Para maging brilyante ang grapayt. Paraan para sa pagpapalaki ng brilyante mula sa grapayt Ang brilyante ay nagiging grapayt

Ang isang paraan ay iminungkahi para sa pagpapalaki ng brilyante mula sa graphite sa isang high-pressure chamber sa pamamagitan ng paglalantad ng diamond-graphite interface sa hangganan ng diamond-graphite sa pamamagitan ng isa sa mga chamber wall na transparent sa laser radiation na may periodic laser radiation. Sa isang silid na uri ng diamond anvil, pinapanatili ang isang presyon na 5 hanggang 50 GPa, depende sa mga kakayahan ng silid, at ang isang pulso ng laser radiation ay nagpapainit ng isang napakakitid na layer ng balat ng grapayt sa mga temperatura na 1000 K, sapat upang baguhin ang grapayt sa brilyante. Dahil sa malalaking gradient ng temperatura sa layer ng balat at sa mataas na thermal conductivity ng brilyante, mabilis na lumalamig ang layer at nagiging brilyante na transparent sa laser radiation. Ang wavelength ng radiation ng laser ay dapat nasa loob ng hanay ng transparency ng brilyante mula 0.2 hanggang 5 microns. Ang susunod na pulso ng laser ay dapat magpainit sa susunod na layer ng grapayt at gawing brilyante, i.e. pinasisigla ng laser radiation ang paglaki ng transparent na brilyante sa opaque graphite. 1 may sakit.

