. Jednocześnie diament ma doskonałą łupliwość (wzdłuż oktaedru), a jego wytrzymałość na zginanie i ściskanie jest mniejsza niż innych materiałów, dlatego diament jest kruchy, pod ostrym uderzeniem rozbija się, a po zmiażdżeniu stosunkowo łatwo zamienia się w proszek . Diament ma maksymalną twardość. Połączenie tych dwóch właściwości pozwala na zastosowanie go do narzędzi ściernych i innych pracujących pod znacznym ciśnieniem właściwym.

Współczynnik załamania światła (2,42) i dyspersja (0,063) diamentu znacznie przewyższają inne przezroczyste minerały, co w połączeniu z maksymalną twardością decyduje o jego jakości jako kamienia szlachetnego.

Zanieczyszczenia azotem, tlenem, sodem, magnezem, aluminium, krzemem, żelazem, miedzią i innymi znajdują się w diamentach, zwykle w tysięcznych procentach.

Diament jest wyjątkowo odporny na kwasy i zasady, nie zwilża się wodą, ale ma zdolność przylegania do niektórych mieszanek tłuszczowych.

Diamenty występują w przyrodzie zarówno w postaci dobrze zdefiniowanych pojedynczych kryształów, jak i agregatów polikrystalicznych. Prawidłowo uformowane kryształy wyglądają jak wielościany o płaskich ścianach: ośmiościan, dwunastościan rombowy, sześcian i kombinacje tych kształtów. Bardzo często na fasetach diamentów występuje wiele etapów wzrostu i rozpuszczania; jeśli nie są widoczne gołym okiem, krawędzie wydają się zakrzywione, kuliste, w kształcie ośmiościanu, sześciokąta, prostopadłościanu i ich kombinacji. Różne kształty kryształów wynikają z ich wewnętrznej struktury, obecności i charakteru rozkładu defektów, a także fizykochemicznego oddziaływania ze środowiskiem otaczającym kryształ.

Wśród formacji polikrystalicznych wyróżniają się ballas, carbonado i deska.

Ballas to formacje sferolitowe o budowie promienistej. Carbonado - agregaty kryptokrystaliczne o wielkości pojedynczych kryształów 0,5-50 mikronów. Płyta to kruszywo jasnoziarniste. Ballas, a zwłaszcza carbonado, mają najwyższą twardość ze wszystkich rodzajów diamentów.

Ryc.1

Ryc.2

Ogólna charakterystyka grafitu

Grafit jest szaro-czarną krystaliczną substancją o metalicznym połysku, tłustą w dotyku i ma gorszą twardość nawet od papieru.

Struktura grafitu jest warstwowa, wewnątrz warstwy atomy są połączone mieszanymi wiązaniami jonowo-kowalencyjnymi, a pomiędzy warstwami głównie wiązaniami metalicznymi.

Atomy węgla w kryształach grafitu znajdują się w hybrydyzacji sp2. Kąty pomiędzy kierunkami wiązania są równe 120*. Rezultatem jest siatka składająca się z regularnych sześciokątów.

Grafit po podgrzaniu bez dostępu powietrza nie ulega żadnym zmianom do temperatury 3700*C. W określonej temperaturze jest usuwany bez topienia.

Kryształy grafitu są zwykle cienkimi płytkami.

Grafit ze względu na niską twardość i bardzo doskonałą łupliwość łatwo pozostawia ślad na tłustym w dotyku papierze. Te właściwości grafitu wynikają ze słabych wiązań pomiędzy warstwami atomowymi. Charakterystyki wytrzymałościowe tych wiązań charakteryzują się niskim ciepłem właściwym grafitu i jego wysoką temperaturą topnienia. Dzięki temu grafit ma wyjątkowo wysoką odporność ogniową. Ponadto dobrze przewodzi prąd i ciepło, jest odporny na wiele kwasów i innych substancji chemicznych, łatwo miesza się z innymi substancjami, ma niski współczynnik tarcia oraz wysoką smarowność i zdolność krycia. Wszystko to doprowadziło do unikalnego połączenia ważnych właściwości w jednym minerale. Dlatego grafit jest szeroko stosowany w przemyśle.

Zawartość węgla w kruszywach mineralnych oraz struktura grafitu to główne cechy decydujące o jakości. Grafit nazywany jest często materiałem, który z reguły jest nie tylko monokrystaliczny, ale także monomineralny. Chodzi tu przede wszystkim o kruszywa substancji grafitowej, grafit i skały zawierające grafit oraz produkty wzbogacania. Oprócz grafitu zawsze zawierają zanieczyszczenia (krzemiany, kwarc, piryt itp.). Właściwości takich materiałów grafitowych zależą nie tylko od zawartości węgla grafitowego, ale także od wielkości, kształtu i wzajemne relacje kryształy grafitu tj. na właściwości teksturalne i strukturalne użytego materiału. Dlatego też, aby ocenić właściwości materiałów grafitowych, należy wziąć pod uwagę zarówno cechy struktury krystalicznej grafitu, jak i cechy teksturalne i strukturalne pozostałych jego składników.

