Diamant

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 9. října 2022; kontroly vyžadují 6 úprav .
diamant

Diamant v mateřské hornině
Vzorec C
Molekulová hmotnost 12.01
přísada N
Stav IMA platný
Systematika podle IMA ( Mills et al., 2009 )
Třída nativní prvky
Skupina Polymorfy uhlíku
Fyzikální vlastnosti
Barva Bezbarvá, žlutá, hnědá, modrá, světle modrá, zelená, červená, růžová, černá
Barva čárky Chybějící
Lesk diamant
Průhlednost Průhledný
Tvrdost deset
křehkost trvalý
Výstřih Perfektní od {111}
zamotat lasturovitý až třískový
Hustota 3,47-3,55 g/cm³
Krystalografické vlastnosti
skupina teček m3m (4/m -3 2/m) - hexoktaedr
vesmírná skupina Fd3m (F4 1 /d -3 2/m)
Syngonie krychlový
Twinning klíčící dvojčata podle spinelového zákona jsou běžná
Optické vlastnosti
optický typ izotropní
Index lomu 2,417-2,419
Dvojlom chybí, protože je opticky izotropní
optický reliéf mírný
Rozptyl optických os silný
Pleochroismus ne pleochroické
Světélkování modrá, zelená, žlutá, červená
 Mediální soubory na Wikimedia Commons

Diamant (od Pratürk . almaz, rozsvícený. “nepřemožitelný”, přes arabštinu ألماس ‎ ['almās] a v jiném Řekovi ἀδάμας “nezničitelný”) je nerost , kubická allotropic forma uhlíku [1] .

Za normálních podmínek je metastabilní , což znamená, že může existovat neomezeně dlouho. Ve vakuu nebo v inertním plynu za zvýšených teplot se postupně přeměňuje na grafit [2] [3] [4] . Nejtvrdší na Mohsově stupnici referenčních minerálů .

Fyzikální a mechanické vlastnosti

Hlavními rozlišovacími znaky diamantu jsou nejvyšší tvrdost mezi minerály (a zároveň křehkost), nejvyšší tepelná vodivost mezi všemi pevnými látkami 900-2300 W / (m K) [5] , velký index lomu a vysoká disperze . Diamant je polovodič se širokou mezerou s zakázaným pásmem 4,57 eV [6] . Diamant má velmi nízký koeficient tření pro kov ve vzduchu - pouze 0,1, což je spojeno s tvorbou tenkých filmů adsorbovaného plynu na povrchu krystalu, které hrají roli jakéhosi maziva. Když se takové filmy netvoří, koeficient tření se zvyšuje a dosahuje 0,6-1,0 [7] . Vysoká tvrdost určuje výjimečnou odolnost diamantu proti opotřebení a oděru. Diamant má také nejvyšší (ve srovnání s jinými známými materiály) modul pružnosti a nejnižší kompresní poměr .

Energie krystalu je 105 J /mol, vazebná energie je 700 J/mol, což je méně než 1 % energie krystalu.

Bod tání diamantu je přibližně 3700–4000 °C při tlaku ~11 GPa [8] . Na vzduchu hoří diamant při 850–1000 °C a v proudu čistého kyslíku hoří slabým modrým plamenem při 720–800 °C a zcela se mění na oxid uhličitý. Při zahřátí na 2000 °C bez přístupu vzduchu se diamant během 15–30 minut samovolně přemění na grafit a explozivně se rozpadne na malé kousky [9] [10] , při teplotách nad 2000 K , chování termodynamických charakteristik diamantu ( tepelná kapacita , entalpie ) s rostoucí teplotou nabývá anomálního charakteru [11] .

Průměrný index lomu bezbarvých diamantových krystalů ve žluté barvě je přibližně 2,417 a pro různé barvy spektra se pohybuje od 2,402 (pro červenou) do 2,465 (pro fialovou). Závislost indexu lomu na vlnové délce se nazývá disperze a v gemologii má tento termín zvláštní význam, definovaný jako rozdíl v indexech lomu průhledného média na dvou specifických vlnových délkách (obvykle pro páry Fraunhoferových čar λ B \u003d 686,7 nm a A G \ u003d 430,8 nm nebo A C = 656,3 nm a A F = 486,1 nm) [12] . Pro diamant je disperze DBG 0,044 a DCF = 0,025 [ 12] .