Ang imbensyon ay nauugnay sa isang paraan para sa paggawa ng mga artipisyal na diamante. Kilalang-kilala na ang brilyante ay may kakaibang pisikal at kemikal na katangian. Ito ang pinakamahirap at hindi bababa sa compressible substance, may napakataas na chemical resistance sa mga acid, may record na electrical breakdown field at thermal conductivity ng ilang beses na mas mataas kaysa sa thermal conductivity ng tanso sa room temperature. Tinutukoy ng mga katangiang ito ang malawakang paggamit ng brilyante sa mga lugar ng industriya gaya ng electronics, mechanical engineering, produksyon ng mga tool sa pagbabarena at abrasive, pagpoproseso ng bato, gamot, alahas, atbp. Sa kasalukuyan, mayroong ilang mga paraan para sa synthesizing diamante. Ang pinakakaraniwang paraan ay ang pag-kristal ng brilyante mula sa isang solusyon ng carbon sa tinunaw na metal sa pamamagitan ng atomic assembly. Ang pamamaraang ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mababang rate ng synthesis, hindi hihigit sa 10 -6 cm / s, at ang pagkakaroon ng mga impurities ng metal sa nagresultang brilyante. Ang isa pa, malapit sa una, ay ang synthesis ng brilyante mula sa mga non-crystalline na anyo ng carbon na nakuha ng thermal decomposition ng hydrocarbons sa isang condensed state. Kahit na ang pamamaraang ito ay namamahala upang mapupuksa ang mga impurities ng metal, ang rate ng synthesis ay nananatiling kasing baba ng sa nakaraang kaso. Kasama sa ikatlong paraan ang lumalaking epitaxial film ng brilyante mula sa gas phase. Sa kasong ito, ang paggawa ng atomic carbon ay isinasagawa bilang isang resulta ng thermal decomposition ng hydrocarbons sa mga mixtures ng gas na may hydrogen. Upang makagawa ng singaw ng carbon sa pamamagitan ng thermal decomposition ng mga sangkap na naglalaman ng carbon, minsan ginagamit ang laser radiation, na sa kasong ito ay ginagamit lamang para sa pagsingaw ng mga sangkap na naglalaman ng carbon. Ang isa pang malaking klase ng mga pamamaraan ng synthesis ng brilyante ay tumutukoy sa tinatawag na direktang pagbabago ng graphite lattice sa isang diamond lattice. Tulad ng naitatag, sa temperatura ng silid sa panahon ng hydrostatic compression ng grapayt, ang pagbuo ng istraktura ng brilyante ay hindi nangyayari hanggang sa mga presyon ng 80 GPa. Para sa pagbuo ng yugto ng brilyante, alinman sa pagkakaroon ng plastic shear deformation o pagtaas ng temperatura ay kinakailangan din. Ang pagbuo ng isang istraktura ng brilyante sa panahon ng pagpapapangit ng plastic shear sa temperatura ng silid ay naobserbahan sa isang silid na may mataas na presyon na may mga anvil ng brilyante, na ang isa ay maaaring paikutin. Sa pressure na 19 GPa at isang shear strain na humigit-kumulang 3 GPa, nagsisimulang tumubo ang diamond nuclei sa amorphous phase. Sa pagkakaroon lamang ng uniaxial compression ng isang graphite solong kristal sa temperatura ng silid, ang isang nababaligtad na paglipat sa amorphous phase ay sinusunod sa isang presyon ng 13 GPa. Ang pag-init ng isang naka-compress na sample sa pressure na ito sa itaas ng 1300 K ay humahantong sa pagbuo at paglaki ng lonsdaleite nuclei. Ang resultang bahagi ay napanatili sa sunud-sunod na pag-alis ng temperatura at presyon. Ang karagdagang pag-init sa 2000 K ay humahantong sa paglipat ng lonsdaleite sa brilyante. Ang matinding plastic deformation sa grapayt, kasabay ng compression nito, ay nangyayari sa likod ng mga harap ng malakas na shock wave, bilang isang resulta kung saan ang isang phase transition ng grapayt sa brilyante ay naobserbahan sa mga presyon sa likod ng harap ng 20-40 GPa. Gayunpaman, dahil sa pagtitiyaga ng mataas na temperatura sa likod ng shock wave pagkatapos i-unload ang mga sample, ang halos kumpletong pagsusubo ng synthesized na brilyante ay nangyayari, i.e. nito reverse transition sa grapayt, at ang ani ng brilyante pulbos ay hindi lalampas sa isang bahagi ng isang porsyento. Upang makakuha ng mga shock wave, pati na rin ang mga shock compression na may kontrol sa temperatura, iminungkahi na gumamit ng high-intensity profiled laser pulses 10 12 -10 14 W/cm 2, na, na bumabagsak sa panlabas na bahagi ng mga target, lumikha ng mataas na presyon dahil sa reaktibong puwersa ng evaporating material. Iminungkahi din na painitin ang graphite gamit ang electric current pulse at i-compress ang mga sample sa pamamagitan ng sariling magnetic field ng kasalukuyang. Gayunpaman, ang mabilis na pag-alis ng init at pagpapanatili ng yugto ng brilyante sa mga panukalang ito ay nananatiling isang medyo kumplikado at hindi pa nalutas na problema. Ang pinaka-karaniwang ginagamit na paraan ng mabilis na pag-alis ng init sa panahon ng pag-load ng shock ay ang paraan ng paggamit ng