Ryc.3.

Bakajewa Anastazja

Wszystko zaczęło się od prostego ołówka! A raczej od jego rdzenia. Na lekcjach fizyki omawialiśmy temat „Budowa ciał stałych, ciekłych i gazowych” i okazało się, że węgiel, grafit i diament są „krewnymi”. Ale jak to możliwe, skoro węgiel to gaz, a grafit i diament to substancje stałe z sieciami krystalicznymi, ale grafit „pisze”, a diament jest tak twardy, że można nim ciąć szkło i metale oraz ozdabiać biżuteria! Zainteresowaliśmy się. Okazuje się, że rdzeń (ołówek) prostego ołówka to specjalnie przetworzona mieszanina grafitu, gliny i wosku. Kiedy rysujemy, sieć krystaliczna grafitu oddziela się, a jej atomy układają się na powierzchni w sześciokątnych płaszczyznach, a grafit nie występuje w kredkach! Dla porównania podam przybliżony skład kolorowego ołówka: Organiczny plastyfikator barwnikowy (na przykład stearyna, z którego wykonane są świece) talk (nawiasem mówiąc, najbardziej miękki minerał skala Mohsa) kaolin ( Biała glinka, stosowany jest w produkcji porcelany, a także w kosmetykach) Klej CMC (karboksymetyloceluloza) jest spoiwem. Och, bardzo interesujące! Przygotowaliśmy krótką wiadomość na temat ołówka, a nauczyciel zaproponował rozwinięcie tego tematu i przekształcenie go w projekt badawczy.

Pobierać:

Zapowiedź:

Miejska placówka oświatowa „Szkoła średnia nr 2, Erszów, obwód Saratowski”

Projekt badawczy

Węgiel, grafit, diament

Bakajewa Anastazja

8 klasa „A”.

kierownik: nauczyciel fizyki I kategoria Filippova E.V.

2015

Wstęp

Wszystko zaczęło się od prostego ołówka! A raczej od jego rdzenia. Na lekcjach fizyki omawialiśmy temat „Budowa ciał stałych, ciekłych i gazowych” i okazało się, że węgiel, grafit i diament są „krewnymi”. Ale jak to możliwe, przecież węgiel to gaz, a grafit i diament to substancje stałe o sieciach krystalicznych, a grafit „pisze”, a diament jest tak twardy, że może ciąć szkło i metale oraz ozdabiać biżuterię! Zainteresowałem się. Okazuje się, że rdzeń (ołówek) prostego ołówka to specjalnie przetworzona mieszanina grafitu, gliny i wosku. Kiedy rysujemy, sieć krystaliczna grafitu rozdziela się, a jej atomy układają się na powierzchni w płaszczyznach sześciokątnych, a wGrafit nie jest zawarty w kredkach! Dla porównania podam przybliżony skład kredki:

• Barwnik organiczny
• plastyfikator (np. stearyna, z której robi się świece)
• talk (swoją drogą najmiększy minerał w skali Mohsa)
  kaolin (biała glinka, wykorzystywana do produkcji porcelany, a także w kosmetyce)
• Spoiwem jest tu klej CMC (karboksymetyloceluloza).

Och, bardzo interesujące!

Przygotowaliśmy krótką wiadomość na temat ołówka, a nauczyciel zaproponował rozwinięcie tego tematu i przekształcenie go w projekt badawczy.

Cele pracy:

Zbadaj strukturę i właściwości fizyczne węgla, grafitu i diamentu

Dowiedz się o zastosowaniu węgla, grafitu i diamentu w technologii, przemyśle, produkcji biżuterii i nauce

Dowiedz się o tworzeniu sztucznych diamentów

Zadania

Tworzyć pomoce wizualne do badania ciał krystalicznych (sieci krystalicznych)

Wyhoduj swój własny kryształ siarczanu miedzi (ma on również sieć krystaliczną, jak grafit, diament, a nawet sól i cukier...)

Odniesienie historyczne.