Jednou z důležitých vlastností diamantů je luminiscence . Působením slunečního záření a zejména katodického , ultrafialového a rentgenového záření začnou diamanty luminiscovat - zářit různými barvami. Pod vlivem katodického a rentgenového záření září všechny druhy diamantů a pod vlivem ultrafialového záření - jen některé. Rentgenová luminiscence se v praxi široce používá k extrakci diamantů z hornin.

Vysoký index lomu spolu s vysokou průhledností a dostatečnou disperzí indexu lomu (hra barev) činí diamant jedním z nejdražších drahých kamenů (společně se smaragdem , rubínem a alexandritem , které diamanty konkurují cenou). Diamant ve svém přirozeném stavu není považován za krásný. Krásu diamantu dodává brus , který vytváří podmínky pro mnohonásobné vnitřní odlesky. Diamant vybroušený zvláštním způsobem ( tvar Gushchinskaya ) se nazývá diamant .

Struktura

Krystaly kubické soustavy (plošně centrovaná mřížka), prostorová grupa Fd 3 m , parametry buňky  a = 0,357 nm , Z = 8 . Atomy uhlíku v diamantu jsou ve stavu sp ³ - hybridizace . Každý atom uhlíku ve struktuře diamantu je umístěn ve středu čtyřstěnu , jehož vrcholy jsou čtyři nejbližší atomy. Právě silná vazba atomů uhlíku vysvětluje vysokou tvrdost diamantu.

Barvení

Drtivá většina barevných drahokamových diamantů je žlutá a hnědá. Pro diamanty žlutých odstínů je charakteristická vada ve struktuře H-3. V závislosti na koncentraci těchto defektů jsou možné odstíny žluté od sotva postřehnutelných až po jasně viditelné. V bezbarvých diamantech, ve kterých ani spektrofotometr nedokáže detekovat přítomnost defektů H-3, mohou být také přítomny, pokud je přítomna modrá luminiscence . Pouze 10-12 % všech studovaných diamantů, s jasně viditelným žlutým odstínem indikujícím přítomnost H-3 center, nemělo modrou luminiscenci nebo bylo oslabeno. To je způsobeno přítomností nečistot ve struktuře diamantu, které způsobují zhášení luminiscence. Důležitou optickou vlastností centra H-3 je, že modrá barva luminiscence je komplementární ke žlutému odstínu barvy. To znamená, že pokud jsou vizuální reakce z intenzit záření těchto odstínů stejné, jejich celková reakce na oko odhadce bude stejná jako z bezbarvého (bílého) záření; to znamená, že za určitých podmínek je žlutý odstín barvy kompenzován modrým odstínem luminiscence. V obecném případě jde o nerovnost intenzit barev podle zón a nerovnost vizuálních reakcí od žluté barvy barvy a modré barvy luminiscence. Luminiscenci lze považovat za „kompenzační“ faktor žluté barvy, působící se znaménkem „plus“ nebo „mínus“. Z toho vyplývá řada praktických důsledků, které jsou důležité pro určité aspekty hodnocení a značení diamantů před řezáním.

Je třeba vzít v úvahu kombinovaný účinek na oko třídiče žlutého odstínu barvy a modrého odstínu luminiscence krystalu. Diamanty první barvy by se proto měly dělit na ty, ze kterých lze získat diamanty nejvyšších barev, a na ty, ze kterých je získat nelze. Při vstupní kontrole krystalů by měly být z celkového počtu extrahovány všechny neluminiscenční diamanty bez sebemenší přítomnosti žlutého odstínu (je povolena mírná hnědá barva) a s propustností více než 70 %. Tyto diamanty lze považovat za počáteční krystaly pro diamanty barvy 1 a 2. Jejich počet nedosahuje více než 1-3 % z celkového počtu [13] .

Každý barevný diamant je zcela unikátním dílem přírody. Existují vzácné barvy diamantů: růžová, modrá, zelená a dokonce i červená [14] .

Příklady některých barevných diamantů:

Rozdíly mezi diamanty a imitacemi

Diamant je podobný mnoha bezbarvým minerálům – křemen, topaz, zirkon, které se často používají jako jeho napodobeniny. Vyznačuje se tvrdostí - je nejtvrdším z přírodních materiálů (na Mohsově stupnici - 10), optickými vlastnostmi, průhledností pro rentgenové záření, luminiscencí v rentgenovém záření, katodou, ultrafialovými paprsky [15] .