mga mixtures ng grapayt na may mga metal powder, na, dahil sa mas mababang compressibility kumpara sa grapayt, ay napapailalim sa makabuluhang mas kaunting pag-init at gumaganap ng papel ng mga cooler. Sa pang-industriyang synthesis ng mga diamante, ang mga pinaghalong tanso-grapayt na may nilalamang grapayt na hanggang 8% ay ginagamit, kung saan 75% ang napupunta sa pulbos ng brilyante. Sa kasong ito, ang laki ng mga polycrystal ng brilyante ay mula 0.1 hanggang 60 microns, at ang average na laki ng mga particle na bumubuo ng polycrystal ay 10 nm. Ang paraan ng epekto ng synthesis ng brilyante na may ani na hanggang 50% ng masa ng orihinal na grapayt ay ipinatupad din sa rehiyon 6 ng phase diagram na may shock compression ng grapayt sa isang halo na may condensed inert gas (N, He, Ar, ) at kasunod na mabilis na paglamig ng solid phase dahil sa pagtanggal ng init sa mabilis na paglamig sa panahon ng adiabatic unloading inert gas. Sa kasong ito, ang ani ng brilyante ay humigit-kumulang kapareho ng sa nakaraang kaso ng mga mixtures ng grapayt na may mga pulbos na metal. Ang prototype ng iminungkahing paraan ng synthesis ng brilyante ay ang paraan ng pag-convert ng grapayt sa brilyante sa isang naka-compress na estado kapag pinainit ng isang electric current pulse. Sa pamamaraang ito, ang static na presyon ay nilikha sa isang "belt" na anvil at umabot sa 20 GPa, at ang pinakamataas na temperatura ay maaaring umabot sa 5000 K. Ang synthesis ng diamante ay naganap sa isang graphite cylinder na 3 mm ang taas at 2 mm ang lapad, kung saan ang isang electric current ay ipinasa sa hanay ng presyon na 10-20 GPa sa mga temperatura na 3000-4000 K. Ang kawalan ng pamamaraang ito ay ang hindi- pare-parehong pag-init ng panimulang materyal at, bilang kinahinatnan, ang paggawa ng madilim na polycrystalline na mga sample ng brilyante. Ang iminungkahing paraan ay malulutas ang problema ng pag-synthesize ng mga transparent na diamante sa malalaking volume. Sa iminungkahing pamamaraan, tulad ng sa prototype, ang compression at pagpainit ng grapayt ay isinasagawa nang nakapag-iisa sa bawat isa. Gayunpaman, ang pag-init sa iminungkahing pamamaraan ay isinasagawa sa pamamagitan ng pulse-periodic laser radiation sa pamamagitan ng transparent na dingding ng high-pressure chamber, pagkatapos na dumaan kung saan ang radiation ay nasisipsip sa isang napaka manipis na layer ng balat ng grapayt. Ang transparent na pader ay maaaring ang brilyante mismo o isa pang transparent at sapat na malakas na materyal, halimbawa, sapiro o boron nitride. Upang ang laser radiation ay dumaan sa lumalaking brilyante, kinakailangan na ang halaga ng photon quantum h ay hindi lalampas sa halaga ng diamond band gap E 0 5.2 eV, i.e. Ang laser wavelength ay dapat na higit sa 230 nm. Sa kabilang banda, ang wavelength ng laser radiation ay hindi dapat umabot sa malayong infrared na rehiyon, kung saan nagsisimula ang impurity at lattice absorption ng brilyante, i.e. dapat mas mababa sa 5 microns. Ang radiation ng laser sa grapayt ay hinihigop sa lalim ng layer ng balat tiyak na kondaktibiti ng grapayt, dalas ng laser radiation. Para sa isang Nd laser ( = 1.06 µm), ang lalim ng balat sa graphite ay = 0.26 µm, at para sa isang XeCl laser ( = 0.31 µm) ito ay 0.14 µm, i.e. sa buong optical range ay maaaring ituring na 0.2 Ang oras ng paglamig ng manipis na pinainit na layer ng kapal sa pagkakasunud-sunod ng magnitude ay katumbas ng: t = 2 /a, kung saan ang a=k/C ay ang temperatura-conductivity coefficient, k ay ang thermal conductivity coefficient, density, C ay ang kapasidad ng init. Ang kapal ng pinainit na layer ay d ~ 0.2 µm. Ang pagpapalit ng mga kilalang halaga para sa brilyante k = 10 W/cm deg, = 3.5 g/cm 3, C = 2 J/g deg, nakukuha namin ang katangian ng oras ng paglamig ng ang layer T = 1 ns Ang oras na pag-uugali ng temperatura ng pinainit na layer ay matatagpuan mula sa solusyon ng thermal conductivity equation, ang solusyon kung saan para sa frequency-pulse laser radiation na may rectangular pulses (I(t)=I 0 , para sa 0< t < o I(t)=0 для остального времени) дает условие нагрева графита в скин-слое до необходимой температуры, которая по порядку величины равна так называемой температуре "графитизации" 2000 К. Это условие имеет вид: I o o 0,1 Дж/см 2 . При интенсивности I 0 50 МВт/см 2 указанная температура достигается за время 2 нс. После остывания нагретого слоя и превращения его в слой алмаза процесс может быть повторен уже для следующего слоя графита с последующим его превращением в новый слой алмаза и т.