Grafit, diament i węgiel znane są od czasów starożytnych. Od dawna wiadomo było, że grafitem można znakować inne materiały, a sama nazwa „grafit”, wywodząca się od greckiego słowa oznaczającego „pisać”, zaproponowała w 1789 roku A. Werner. Jednak historia grafitu jest skomplikowany, często mylono z nim substancje o podobnych zewnętrznych właściwościach fizycznych, takie jak molibdenit (siarczek molibdenu), niegdyś uważany za grafit. Inne nazwy grafitu to „czarny ołów”, „węglik żelaza” i „srebrny ołów”. W 1779 r. K. Scheele ustalił, że grafit można utlenić powietrzem, tworząc dwutlenek węgla. Diamenty po raz pierwszy znalazły zastosowanie w Indiach, a w Brazylii klejnoty zyskały znaczenie handlowe w 1725 roku; depozyty w Afryka Południowa zostały otwarte w 1867 roku. W XX wieku. Głównymi producentami diamentów są Republika Południowej Afryki, Zair, Botswana, Namibia, Angola, Sierra Leone, Tanzania i Rosja. Diamenty sztuczne, których technologia powstała w 1970 roku, produkowane są do celów przemysłowych.„Węgiel występuje w przyrodzie zarówno w stanie wolnym, jak i związanym, w bardzo różne formy i typy. W stanie wolnym węgiel występuje w co najmniej trzech postaciach: węgla, grafitu i diamentu. W stanie złożonym węgiel wchodzi w skład tzw. substancji organicznych, tj. wiele substancji znajdujących się w organizmie każdej rośliny i zwierzęcia. Występuje w postaci dwutlenku węgla w wodzie i powietrzu oraz w postaci soli dwutlenku węgla i pozostałości organicznych w glebie i masie skorupa Ziemska. Różnorodność substancji tworzących organizm zwierząt i roślin jest znana każdemu. Wosk i olej, terpentyna i żywica, papier bawełniany i białko, tkanka komórek roślinnych i tkanka mięśniowa zwierząt, kwas winowy i skrobia - wszystkie te i wiele innych substancji zawartych w tkankach i sokach roślin i zwierząt to związki węgla. Obszar związków węgla jest tak duży, że stanowi specjalną gałąź chemii, tj. chemia węgla lub, lepiej, związków węglowodorowych.”

Węgiel

Rośliny pobierają węgiel z dwutlenku węgla – dwutlenku węgla – znajdującego się w atmosferze i wykorzystują go jako materiał konstrukcyjny dla korzeni, łodyg i liści. Zwierzęta zarażają się tym, jedząc te rośliny. A w glebie gromadzi się podczas rozkładu ciał martwych stworzeń. Ze wszystkich form czystego węgla najbardziej znaną i być może najcenniejszą dla człowieka jest węgiel. Jest to około 4/5 węgla, a pozostała część to wodór i inne pierwiastki. Wartość węgla wynika z jego właściwości chemicznych, z których najważniejszą jest to, że łatwo reaguje z tlenem. Proces ten zachodzi, gdy węgiel spala się w powietrzu i uwalnia duża liczba energię cieplną, którą można wykorzystać do różnych celów. Jednak węgiel w przyroda nieożywiona można znaleźć nie tylko w postaci węgla. Dwie inne formy jego istnienia w czysta forma, znacznie różniące się od siebie - grafit i diament. Grafit jest bardzo miękki i tłusty w dotyku. Służy jako doskonały smar do wielu mechanizmów. I, jak wiadomo, robi się z niego grafity do ołówków. W tym przypadku grafit miesza się z gliną, aby zmniejszyć jego miękkość. Diamenty, przeciwnie, są najsilniejszą substancją, znane człowiekowi. Służą do tworzenia szczególnie mocnych noży, a także biżuteria. Atomy węgla mogą tworzyć wiązania między sobą oraz z atomami innych pierwiastków. Wynik to ogromna różnorodność związki węgla. Węgiel wchodzi w skład roślin i zwierząt (~18%). Cykl węglowy w przyrodzie obejmuje cykl biologiczny, uwalnianie CO 2 do atmosfery podczas spalaniapaliwo kopalne, z gazów wulkanicznych, gorących źródeł mineralnych, z powierzchniowych warstw wód oceanicznych itp. Cykl biologiczny składa się z węgla w postaci CO 2 jest wchłaniany z troposfera rośliny. Następnie odbiosfera wraca dogeosfera: wraz z roślinami węgiel przedostaje się do organizmu zwierząt i ludzi, a następnie podczas rozkładu materiałów zwierzęcych i roślinnych przedostaje się do gleby i w postaci CO 2 - w atmosferze. W stanie pary i w postaci związków zazot I wodór węgiel występujący w atmosferzeSłońce , planety, występuje w kamieniu i żelaziemeteoryty . Węgiel reaguje z wieloma pierwiastkami, tworząc węgliki (węgliki są związkamimetale I niemetale Z węgiel ). Węgiel jest szeroko stosowany w metalurgii. (Hutnictwo to zbiór wzajemnie powiązanych gałęzi przemysłu i etapów proces produkcji z produkcjisurowy materiałprzed wydaniem gotowych produktów -czarny I metale nieżelazne i oni stopy ). Ze względu na zdolność węgla do tworzenia łańcuchów polimerowych istnieje ogromna klasa związków węglowych, których jest znacznie więcej niż związków nieorganicznych i które są badane przezChemia organiczna . Wśród nich są najbardziej rozbudowane grupy:węglowodory, wiewiórki , tłuszczeitp. Węgiel odgrywa ogromną rolę w życiu człowieka. Jego zastosowania są tak różnorodne, jak sam ten wielostronny element. Węgiel jest podstawą wszystkich substancji organicznych. Każdy żywy organizm składa się głównie z węgla. Węgiel jest podstawą życia. Źródłem węgla dla organizmów żywych jest zazwyczaj dwutlenek węgla z atmosfery lub woda. Poprzez fotosyntezę wchodzi do biologicznych łańcuchów pokarmowych, w których żywe istoty zjadają się nawzajem lub swoje szczątki, pozyskując w ten sposób węgiel do budowy własnych ciał. Cykl biologiczny węgla kończy się albo przez utlenienie i powrót do atmosfery, albo przez zakopanie w postaci węgla lub ropy. Węgiel w postaci paliw kopalnych:węgiel I węglowodory(olej , gazu ziemnego ) - jedno z najważniejszych źródełenergia dla ludzkości . Węgiel w przemyśle stalowym jest jednym z najważniejszych składników stopówżelazo-węgiel (produkcja żeliwo I stać się ). Węgiel wchodzi w skład aerozoli atmosferycznych, w wyniku czego może zmieniać się regionalny klimat i jego ilość słoneczne dni. Cząsteczki węgla pochłaniają Promieniowanie słoneczne, co może powodować nagrzewanie się powierzchni Ziemi. Wchodzi węgiel środowisko w postaci sadzy w spalinach pojazdów, podczas spalania węgla w elektrowniach cieplnych (elektrowniach cieplnych), podczas odkrywkowej eksploatacji węgla, podziemnego zgazowania, produkcji koncentratów węglowych itp. Stężenie węgla nad źródłami spalania wynosi 100 -400 µg/m3, duże miasta 2, 4-15,9 µg/m3, obszary wiejskie 0,5 - 0,8 µg/m3. Wraz z emisją gazów i aerozoli z elektrowni jądrowych (6-15) 10 przedostają się do atmosfery 9 Bkg/dzień dwutlenku węglagaz Wysoka zawartość Węgiel zawarty w aerozolach atmosferycznych prowadzi zwłaszcza do zwiększonej zachorowalności wśród ludnościgórne drogi oddechowe I płuca . Choroby zawodowe - głównie antrakoza i pyłyzapalenie oskrzeli. Maksymalna jednorazowa zawartość węgla w powietrzu atmosferycznym wynosi 0,15, średnia dobowa 0,05 mg/m3. Toksyczne działanie węgla zawartego w cząsteczkach białek (szczególnie w DNA iRNA ), determinowany jest efektem radiacyjnym cząstek beta i jąder odrzutu azotu oraz efektem transmutacji - zmianą składu chemicznego cząsteczki w wyniku przemiany atomu węgla w atom azotu.