Hledání diamantů ve světě

Diamant je vzácný, ale zároveň poměrně rozšířený minerál. Naleziště průmyslových diamantů jsou známá na všech kontinentech kromě Antarktidy . Je známo několik typů diamantových ložisek. Již před několika tisíci lety se diamanty těžily v průmyslovém měřítku z aluviálních ložisek . Teprve koncem 19. století , kdy byly poprvé objeveny diamantové kimberlitové trubky , se ukázalo, že diamanty nevznikají v říčních sedimentech.

Dosud neexistují přesné vědecké údaje o původu a stáří diamantů. Vědci se drží různých hypotéz - magmatické, plášťové, meteoritové, fluidní, existuje dokonce několik exotických teorií. Většina inklinuje k magmatickým a plášťovým teoriím, ke skutečnosti, že atomy uhlíku pod vysokým tlakem (obvykle 50 000 atmosfér) a ve velké (asi 200 km ) hloubce tvoří krychlovou krystalovou mřížku – samotný diamant. Horniny jsou vynášeny na povrch vulkanickým magmatem při vytváření tzv. " výbuchů ".

Stáří diamantů může být od 100 milionů do 2,5 miliardy let.

Jsou známy meteorické diamanty mimozemského, možná presolárního původu. Diamanty se také tvoří při impaktní metamorfóze z velkých dopadů meteoritů , jako je tomu v astroblému Popigai v severní Sibiři .

Kromě toho byly diamanty nalezeny ve střešních horninách v asociacích metamorfózy ultravysokého tlaku , například v diamantovém ložisku Kumdykul v masivu Kokchetav v Kazachstánu .

Jak impaktní, tak metamorfované diamanty někdy tvoří velmi rozsáhlá ložiska s velkými zásobami a vysokou koncentrací. Ale v těchto typech ložisek jsou diamanty tak malé, že nemají žádnou průmyslovou hodnotu.

Těžba a ložiska diamantů

Komerční ložiska diamantů jsou spojována s kimberlitovými a lamproitovými dýmkami vázanými na starověké kratony . Hlavní naleziště tohoto typu jsou známá v Africe , Rusku , Austrálii a Kanadě .

Před ostatními se naleziště diamantů stala známá v Indii , na východě Deccan Plateau ; Koncem 19. století byla tato ložiska velmi vyčerpaná.

V roce 1727 byla objevena nejbohatší naleziště diamantů v Brazílii , zejména v provincii Minas Gerais , poblíž Teyuque nebo Diamantina , také poblíž La Japada v provincii Bahia [3] .

Od roku 1867 jsou známá bohatá naleziště Jihoafrické republiky  - diamanty "Cape". Diamanty byly nalezeny poblíž moderního města Kimberley v podložích nazývaných kimberlity . 16. července 1871 se na farmě bratří De Beersů usadila společnost hledačů diamantů . Bratři koupili farmu zpět v prvních letech diamantové horečky v regionu za 50 liber a nakonec ji prodali za 60 000 liber . Nejdůležitějším objektem těžby diamantů v oblasti Kimberley byla „ Big Hole “ („Velká díra“), vyhloubená téměř ručně zde zaplavenými prospektory, jejíž počet dosáhl 50 tisíc lidí. do konce 19. století. Denně zde ve dne v noci pracovalo až 30 tisíc hledačů diamantů [16] .

V letech 1871-1914 vytěžili přibližně 2,722 tun diamantů (14,5 milionu karátů ) a v procesu těžby vytěžili 22,5 milionu tun zeminy [17] . Později byly nové diamantové dýmky nalezeny severně od Kimberley - v Transvaalu , v oblasti hřebene Witwatersrand [18] .

V roce 2006 bylo na světě vytěženo 176 milionů karátů diamantů [19] . V posledních letech průmysl zaznamenal pokles výroby.

Podle materiálů Kimberleyského procesu dosáhla světová produkce diamantů v roce 2015 127,4 milionů karátů diamantů v hodnotě 13,9 miliardy USD (průměrná cena jednoho karátu je asi 109 USD). Těžba diamantů (v hodnotovém vyjádření) v předních zemích byla [20] :

Podle Kimberleyského procesu (KP) byla v roce 2018 celosvětová produkce diamantů 148,4 milionů karátů, celkem 14,47 miliardy dolarů (průměrná hodnota vytěžených diamantů je 97 dolarů za karát).