д. Временной интервал между последовательными лазерными импульсами определяется общим временем отвода тепла в стенки камеры высокого давления и может доходить до микросекунды в зависимости от ее размеров. Средняя плотность мощности лазерного излучения определяется возможностями охлаждения камеры и может доходить до 10 кВт/см 2 . На чертеже изображена общая схема камеры для синтеза алмазной фазы при лазерном облучении графита в сжатом состоянии, где 1 стенки камеры высокого давления; 2 область поглощения лазерного излучения; 3 прозрачная стенка камеры высокого давления. Использование лазерного излучения для нагрева графита (а в более общем случае непрозрачных углеродосодержащих веществ), прижимаемого к алмазу, приводит к качественно новым результатам. Благодаря аномально малой глубине прогреваемого слоя и возникающей вследствие этого большим градиентам температуры, а также вследствие большой величины теплопроводности алмаза тепло из тонкого прогретого слоя уходит в окружающие стенки наковальни за аномально короткие времена. При этом большие градиенты температуры вызывают в материале также касательные напряжения, которые, как показывают опыты, способствуют образованию алмаза. Изменяя интенсивность лазерного импульса, можно создавать в слое графита практически любые температуры от начальной до температур 5000 К и выше. Верхняя граница по давлению в камере определяется типом наковальни, создающей внешнее объемное давление, и для типичных алмазных наковален может достигать нескольких десятков ГПа. Нижняя граница согласно опытам лежит в районе 10 ГПа. После нагрева одного слоя графита и превращения его в алмаз следующий импульс лазерного излучения проходит через образованный алмазный слой и нагревает следующий слой графита и т. д. т.е. процесс может быть многократно повторен, пока весь облучаемый графит не превратится в алмаз. В отличие от нагрева электрическим током лазерное излучение нагревает даже случайно образующиеся в алмазе непрозрачные включения графита, заставляя их превращаться в алмаз. Поэтому предлагаемый способ позволяет получать особо чистые и прозрачные образцы алмаза в больших объемах. Способ осуществляется следующим образом. Графит помещают в камеру давления, одна из стенок которых является прозрачной для лазерного излучения. Давление в камере, например, с помощью гидростатического пресса, поддерживается все время постоянным, на уровне 10 ГПа. Через прозрачную стенку камеры подается импульсно-периодическое лазерное излучение, например, 2-й гармоники Nd-лазера = 0,53 мкм в котором произведение плотности интенсивности в импульсе на длительность импульса удовлетворяет условию I o o 0,2 Дж/см 2 . При интенсивности I 0 50 МВт/см 2 температура 1000 К достигается за время 2 нс. После остывания нагретого слоя за такое же по порядку величины время и превращения его в алмаз следующий лазерный импульс нагревает следующий слой сжатого графита и процесс продолжается до полной трансформации графита в алмаз. После выключения лазерного излучения и снятия давления полученный алмаз вынимается из камеры. Следует отметить, что лазерное излучение, особенно в ультрафиолетовой области спектра, кроме чисто теплового воздействия на графит может способствовать перестройке сжатого графита в алмаз переводя атомы углерода в электронно-возбужденное состояние, тем самым стимулируя перестройку валентных связей, характерную для структуры алмаза. При этом синтез алмаза может происходить без существенного повышения температуры путем фотохимического воздействия лазерного излучения на фазовый переход сжатый графит-алмаз. В последнем случае для синтеза алмаза можно использовать непрерывное лазерное излучение слабой интенсивности. Скорость границы наращивания алмаза можно оценить из соображений размерности: v d = I/(E g N g) где I средняя интенсивность лазерного излучения, поглощенного в графите, E g характерная энергия, необходимая для перестройки одного атома углерода из решетки графита в решетку алмаза, она по порядку величины равна E g = kT g где T g =2000, k температура "графитизации", N g =10 22 см -3 плотность атомов углерода. При средней плотности поглощаемой в графите лазерной мощности в 10 Вт/см 2 скорость роста алмаза должна составлять около 1 мм/с. Величина выращиваемых алмазов определяется только величиной объема, в котором внешним устройством, например, гидростатическим прессом, создается необходимое для синтеза алмаза давление, и в настоящее время может доходить до нескольких кубических сантиметров. Отметим, что предлагаемый способ отличается как высокой скоростью роста, так и высокой чистотой получаемых алмазов, так как не связан с использованием катализаторов и внесением посторонних примесей в процессе синтеза. Он может быть использован для стимулирования роста любого прозрачного для лазерного излучения вещества, находящегося в контакте с непрозрачным материалом, служащего для него исходным продуктом.