Grafit

Diament

Po zapoznaniu się z właściwościami fizycznymi diamentu i grafitu naukowcy zauważyli, że to różne kształty węgiel. Pierwszy jest cenny minerał, jeden z najtrudniejszych na świecie. Według przyjętej przez gemmologów skali Mohsa, diament ma najwyższy wynik twardości - 10. Według tego systemu grafit nie osiąga nawet 2. Błyszczący klejnot i grafit ołówka wykonane są z węgla. Różnica między tymi minerałami determinuje rodzaj sieci krystalicznej. Ale ich właściwości bardzo się od siebie różnią. Przeczytaj o tym poniżej.

Czym jest diament i grafit

Diament jest najtwardszym minerałem. Na zewnątrz tak przezroczysty kamień, który ma wyraźnie widoczną postać krystaliczną. Diamenty są bezbarwne, ale występują w różnych odcieniach, w tym nawet czarnym. Kolor zależy od naturalne warunki, w którym powstał kamień, a także z różnych zanieczyszczeń w jego strukturze.

Grafit jest substancją kruchą, tłustą w dotyku, o metalicznym połysku, składającą się z cząsteczek węgla ułożonych warstwami i tworzących małe, cienkie płytki. Po naciśnięciu na arkuszu pozostaje ślad.

Skład mineralny

Pierwszą rzeczą, od której zaczniemy, rozważając cechy diamentu i grafitu, jest skład minerałów. Obydwa są wykonane z węgla, szóstego elementu układu okresowego.

Ponieważ diament i grafit składają się z cząstek węgla, rodzaj ich substancji jest indywidualny, a ich skład jakościowy tworzą związki atomów węgla. Wzór chemiczny diamentu i grafitu jest prosty – C, węgiel. Ten pierwiastek chemiczny jest bezwonny, dlatego nie ma zapachu ani diamentu, ani grafitu.

Chociaż wzór chemiczny Diament ma podobny wzór do grafitu; istnieje różnica w strukturze, w której atomy węgla łączą się, tworząc sieć krystaliczną.

Kiedy minerały mają różne sieci krystaliczne, ale mają identyczny skład chemiczny, nazywa się je polimorfami. Minerały, o których mowa – różne rodzaje polimorficzne modyfikacje węgla.