Výsledky roku 2018 dle KP [21]
Země Produkce, mil. $ Produkce, tisíc karátů Průměrná cena $/karát
Rusko 3 983 43 161 92
Botswana 3 535 24 378 145
Kanada 2098 23 194 90
Jižní Afrika 1 228 9 908 124
Angola 1 224 8409 146
Namibie 1 125 2397 469

Tři společnosti, De Beers , ALROSA a Rio Tinto , společně kontrolují asi 70 % světové produkce diamantů od roku 2017. Lídrem z hlediska hodnoty vytěžených diamantů je jihoafrická společnost De Beers – 5,8 miliardy dolarů neboli asi 37 % světové produkce v roce 2017, v kvantitativním vyjádření zaujímá vedoucí pozici ruská ALROSA s ukazatelem 39,6 mil. karátů. [22]

Kapacita stávajících ložisek, stupeň jejich rozvoje a předpokládané zprovoznění nových dolů naznačují, že ve střednědobém a dlouhodobém horizontu bude poptávka na světovém trhu převyšovat nabídku.

Historie těžby diamantů v Rusku

V Rusku byl první diamant nalezen 5. července 1829 na Uralu v provincii Perm ve zlatém dole Krestovozdvizhensky čtrnáctiletý nevolník Pavel Popov, který diamant našel při praní zlata ve zlaté pánvi . Za půlkarátový krystal dostal Pavel svobodu. Pavel dovedl členy Humboldtovy expedice , včetně hraběte Poliera , na místo, kde našel první diamant, kde byly nalezeny další dva malé krystaly. Nyní se toto místo nazývá Diamantový klíč (podle stejnojmenného zdroje) a nachází se přibližně 1 km od vesnice. Promysla nedaleko staré silnice spojující vesnice Promysla a Tyoplaya Gora, okres Gornozavodskij, území Perm .

Diamanty byly objeveny v dole Biserskoye po příjezdu do továrny hraběte Polye, který nařídil, aby se hrubé koncentráty zbývající po promytí zlatých písků promyly podruhé. Huť a železárna Bisersky , vlastněná hraběnce Polie , se nachází v provincii Perm na řece Biser , spojující se s Kamou... Nejpozoruhodnějším z nyní budovaných dolů je Adolfovský... Tento důl byl otevřen v roce 1829 v měsíci květnu a nachází se nedaleko ústí Poludenky.

- " Hornický deník " [23]

Za 28 let dalšího hledání na Uralu bylo nalezeno pouze 131 diamantů o celkové hmotnosti 60 karátů . První diamant na Sibiři byl také vymyt z koncentrátu u města Jenisejsk v listopadu 1897 na řece Melnichnaja. Velikost diamantu byla 2⁄3 karátu . Vzhledem k malé velikosti objeveného diamantu a nedostatku financí nebyl průzkum diamantů proveden. Další diamant byl objeven na Sibiři v roce 1948.

Hledání diamantů v Rusku probíhalo téměř půldruhého století a teprve v polovině 50. let byla v Jakutsku objevena nejbohatší primární naleziště diamantů . 21. srpna 1954 geoložka Larisa Popugaeva z geologické skupiny Natalyi Nikolaevna Sarsadskikh objevila první kimberlitovou dýmku mimo jižní Afriku [24] [25] . Jeho jméno bylo symbolické - " Zarnitsa ".

Následovala dýmka Mir , která byla také symbolická po Velké vlastenecké válce . Potrubí "Úspěšné" bylo otevřeno . Takové objevy sloužily jako začátek průmyslové těžby diamantů v SSSR. V současné době připadá velký podíl diamantů těžených v Rusku na jakutské těžební závody. Kromě toho se velká ložiska diamantů nacházejí na území okresu Krasnovishersky na území Perm [26] a v oblasti Archangelsk : ložisko pojmenované po. Lomonosov na území okresu Primorsky a ložisko Verkhotina (pojmenované po V. Gribovi) na území okresu Mezensky .

V září 2012 média informovala, že vědci odtajnili informace o unikátním nalezišti průmyslových diamantů Popigai impaktního původu, které se nachází na hranici Krasnojarského území a Jakutska . Podle Nikolaje Pochilenka (ředitel Ústavu geologie a mineralogie Sibiřské větve (SB) RAS ) toto ložisko obsahuje biliony karátů [27] .