Ang pagmimina ng diyamante ay walang alinlangan na isang medyo kumikitang negosyo na maaaring suportahan ang ekonomiya ng anumang bansa. Ngunit gayunpaman, maraming mga negosyante ang malamang na gustong bawasan ang mga gastos sa pagkuha ng mga mahalagang bato na ito at sa gayon ay higit pang mapataas ang kita ng industriya ng pagmimina ng brilyante. Paano kung posible na gumawa ng mga diamante sa sintetikong paraan mula sa grapayt?

Upang masagot ang tanong na ito, kinakailangang maunawaan ang likas na katangian ng dalawang materyales - brilyante at grapayt. Naaalala pa rin ng maraming tao mula sa mga aralin sa kimika na ang dalawang tila magkaibang materyal na ito ay ganap na binubuo ng carbon.

Ang brilyante ay karaniwang isang transparent na kristal, ngunit maaari itong maging asul, cyan, pula, at kahit itim. Ito ang pinakamatigas at pinakamatibay na sangkap sa Earth. Ang katigasan na ito ay dahil sa espesyal na istraktura ng kristal na sala-sala. Ito ay may hugis ng isang tetrahedron, at ang lahat ng mga carbon atom ay magkaparehong distansya sa isa't isa. Ang graphite ay madilim na kulay abo na may metal na kulay, malambot at ganap na malabo. Ang kristal na sala-sala ng grapayt ay nakaayos sa mga layer, sa bawat isa kung saan ang mga molekula ay pinagsama sa malakas na hexagons, ngunit sa pagitan ng mga layer ang bono sa pagitan ng mga molekula ay medyo mahina. Iyon ay, sa esensya, ang pagkakaiba sa pagitan ng brilyante at grapayt ay nakasalalay sa iba't ibang istraktura ng kristal na sala-sala.

Paggawa ng brilyante mula sa grapayt

Dahil dito, posible ang pagbabago ng grapayt sa brilyante. Ito ay napatunayan ng mga siyentipiko noong ikadalawampu siglo. Noong 1955, isang ulat mula sa General Electric ang ipinakita at ang mga unang diamante, kahit na napakaliit, ay na-synthesize. Ang unang nagsagawa ng synthesis ay ang mananaliksik ng kumpanya na si T. Hall. Upang makamit ang gayong mga tagumpay, ginamit ang kagamitan na naging posible upang lumikha ng isang presyon ng 120 libong mga atmospheres at isang temperatura ng 1800 ° C.

Isang grupo ng mga siyentipiko mula sa Allied Chemical Corporation ang nagsagawa ng direktang pagbabago ng grapayt sa brilyante. Upang makamit ito, mas matinding kundisyon ang ginamit kumpara sa mga naunang pamamaraan. Upang lumikha ng isang maximum na presyon ng 300 libong mga atmospheres at isang temperatura ng 1200 ° C para sa 1 microsecond, isang pagsabog ng napakalaking kapangyarihan ang ginamit. Bilang resulta, ilang maliliit na particle ng brilyante ang natagpuan sa sample ng grapayt. Ang mga resulta ng eksperimento ay nai-publish noong 1961.

Gayunpaman, hindi ito ang lahat ng paraan upang makakuha ng mga diamante mula sa grapayt. Noong 1967, pinalaki ni R. Wentorf ang unang brilyante mula sa isang buto. Ang rate ng paglago ay naging medyo mababa. Ang pinakamalaking sintetikong brilyante na ginawa ni R. Wentorf gamit ang pamamaraang ito ay umabot sa sukat na 6 mm at bigat na 1 carat (humigit-kumulang 0.2 g).

Mga modernong pamamaraan para sa synthesizing diamante mula sa grapayt

Ginagawang posible ng mga modernong teknolohiya na makakuha ng mga diamante mula sa grapayt gamit ang ilang mga pamamaraan. Ang mga diamante ay synthesize sa ilalim ng mga kondisyon na malapit sa natural hangga't maaari, at gumagamit din ng mga catalyst. Ang mga kristal na brilyante ay lumaki sa isang kapaligiran ng methane, at ang pinong alikabok ng brilyante para sa paggawa ng iba't ibang mga abrasive ay nakukuha sa pamamagitan ng mga sumasabog na pampasabog o wire na may malaking kasalukuyang pulso.