Jak i gdzie znajdują się minerały węglowe?

Podobieństwo elementarnego składu chemicznego nie przesądza o podobnych właściwościach substancji. Różnice wyjaśnia złożoność pochodzenia dwóch różnych skał węglowych. Diamenty powstają pod dużym ciśnieniem po ultraszybkim schłodzeniu. A jeśli ciśnienie atmosferyczne jest zbyt niskie, grafit tworzy się w dość wysokiej temperaturze.

Potwierdzeniem, że diament i grafit nie powstały w ten sam sposób, jest ich obecność w przyrodzie. Około 80% wszystkich diamentów wydobywa się w rurach kimberlitowych – głębokich kraterach utworzonych przez magmę uwolnioną w wyniku eksplozji i uwolnienia podziemnego gazu.

W skałach osadowych i warstwach utworzonych przez magmę występuje wiele złóż grafitu.

Wiązania chemiczne w minerałach węglowych

Cząsteczki tworzące ciała stałe są połączone w sieci krystaliczne. Nauka zna 4 rodzaje takich sieci - jonowe, molekularne, atomowe i metaliczne.

Zewnętrznie cenny kryształ jest podobny do kryształów soli, ale sole mają jonową sieć krystaliczną.

Rodzaj sieci krystalicznej diamentu, podobnie jak jego grafitu polimorficznego, jest atomowy. Jego węzły zawierają atomy węgla. Stan skupienia – ciało stałe. Ale nadal polimorfy węgla różnią się twardością.

Właściwość diamentu, aby być tak mocnym, wynika z siły wiązań chemicznych atomów. Struktura diamentu jest trójwymiarowa, atomy węgla w nim są ułożone w kształcie piramidy trójściennej, czworościanu. Każda cząstka atomowa jest równie mocno połączona ze wszystkimi czterema sąsiadującymi cząsteczkami, co odbywa się poprzez wiązanie kowalencyjne.

Z atomu grafit to zbiór warstw o ​​sześciokątnych kształtach, których każdy wierzchołek zawiera atom węgla. Jego warstwowa struktura jest dwuwymiarowa. Wiązanie kowalencyjne w warstwach jest mocne, a pomiędzy warstwami znacznie słabsze, jak w substancjach o molekularnej sieci krystalicznej. Warstwy nie są ze sobą ściśle powiązane. Dlatego twardość grafitu jest mniejsza w porównaniu do diamentu.

Związek budowy atomu z fizyką minerałów

Zastanówmy się, jak geometria atomów wygląda na zewnątrz. Różnica we właściwościach diamentu i grafitu jest bezpośrednio związana z rodzajem struktury sieci krystalicznej. Sieć krystaliczna diamentu składa się z 4 dobrze połączonych atomów węgla. Utworzyły super mocne kowalencyjne wiązania sigma. Właściwości optyczne związków międzyatomowych pochłaniają światło, dzięki czemu kryształ jest przezroczysty. Silne utrwalenie ujemnie naładowanych cząstek elementarnych w wiązaniach o jednakowej wytrzymałości nadaje im twardość i właściwości dielektryczne.

Kowalencyjne związki pi utworzone w sześciokątnej sieci krystalicznej grafitu wiążą atomy węgla w warstwy. Przy takim wiązaniu kilka elektronów pozostaje wolnych, więc warstwy są ze sobą tylko nieznacznie powiązane. Ruch niezlokalizowanych cząstek elementarnych ze znakiem minus daje grafitowi przewodność elektryczną. Brakuje im przewodności światła, co pozbawia substancję przezroczystości, dlatego grafit ma czarny kolor.

Alotropowe modyfikacje węgla

Alotropia to zdolność pierwiastków chemicznych do występowania w dwóch lub więcej formy fizyczne(alotropy). Najszerszą ze wszystkich odkrytych jest alotropia węgla.

Jeśli wymienisz główne alotropy węgla, będą to:

• diament;
• grafit;
• karabinek;
• fuleren

Z powyższego zsyntetyzowano dwa alotropy węgla. Karbyn i fuleren to sztucznie otrzymywane alotropowe modyfikacje węgla. Carbin to proszek składający się z małych czarnych kryształków. Po odkryciu w laboratorium znaleziono także naturalną substancję. Fuleren to żółty kryształ o średnicy około 5 mm zsyntetyzowany pod koniec ubiegłego wieku w USA.

Alotropowe formy węgla można przekształcić. Przejście diamentu do innego stanu nie nastąpi samo. Ale gdy kryształ zostanie podgrzany w próżni do 1800 stopni, zamieni się w grafit.

Znane są metody umożliwiające przeprowadzenie przekształceń odwrotnych.

Jak zdobyć kamień szlachetny z grafitu

Diament można otrzymać z grafitu. Przy ciśnieniach powyżej 1000 Pa i temperaturach 3000 stopni z dodatkiem metali węgiel w graficie zmienia wiązania kowalencyjne. Powstałe kamienie są mętne i porowate.