V říjnu 2019 byl v Jakutsku nalezen diamant „ matrjoška “, uvnitř kterého se volně pohybuje další diamant [28] . Nejkvalitnější diamanty v Rusku se těží v diamantové provincii Ural [29] .

Syntetizované diamanty

Běžný termín „ syntetické “ diamanty není zcela správný, protože uměle vypěstované diamanty jsou svým složením a strukturou podobné přírodním diamantům (atomy uhlíku sestavené v krystalové mřížce), to znamená, že se neskládají ze syntetických materiálů.

Pozadí a první pokusy

V roce 1694 italští vědci John Averani a K.-A. Tarjoni, když se snažil sloučit několik malých diamantů do jednoho velkého, zjistil, že při silném zahřátí diamant hoří jako uhlí. V roce 1772 Antoine Lavoisier zjistil, že při spalování diamantu vzniká oxid uhličitý [30] . V roce 1814 Humphry Davy a Michael Faraday konečně dokázali, že diamant je chemický příbuzný uhlí a grafitu.

Objev přiměl vědce k zamyšlení nad možností umělého vytvoření diamantu. První pokus o syntézu diamantu učinil v roce 1823 zakladatel Charkovské univerzity Vasilij Karazin , který získal pevné krystaly neznámé látky suchou destilací dřeva při silném zahřívání. V roce 1893 profesor K. D. Chruščov při rychlém chlazení roztaveného stříbra nasyceného uhlíkem také získal krystaly, které poškrábaly sklo a korund . Jeho zkušenost úspěšně zopakoval Henri Moissan , který nahradil stříbro železem. Později bylo zjištěno, že v těchto experimentech nebyl syntetizován diamant, ale karbid křemíku ( moissanit ), který má vlastnosti velmi blízké diamantu [31] .

V roce 1879 skotský chemik James Hannay objevil, že když alkalické kovy reagují s organickými sloučeninami, uhlík se uvolňuje ve formě grafitových vloček, a navrhl, že když se takové reakce provádějí pod vysokým tlakem, uhlík může krystalizovat ve formě diamantu. Po sérii experimentů, kdy byla směs parafínu , kostního oleje a lithia uchovávána po dlouhou dobu v utěsněné ocelové trubce zahřáté na červený žár, se mu podařilo získat několik krystalů, které byly po nezávislém výzkumu uznány jako diamanty. Ve vědeckém světě nebyl jeho objev uznán, protože se věřilo, že diamant nemůže vzniknout při tak nízkých tlacích a teplotách. Opětovné zkoumání Hannayových vzorků, provedené v roce 1943 pomocí rentgenové analýzy, potvrdilo, že získané krystaly byly diamanty, ale profesor K. Lonsdale , který analýzu prováděl, opět uvedl, že Hannayovy experimenty byly podvod [32] .

Syntéza

V roce 1939 provedl sovětský fyzik Ovsey Leipunsky [33] jako první termodynamický výpočet rovnovážné čáry grafit-diamant , která sloužila jako základ pro syntézu diamantu ze směsi grafit-kov ve vysokotlakých aparaturách (HPA ). Tento způsob umělé výroby diamantů byl poprvé proveden v roce 1953 v laboratoři ASEA (Švédsko), poté v roce 1954 v laboratoři americké společnosti General Electric a v roce 1960 v Ústavu fyziky vysokého tlaku Akademie SSSR Sciences (IHPP) skupinou výzkumníků vedených Leonidem Fedorovičem Vereščaginem . Tato metoda se dodnes používá po celém světě.

V roce 1961 zorganizoval Valentin Nikolajevič Bakul na základě vědeckých výsledků syntézy diamantů získaných na IHPP výrobu prvních 2000 karátů umělých diamantů v Centrálním konstrukčním úřadu pro karbidové a diamantové nástroje v Kyjevě ; od roku 1963 je zavedena jejich sériová výroba [34] .