Maikling katangian: brilyante, grapayt at karbon

Interconversions ng brilyante, grapayt at karbon

Pagbabagong-anyo - grapayt o karbon sa diyamante

Kumuha ng brilyante mula sa grapayt

Nakakuha ako ng mga pekeng diamante

Paraan para sa paggawa ng mga artipisyal na diamante

Nakahanap ako ng isa pa paraan ng paggawa ng mga artipisyal na diamante!

Ang problema sa mga artipisyal na diamante

Pagbabago ng grapayt sa brilyante

Ang unang artipisyal na diamante

Paglikha ng mga artipisyal na diamante

Paano lumitaw ang brilyante sa kalikasan?

Hypothesis ng malalim na pagsilang ng brilyante

Mga paputok na hypothesis

Hypothesis ng diamond birth sa cavitation mode

Ang parehong brilyante at grapayt ay magkaibang anyo ng parehong elemento - carbon. Ang malambot, marupok na grapayt at ang pinakamatigas na kristal sa mundo ay may parehong formula - C. Paano ito posible?

Mga katangian ng brilyante at grapayt

Ang mga diamante ay nangyayari sa kalikasan sa isang mahusay na tinukoy na kristal na anyo. Ito ay isang transparent at kadalasang walang kulay na kristal, bagama't mayroon ding mga diamante na kulay asul, pula at maging itim. Ang paglihis ng kulay na ito mula sa panuntunan ay nauugnay sa mga kakaiba ng natural na kondisyon ng pagbuo ng kristal at ang pagkakaroon ng mga impurities dito. Ang nilinis at pinakintab na brilyante ay nakakakuha ng espesyal na kinang na pinahahalagahan ng mga tao.

Ang mga diamante ay sumasalamin nang mabuti sa liwanag at, pagkakaroon ng isang kumplikadong hugis, ito ay mahusay na nire-refract. Nagbibigay ito ng senyales ng ningning at kinang ng purified crystal. Ito ay isang konduktor ng init, ngunit isang insulator na may paggalang sa kuryente.

Ang graphite ay ang antipode ng brilyante. Ito ay hindi isang kristal, ngunit isang koleksyon ng mga manipis na plato. Ito ay itim na may kulay abong kulay. Sa hitsura ito ay kahawig ng bakal na may pamamayani ng cast iron.

Sa kabila ng asero nitong hitsura, mamantika ito sa pagpindot, at kapag ginamit ay lumalabas din itong malambot. Sa kaunting presyon ay gumuho ito, na siyang umaakit sa mga taong gumagamit ng grapayt bilang isang paraan ng pag-imprenta ng impormasyon sa papel.

Ang graphite, tulad ng brilyante, ay isang mahusay na konduktor ng init, ngunit, hindi tulad ng kanyang kapwa molekular na istraktura, ito rin ay nagsasagawa ng kuryente.

Ang iba't ibang mga kinatawan ng polymorphism ng molecular carbon ay nakikilala sa bawat isa sa pamamagitan lamang ng isang bagay - ang istraktura ng molecular lattice. Ang lahat ng iba pa ay bunga lamang ng pangunahing bagay.

Sa grapayt, ang kristal na sala-sala ay nakaayos ayon sa isang planar na prinsipyo. Ang lahat ng mga atom nito ay matatagpuan sa isang heksagono, na nasa parehong eroplano. Ito ang dahilan kung bakit ang mga bono sa pagitan ng mga atomo ng iba't ibang hexagons ay napakahina, at ang grapayt mismo ay layered, at ang mga layer nito ay hindi gaanong konektado sa isa't isa. Ang istraktura ng kristal na sala-sala ay tumutukoy sa lambot nito at iba't ibang pagiging kapaki-pakinabang, ngunit ang grapayt mismo ay nawasak. Gayunpaman, tiyak na ang istrakturang ito ng kristal na sala-sala na ginagawang posible, gamit ang mga espesyal na kondisyon at iba pang mga sangkap, upang makagawa ng isang brilyante mula sa grapayt. Ang parehong mga proseso ay nangyayari sa mineral na ito sa kalikasan sa ilalim ng mga katulad na kondisyon.