Inną metodą jest zastosowanie fali uderzeniowej, po której można podziwiać czyste, przejrzyste kryształy prawidłowego kształt geometryczny, ale bardzo małych rozmiarów.

Niedoskonałości tych metod doprowadziły do ​​wniosku, że najlepiej hoduje się diamenty. Gdy diament podgrzeje się do 1,5 tysiąca stopni, rośnie. Ale to jest drogie, dlatego dziś sztuczna biżuteria jest wykonywana z metanu.

Fizyczne i chemiczne właściwości

Diament nie przewodzi prądu elektrycznego, ale przewodzi ciepło. Dobrze załamuje i odbija światło. Przezroczysty i błyszczący. Topi się w temperaturze 3700-4000 stopni. Lavoisier po raz pierwszy spalił diamenty w XVIII wieku.

Później naukowcy odkryli, że w połączeniu z tlenem diament spala się w temperaturze 721–800 stopni, odparowując, tworząc dwutlenek węgla. Bez powietrza może zamienić się w grafit po podgrzaniu do 2001-3000 stopni. Właściwości chemiczne wskazują na odporność na kwasy.

Grafit przewodzi prąd elektryczny i ciepło, jest nierozpuszczalny w kwasach i wodzie, jest odporny na ciepło. Temperatura topnienia 2500 - 3000 stopni. Nie pali się do 250-300 stopni, jednak spalony w temperaturach powyżej 300 i do 1000 zamienia się w dwutlenek węgla.

Charakterystyka porównawcza

Porównajmy budowę diamentu i grafitu oraz ich właściwości fizyczne: twardość, przewodność cieplną, przewodność elektryczną, cechy wiązań chemicznych.

Szczegółowa tabela porównawcza powie Ci o charakterystyce minerałów:

Nie wszyscy wiedzą, ale diament i grafit to dwie formy tej samej substancji. Minerały te całkowicie różnią się od siebie twardością oraz właściwościami załamania i odbicia światła. Co więcej, różnice są dość znaczne. Diament jest najtwardszym minerałem na świecie, w skali Mohsa reprezentuje standard 10, podczas gdy twardość grafitu w tej skali wynosi zaledwie 2. Zatem diament i grafit są jednocześnie najbardziej podobnymi i odmiennymi substancjami na świecie.

Sieci krystaliczne diamentu i grafitu

Każdy z nich pochodzi z węgla, który z kolei jest najobficiej występującym pierwiastkiem w biosferze. Występuje zarówno w atmosferze, jak i wodzie, w obiektach biologicznych. W ziemi występuje w składzie ropy, gazu, torfu i tak dalej. Występuje także w postaci złóż grafitu i diamentu.

Większość węgla występuje w organizmach. Co więcej, żaden z nich nie może się bez tego obejść. Pochodzenie tego minerału w innych częściach planety można dokładnie wytłumaczyć obecnością tam żywych organizmów.

Wiele kontrowersji budzi pytanie, skąd wziął się grafit i diamenty, bo nie wystarczy sam węgiel, trzeba jeszcze spełnić pewne warunki, w których ten pierwiastek chemiczny nabiera nowej struktury. Uważa się, że pochodzenie grafitu jest metamorficzne, a diamenty są magmowe. Oznacza to, że powstawaniu diamentów na planecie towarzyszy kompleks procesy fizyczne najprawdopodobniej w głębokich warstwach ziemi podczas spalania i eksplozji w obecności tlenu. Naukowcy sugerują, że w proces ten zaangażowany jest także metan, choć nikt nie jest tego pewien.

Różnice między grafitem a diamentem

Główną różnicą jest budowa diamentu i grafitu. Diament jest minerałem, formą węgla. Charakteryzuje się metastabilnością, co oznacza, że ​​jest w stanie pozostać niezmieniona przez czas nieokreślony. Diament zamienia się w grafit w określonych warunkach, na przykład w wysokiej temperaturze w próżni.

Grafit jest także modyfikacją węgla. Jego struktura sprawia, że ​​minerał jest bardzo warstwowy, dlatego jego najczęstszym zastosowaniem jest produkcja grafitów ołówkowych.

Zjawisko, w którym substancje powstają przez to samo pierwiastek chemiczny, mają różne właściwości fizyczne, zwane alotropią. Istnieją inne podobne substancje, ale te dwa minerały mają największa różnica pomiędzy nimi. Decydującą rolę odgrywają w tym cechy strukturalne struktury krystalicznej każdego minerału.

Diament ma niesamowitą moc silne połączenie pomiędzy atomami, co wynika z ich ścisłego ułożenia. Sąsiadujące ze sobą atomy komórki mają kształt sześcianu, w którym cząsteczki znajdują się w rogach, krawędziach i wewnątrz nich. Jest to konstrukcja typu czworościennego. Ta geometria atomów zapewnia ich najgęstszą organizację. Dlatego twardość diamentu jest tak wysoka.