Přímý fázový přechod grafit → diamant byl zaznamenán při zatížení rázovou vlnou podél charakteristického zlomu v rázovém adiabatu grafitu [35] . V roce 1961 se objevily první publikace DuPont o výrobě diamantu (do velikosti 100 mikronů ) zatížením rázovými vlnami pomocí energie výbuchu (v SSSR byla tato metoda implementována v roce 1975 v Ústavu supertvrdých materiálů Akademie vědy Ukrajiny [36] [37] [38] ). Existuje také technologie získávání diamantů metodou detonačního zatížení při výbuchu některých výbušnin , např. TNT , s negativní kyslíkovou bilancí [39] , při které diamanty vznikají přímo z produktů výbuchu. Jedná se o nejlevnější způsob získávání diamantů, nicméně „detonační diamanty“ jsou velmi malé (méně než 1 mikron ) a jsou vhodné pouze pro brusiva a stříkání [40] .

V současné době existuje velká průmyslová výroba syntetických diamantů, která uspokojuje poptávku po abrazivních materiálech. Pro syntézu se používá několik metod. Jedním z nich je použití systému kov (rozpouštědlo) - uhlík (grafit) za působení vysokých tlaků a teplot vytvořených pomocí lisovacího zařízení v tvrdoslitinových HPA. Diamanty krystalizují po ochlazení pod tlakem z taveniny, což je přesycený roztok uhlíku v kovu vzniklý při tavení vsázky kov-grafit. Takto syntetizované diamanty se oddělí od nábojového koláče rozpuštěním kovové matrice ve směsi kyselin . Touto technologií se získávají diamantové prášky různých zrnitostí pro technické účely a také monokrystaly drahokamové kvality.

Moderní metody získávání diamantů z plynné fáze a plazmatu , které jsou založeny na průkopnické práci týmu vědců z Ústavu fyzikální chemie Akademie věd SSSR ( Deryagin B.V. , Fedoseev D.V., Spitsyn B.V.) [41] , použít [42 ] ] plynné médium sestávající z 95 % vodíku a 5 % plynu obsahujícího uhlík ( propan , acetylén ), dále vysokofrekvenční plazma koncentrovaná na substrátu, kde vzniká samotný diamant (viz proces CVD ). Teplota plynu od 700…850 °C při tlaku třicetkrát nižším, než je tlak atmosférický. V závislosti na technologii syntézy je rychlost růstu diamantů na substrátu od 7 do 180 µm/h . V tomto případě je diamant nanesen na kovový nebo keramický substrát za podmínek, které obecně nestabilizují diamant (sp 3 ), ale grafitovou (sp 2 ) formu uhlíku. Stabilizace diamantu je primárně vysvětlena kinetikou procesů na povrchu substrátu. Základní podmínkou depozice diamantu je schopnost substrátu tvořit stabilní karbidy (i při teplotách depozice diamantů mezi 700 °C a 900 °C ). Například diamantová depozice je možná na Si, W a Cr substráty, ale nemožná (přímo nebo pouze s mezivrstvami) na Fe, Co a Ni substráty.

Aplikace

Fasetovaný diamant ( briliant ) je po mnoho staletí nejoblíbenějším a nejdražším drahokamem . V drtivé míře je cena diamantu dána extrémně vysokou monopolizací tohoto trhu nikoli těžaři diamantů, ale řezači a obchodníky s diamanty. Všechny diamantové těžařské společnosti a země vytěžily v roce 2016 diamanty v hodnotě 12,4 miliard dolarů [43] , zatímco export diamantů do světa v roce 2016 činil 116 miliard dolarů [44] . To znamená, že těžaři diamantů dostávají 10 % příjmů z diamantového trhu a 90 % příjmů připadá na brusiče a obchodníky s diamanty.De Beers , která představuje asi 20 % světové produkce (2. místo na světě), rozvíjí pole v Botswaně , Jižní Africe , Namibii a Tanzanii . ALROSA, která rozvíjí ložiska diamantů nejen v Rusku, ale také v Angole, Botswaně (průzkum), Zimbabwe (průzkum), představuje 28 % produkce (1. místo na světě). Australsko-kanadská společnost Rio Tinto produkuje 13 %, Dominion Diamond (Kanada) - 6 %, Petra Diamonds (Jižní Afrika, Tanzanie, Botswana (průzkum)) produkuje 3 %. Všechny ostatní společnosti získávají 29 %. [43] Naprostá většina (hodnotou) přírodních diamantů se používá k výrobě leštěných diamantů.