Ang brilyante na sala-sala ay binuo sa prinsipyo ng volumetric na koneksyon ng lahat sa lahat at lahat sa lahat. Ang mga atom ay bumubuo ng isang regular na tetrahedron. Ang isang atom sa bawat tetrahedron ay napapalibutan ng iba pang mga atom, na ang bawat isa ay bumubuo sa tuktok ng isa pang tetrahedron. Lumalabas na mas maraming tetrahedron sa bawat piraso ng brilyante kaysa sa mga molekula na bumubuo sa mga tetrahedron na ito, dahil ang bawat isa sa mga tetrahedron ay bahagi ng isa pang tetrahedron. Para sa kadahilanang ito, ang brilyante ay ang pinaka hindi masisira na mineral.

Ang kapalaran ng carbon sa grapayt at brilyante

Ang carbon ay isa sa pinakamaraming elemento sa biosphere at sa buong planetang Earth. Ito ay naroroon sa isang anyo o iba pa sa atmospera (carbon dioxide), sa tubig (dissolved carbon dioxide at iba pang mga compound) at sa lithosphere. Dito, sa kalawakan ng lupa, ito ay bahagi ng malalaking deposito ng karbon, langis, natural gas, pit, atbp. Ngunit sa dalisay nitong anyo ay kinakatawan ito ng mga deposito ng brilyante at grapayt.

Karamihan sa carbon ay puro sa mga buhay na organismo. Ang anumang mga organismo ay nagtatayo ng kanilang mga katawan mula sa carbon, ang konsentrasyon nito sa mga buhay na katawan ay lumampas sa nilalaman ng carbon sa walang buhay na bagay. Ang mga patay na organismo ay naninirahan sa ibabaw ng lithosphere o karagatan. Doon sila nabubulok sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon, na bumubuo ng mga deposito na mayaman sa carbon.

Ang pinagmulan ng purong brilyante at mga deposito ng grapayt ay isang bagay ng maraming debate. Ito ay pinaniniwalaan na ang mga ito ay mga dating organismo na natagpuan ang kanilang mga sarili sa mga espesyal na kondisyon at mineralized tulad ng karbon. Pinaniniwalaan din na ang mga diamante ay nagmula sa igneous, at ang grapayt ay may metamorphic na pinagmulan. Nangangahulugan ito na ang konsentrasyon ng mga diamante sa planeta ay nagsasangkot ng mga kumplikadong proseso sa mga bituka ng lupa, kung saan ang pagsabog at pagkasunog ay nangyayari nang kusang sa pagkakaroon ng oxygen. Bilang resulta ng pakikipag-ugnayan ng methane at oxygen molecules, lumilitaw ang mga kristal na brilyante. Sa panahon ng parehong mga proseso, ngunit sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ang hitsura ng grapayt ay posible rin.

Paano makakuha ng brilyante mula sa grapayt

Ang pagkuha nito sa kasalukuyang antas ng pag-unlad ng kimika ay hindi naging problema sa mahabang panahon. Kung ano ang ginagawa ng kalikasan sa milyun-milyong taon, magagawa ng tao sa mas maikling panahon. Ang pangunahing bagay ay ang pagpaparami ng mga kondisyon kung saan sa kalikasan ang isang anyo ng purong carbon ay binago sa isa pa, iyon ay, upang lumikha ng mataas na temperatura at napakataas na presyon.

Sa kauna-unahang pagkakataon ay ginawa ang mga ganitong kundisyon gamit ang pagsabog. Ang pagsabog ay isang agarang pagkasunog sa ilalim ng mataas na presyon. Matapos nilang kolektahin ang kanilang nakolekta, lumabas na ang maliliit na diamante sa grapayt. Ang pira-pirasong pagbabagong ito ay nangyari dahil ang pagsabog ay lumilikha ng iba't ibang uri ng mga pressure at temperatura. Kung saan nilikha ang mga kundisyon para sa paglipat mula sa grapayt patungo sa brilyante, nangyari ito.