Niska liczba atomowa węgla, wskazująca, że ​​atom ma małą masę atomową, a co za tym idzie, promień, czyni go najtwardszą substancją na planecie. Nie oznacza to jednak wcale siły. Dość łatwo jest rozłupać diament, wystarczy go uderzyć. Ta struktura wyjaśnia wysoki współczynnik przewodności cieplnej i załamania światła diamentu.

Struktura grafitu jest zupełnie inna. Na poziomie atomowym reprezentuje szereg warstw znajdujących się w różnych płaszczyznach. Każda z tych warstw to sześciokąty, które przylegają do siebie niczym plaster miodu. W której silne połączenie posiadają tylko atomy znajdujące się w obrębie każdej warstwy, a połączenie pomiędzy warstwami jest kruche, są one praktycznie niezależne od siebie.

Znak ołówkiem to właśnie rozłączne warstwy grafitu. Ze względu na specyfikę swojej struktury grafit ma niepozorny wygląd, pochłania światło, ma przewodność elektryczną i metaliczny połysk.

Wytwarzanie diamentu z grafitu

Przez długi czas zdobycie diamentu było trudne technologicznie, ale dziś nie jest to takie trudne zadanie. Głównym problemem jest powtarzanie procesów w laboratorium w krótkim czasie, które w przyrodzie trwają miliony lat. Naukowcy udowodnili, że warunkami przejścia diamentu z grafitu była wysoka temperatura i ciśnienie.

Po raz pierwszy takie warunki uzyskano za pomocą eksplozji. Eksplozja to proces chemiczny polegający na spalaniu w wysokiej temperaturze i z dużą szybkością. Następnie zebrano pozostałości grafitu i okazało się, że utworzyły się w nim małe diamenty. Oznacza to, że transformacja nastąpiła tylko we fragmentach. Powodem tego jest rozproszenie parametrów w samej eksplozji. Tam, gdzie warunki były wystarczające do takiej transformacji, doszło do niej.

Naturalny nieoszlifowany diament

Takie parametry sprawiały, że eksplozje nie nadawały się do produkcji diamentów. Jednak eksperymenty nie ustały, przez długi czas naukowcy kontynuowali je, aby w jakiś sposób uzyskać ten minerał. Mniej więcej stabilny wynik uzyskano, próbując pulsować grafit do temperatury dwóch tysięcy stopni. W tym przypadku udało się uzyskać diamenty o przyzwoitej wielkości.

Jednak takie eksperymenty przyniosły inny nieoczekiwany wynik. Po przemianie grafitu w diament wraz ze spadkiem ciśnienia nastąpiła odwrotna przemiana diamentu w grafit, czyli grafityzacja. Dlatego nie było możliwe osiągnięcie stabilnego wyniku przy użyciu samego ciśnienia. Następnie wraz ze wzrostem ciśnienia grafit zaczął się nagrzewać. Po pewnym czasie udało się obliczyć zakres ciśnień i temperatur, w jakich można było otrzymać kryształy diamentu. Jednak metody te nadal nie pozwalały na uzyskanie minerału o jakości klejnotu.

Aby uzyskać kamienie nadające się do tworzenia biżuterii, zaczęto hodować diamenty za pomocą nasion. Stosowano go w postaci gotowego kryształu diamentu, który podgrzano do temperatury 1500 stopni, co stymulowało najpierw szybki, a następnie powolny wzrost. Jednak zastosowanie tej metody na skalę przemysłową było nieopłacalne. Następnie jako wsad zaczęto wykorzystywać metan, który w takich warunkach rozkładał się na węgiel i wodór. To właśnie ten węgiel działał, że tak powiem, jako pożywienie diamentu, pozwalając mu rosnąć znacznie szybciej.

Dlatego dziś tę metodę stosuje się do tworzenia sztucznych diamentów. I choć jest to opłacalne, to koszt taki całościowy sztuczne minerały pozostaje wysoka, co czyni je mało popularnymi w porównaniu do zamienników diamentu.

Złoża minerałów

Diamenty powstają na głębokości 100 km i w temperaturze 1300 stopni. Magma Kimberlite, która tworzy rury kimberlitowe, pojawia się w wyniku eksplozji. To właśnie te rury reprezentują pierwotne złoża diamentów. Pierwszą taką fajkę odkryto w afrykańskiej prowincji Kimberley, skąd wzięła się jej nazwa.

Najbardziej znane złoża znajdują się w Indiach, Rosji i Republice Południowej Afryki. Złoża pierwotne stanowią 80% wszystkich wydobywanych diamentów.