Výjimečná tvrdost diamantu nachází uplatnění v průmyslu: používá se k výrobě nožů , vrtáků , fréz , vtlačovacích tělísek pro hladítka a podobně. Potřeba diamantu pro průmyslové využití si vynucuje rozšíření výroby umělých diamantů. V poslední době se problém řeší klastrovou a iontově-plazmovou depozicí diamantových filmů na řezné plochy. Diamantový prášek (odpad ze zpracování přírodního diamantu i uměle získaný ) se používá jako brusivo pro výrobu řezných a brusných kotoučů, kruhů atd.

Používá se také v kvantových počítačích , v hodinářském a jaderném průmyslu.

Mimořádně slibný je vývoj mikroelektroniky na diamantových substrátech . Existují již hotové výrobky s vysokou tepelnou a radiační odolností. Slibné je také využití diamantu jako aktivního prvku mikroelektroniky, zejména v silnoproudé a vysokonapěťové elektronice kvůli vysokému průraznému napětí a vysoké tepelné vodivosti. Při výrobě polovodičových součástek na bázi diamantů se zpravidla používají dopované diamantové filmy. Diamant dopovaný borem má tedy vodivost typu p, s fosforem  typ n. Díky velké šířce pásma pracují diamantové LED v ultrafialové oblasti spektra [45] . Kromě toho jsou diamantové substráty slibné pro použití jako substráty, například místo křemíkových substrátů, aby se snížil rozptyl nosičů náboje . [jeden]

V roce 2004 byl poprvé na IHPP RAS syntetizován diamant, který má supravodivý přechod při teplotě 2-5 K (v závislosti na stupni dopingu ) [46] . Výsledný diamant byl polykrystalický vzorek silně dopovaný borem , později v Japonsku byly získány diamantové filmy, které přecházejí do supravodivého stavu při teplotách 4-12 K [47] . Supravodivost diamantu je zatím zajímavá pouze z vědeckého hlediska.

Diamantové řezání

Vybroušený diamant se nazývá briliant .

Hlavní typy řezu jsou:

Tvar diamantového brusu závisí na tvaru původního diamantového krystalu . Aby získali diamant maximální hodnoty, snaží se brusiči minimalizovat ztráty diamantu během zpracování. V závislosti na tvaru diamantového krystalu se při jeho zpracování ztratí 55-70% hmoty.

S ohledem na technologii zpracování lze surové diamanty rozdělit do tří velkých skupin:

  1. "soublz" (angl. sawables) - zpravidla krystaly správného oktaedrického tvaru, které je třeba nejprve rozřezat na dvě části, přičemž pro výrobu dvou diamantů se získávají polotovary;
  2. "meykblz" (anglicky makeables) - krystaly nepravidelného nebo zaobleného tvaru, jsou broušeny "v jednom kuse";
  3. "cleavage" (anglicky cleavage) - krystaly s prasklinami, rozštěpené před dalším zpracováním.

Hlavními centry broušení diamantů jsou: Indie , která se specializuje především na malé diamanty o hmotnosti do 0,30 karátu; Izrael , řezání diamantů nad 0,30 karátu; Čína , Rusko , Ukrajina , Thajsko , Belgie , USA , zatímco v USA se vyrábějí pouze velké vysoce kvalitní diamanty, v Číně a Thajsku - malé, v Rusku a Belgii - střední a velké. Tato specializace vznikla v důsledku rozdílů ve mzdách řezníků .