Ang kawalang-tatag ng mga proseso na ito ay naging sanhi ng mga pagsabog na walang pag-asa para sa paggawa ng mga diamante mula sa grapayt. Ito, gayunpaman, ay hindi huminto sa mga siyentipiko, at sila ay matigas ang ulo na patuloy na sumailalim sa grapayt sa lahat ng uri ng mga pagsubok sa pag-asang gawin itong isang brilyante. Ang isang matatag na resulta ay nakuha sa pamamagitan ng pag-init ng isang graphite bar sa pamamagitan ng mga pulso sa temperatura na 2000°C, na naging posible upang makakuha ng mga diamante na may malalaking sukat.

Ang mga eksperimento na may mataas na presyon ay nagbigay ng hindi inaasahang resulta - ang grapayt ay naging brilyante, ngunit nang bumaba ang presyon, bumalik ito sa orihinal nitong estado. Hindi posible na patuloy na bawasan ang distansya sa pagitan ng mga atomo ng carbon gamit ang presyon lamang. Pagkatapos ay sinimulan nilang pagsamahin ang presyon at mataas na temperatura. Sa wakas, posible na matukoy ang hanay ng mga kumbinasyon ng temperatura at presyon kung saan maaaring makuha ang mga kristal na brilyante. Totoo, ito ay gumawa lamang ng isang teknikal na brilyante, ang paggamit nito sa alahas ay mahirap.

Bilang karagdagan sa mataas na gastos ng supply ng enerhiya para sa proseso ng pag-convert ng grapayt sa brilyante, nagkaroon ng isa pang problema - sa pagtaas ng tagal ng pagkakalantad sa mataas na temperatura, nagsisimula ang graphitization ng brilyante. Ang lahat ng mga subtleties na ito ay nagpapalubha sa pang-industriya na produksyon ng mga diamante. Para sa kadahilanang ito, ang kalikasan, na lubhang mapanira dito, ay nananatiling may kaugnayan at kumikita.

Upang makakuha ng isang brilyante na inilaan para sa mga layunin ng alahas, nagsimula silang magtanim ng mga kristal gamit ang isang buto. Ang natapos na kristal na brilyante ay nalantad sa mga temperatura na 1500°, na nagpasigla sa paglaki, una nang mabilis at pagkatapos ay mabagal. Kung mas malaki ang kristal, mas mabagal ang paglaki nito. Ang epektong ito ay ginawang isang eksperimento lamang ang kawili-wiling eksperimento, dahil ang produksyon nito sa isang pang-industriyang sukat ay naging hindi kumikita. Ang paggamit ng mitein bilang isang "feeder" para sa lumalaking diamante ay hindi nagpabuti ng sitwasyon. Sa mataas na presyon at temperatura, ang methane ay nabubuwag sa carbon at hydrogen. Ang carbon na ito ay ang "pagkain" para sa brilyante.

Mga aplikasyon ng brilyante at grapayt

Ang parehong mga mineral ay malawakang ginagamit sa industriya.

Ginagamit ang mga diamante:

• sa electrical engineering;
• paggawa ng instrumento;
• radyo electronics;
• sa mga drilling rig
• sa paggawa ng alahas.

Ang graphite ay ginagamit para sa:

• paggawa ng mga crucibles at iba pang mga refractory equipment;
• paggawa ng mga pampadulas;
• paggawa ng mga lapis;
• produksyon ng mga kagamitan para sa industriya ng electric coal.

Sa kabila ng iba't ibang paggamit ng parehong grapayt at brilyante sa iba't ibang industriya, ligtas nating mapag-uusapan ang higit na mga benepisyo ng grapayt. Dahil sa pagiging perpekto ng kristal na sala-sala nito, ang brilyante ay hindi gumagalaw. Maaari lamang itong gamitin bilang isang brilyante. Karamihan sa mga diamante na mina sa kalikasan ay napupunta sa mga pangangailangan ng industriya ng alahas, dahil ang mineral ay isa sa pinakamahal na mahalagang bato; nagiging brilyante, pinasisigla nito ang sirkulasyon ng pera, at ito ang pangunahing pag-aari nito sa ekonomiya.

Ang graphite, na inalis sa kalikasan, ay hindi nagiging isang sapat na halaga, ngunit isang mahusay na manggagawa sa produksyon. Dahil sa mga katangian nito, ginagamit ito pareho sa tunay, natural na anyo nito, iyon ay, bilang grapayt, at bilang isang paraan kung saan maaaring makuha ang mga bagong sangkap, halimbawa, ang parehong brilyante.