Aby znaleźć diament w naturze, wykorzystuje się promienie rentgenowskie. Większość znalezionych kamieni nie nadaje się do produkcji biżuterii, ponieważ mają znaczną liczbę defektów, w tym pęknięcia, wtrącenia, obce odcienie fluorescencyjne i tak dalej. Dlatego ich użycie ma charakter techniczny. Takie kamienie dzielą się na trzy kategorie:

• deska - kamienie o strukturze strefowej;
• ballas – kamienie okrągłe lub w kształcie gruszki;
• carbonado – czarny diament.

Diamenty duży rozmiar o wyjątkowych właściwościach zwykle otrzymują swoją nazwę. Ponadto wysoki koszt kamienia sprawia, że ​​​​jest on pożądany dla wielu, co gwarantuje „krwawą historię”.

Grafit powstaje w wyniku przemiany skał osadowych. W Meksyku i na Madagaskarze można znaleźć rudę grafitu niskiej jakości. Najbardziej znane złoża znajdują się w Krasnodarze i na Ukrainie.

Aplikacja

Zastosowania zarówno diamentu, jak i grafitu są znacznie szersze, niż się wydaje. Istnieje kilka obszarów zastosowania diamentu.

W jubilerstwie diamenty służą wyłącznie do szlifowania, jak wiadomo nazywa się je brylantami. Tylko 20% wszystkich wydobywanych kamieni nadaje się na biżuterię, a minerałów wysokiej jakości jest znacznie mniej.

Diamenty to najdroższe kamienie na świecie. Pod względem wartości tylko kilka egzemplarzy rubinów może się z nimi równać. Na wartość minerałów wpływa krój, kolor, odcień i klarowność. Zazwyczaj niektóre z tych cech są niewidoczne gołym okiem, ale ujawniają się podczas badania.

Stosowanie diamentów w biżuterii jest bardzo powszechne. Często pełnią funkcję jedynego kamienia lub uzupełniają wysokiej jakości szafiry, rubiny i szmaragdy. Najczęstszym zastosowaniem kamieni są pierścionki zaręczynowe.

W dziedzinie technicznej zwykle przyjmują surowce drugiej kategorii, z wadami lub z różne odcienie. Diamenty przemysłowe dzielą się na kilka podkategorii.

• diamenty o określonym kształcie, które nadają się do produkcji łożysk, końcówek wierteł i tak dalej;
• szorstkie kamienie;
• otoczaki z wadami, wykorzystywane wyłącznie do produkcji wiórów i proszku diamentowego.

Te ostatnie stosuje się albo w bardzo małych częściach, albo jako powłokę do produkcji narzędzi skrawających i szlifierskich.

W elektronice stosuje się igły, czyli nieobrobione kryształy posiadające naturalnie ostry wierzchołek, lub fragmenty o takim samym wierzchołku. Wiertnice przemysłowe również zawierają diamenty. Warstwy tego minerału są stosowane w mikroukładach, licznikach itp. Dzieje się tak ze względu na jego wysoką przewodność cieplną i odporność.

Około 60% wszystkich diamentów przemysłowych wykorzystuje się w narzędziach. Pozostałe 40% w równych ilościach:

• podczas wiercenia studni;
• recykling;
• V Małe szczegóły biżuteria;
• w ściernicach.

Grafitu nie stosuje się w czystej postaci. Zwykle jest przetwarzany. Grafit najwyższa jakość używany jako grafit do ołówka. Grafit jest najczęściej stosowany w odlewnictwie. Tutaj służy do zapewnienia gładka powierzchnia stać się. W tym celu stosuje się go w postaci surowej.

W przemyśle węgla elektrycznego wykorzystuje się nie tylko minerały naturalne, ale także powstałe. Ten ostatni charakteryzuje się wysoką jednolitością jakości i czystości. Wysoka przewodność prądu sprawia, że ​​jest on również szeroko stosowany do produkcji elektrod w urządzeniach. Ponadto służy jako szczotki silnikowe. W metalurgii grafit stosuje się jako smar.

Pręty grafitowe, ze względu na ich zdolność do spowalniania neutronów, były wcześniej szeroko stosowane w tworzeniu reaktor nuklearny. W szczególności to pręty borowe z grafitowymi końcówkami pełniły funkcję prętów kontrolno-zabezpieczających w elektrowni jądrowej w Czarnobylu. Jednym z problemów, który później doprowadził do wypadku, było gaszenie reakcja łańcuchowa trzeba było absorbować neutrony, za co odpowiadał bor, a nie spowalniać je. Dlatego w momencie opuszczenia prętów do rdzenia reaktora jego energia gwałtownie wzrosła, co doprowadziło do przegrzania. Ale to był tylko jeden z wielu powodów.

Zatem diament i grafit to dwa różne minerały z tym samym pierwiastkiem u podstawy. Ich struktura różnicuje właściwości, co jest interesujące. Każdy z nich jest piękny na swój sposób i ma bardzo szerokie zastosowanie zarówno w bardzo skomplikowanych projektach, jak i w przedmiotach codziennego użytku.