V literatuře

Viz také

Poznámky

  1. ↑ Fyzikální vlastnosti diamantu. - Kyjev: Naukova Dumka , 1987. - (Příručka).
  2. ↑ Diamant, diamant  // Velká sovětská encyklopedie  : v 66 svazcích (65 svazků a 1 doplňkový) / kap. vyd. O. Yu Schmidt . - M  .: Sovětská encyklopedie , 1926-1947.
  3. ↑ 1 2 Diamond // Encyklopedický slovník Brockhause a Efrona  : v 86 svazcích (82 svazcích a 4 dodatečné). - Petrohrad. , 1890-1907.
  4. ↑ Diamantový  // Vysvětlující slovník živého velkého ruského jazyka  : ve 4 svazcích  / ed. V. I. Dal . - 2. vyd. - Petrohrad.  : Tiskárna M. O. Wolfa , 1880-1882.
  5. ↑ Tepelná vodivost izotopicky modifikovaného monokrystalického diamantu   // Fyzik . Rev. Lett.. - 1993. - Sv. 70. - S. 3764.
  6. ↑ Wort CJH, Balmer RS ​​​​Diamant jako elektronický materiál  //  Materials Today. - 2008. - Sv. 11 , iss. 1-2 . - str. 22-28 . — ISSN 1369-7021 . - doi : 10.1016/S1369-7021(07)70349-8 .
  7. ↑ Feng Z., Tzeng Y., Field JE Tření diamantu o diamant v prostředí ultravysokého vakua a nízkého tlaku  //  Journal of Physics D: Applied Physics. - 1992. - Sv. 25 , iss. 10 . - str. 1418 . - doi : 10.1088/0022-3727/25/10/006 .
  8. ↑ Andreev V. D. r, T-diagram tavení diamantu a grafitu s přihlédnutím k anomální vysokoteplotní tepelné kapacitě // Vybrané problémy teoretické fyziky. . - Kyjev: Outpost-Prim, 2012.
  9. ↑ Fiery TV. Jak hoří skutečný DIAMANT? Experimenty s diamanty. (14. června 2019). Datum přístupu: 15. června 2019.
  10. ↑ Andreev V. D. Spontánní grafitizace a tepelná destrukce diamantu při T > 2000 K // Selected Problems of Theoretical Physics. . - Kyjev: Avanpost-Prim, 2012. Archivovaná kopie (nepřístupný odkaz) . Datum přístupu: 16. července 2013. Archivováno z originálu 3. prosince 2013. 
  11. ↑ Andreev V.D. Anomální termodynamika diamantové mřížky // Vybrané problémy teoretické fyziky . - Kyjev: Outpost-Prim, 2012.
  12. ↑ 1 2 Schumann W. Drahé kameny světa . — Nově přepracované a rozšířené čtvrté vydání. - Sterling Publishing Company, Inc., 2009. - S. 41-42. — ISBN 978-1-4027-6829-3 .
  13. ↑ Dronova N. D. Změna barvy diamantů při jejich zpracování na brilianty (systémový přístup a experimentální studie). – Abstrakt disertační práce pro titul kandidáta geologických a mineralogických věd. Specialita 04.00.20 – mineralogie, krystalografie. Moskva, 1991.
  14. ↑ Jurij Šelementjev, Petr Pisarev. Svět diamantů . Gemologické centrum Moskevské státní univerzity. - Černý diamant se nazývá carbonado . Staženo: 8. září 2010.
  15. ↑ Kulikov B.F., Bukanov V.V. Slovník drahokamů . — 2. vyd., revid. a doplňkové - L . : Nedra , 1989. - 168 s. — ISBN 5-247-00076-5 .
  16. ↑ Jižní Afrika-Kimberley-Geografie
  17. ↑ Orientační body v Kimberley
  18. ↑ Edward Ehrlich „The Witwatersrand, ložisko, které určilo osud Afriky“ ​​Archivováno 5. března 2016 na Wayback Machine Mineral deposits in human history
  19. ↑ Olga Vandysheva . Pád diamantů // Expert, č. 4 (972), 25.–31. ledna 2016
  20. ↑ Danilov Yu.G. . Kimberleyský proces o globální produkci diamantů v roce 2015  (2. srpna 2012). Staženo 10. prosince 2013.
  21. ↑ Světová produkce diamantů v roce 2018 klesla . Diamanty. Staženo: 8. července 2019.
  22. ↑ Světová produkce diamantů v roce 2018 poklesne o 3,4 %  (ruština) , Diamanty . Staženo 5. března 2018.
  23. ↑ Šuvalovský park (Shuvalovský park. Dolní rybník, nebo Napoleonova košile): [historie a současnost palácového a parkového souboru v Petrohradě]
  24. ↑ Žurnálová místnost | Neva, 2003 č. 9 | Evgeny Treyvus - Golgota ​​geologa Popugajeva
  25. ↑ Leninova cena za rok 1957 byla udělena dalším geologům. Teprve v roce 1970 získala Popugaeva čestný diplom a znak „ Průkopník oboru “
  26. ↑ Visher diamonds, 1973 .
  27. ↑ Vědci odtajnili naleziště impaktních diamantů na Sibiři , Lenta.ru (16. září 2012). Staženo 18. září 2012.
  28. ↑ V Jakutsku byl objeven unikátní diamant matrjoška
  29. ↑ [https://bigenc.ru/geology/text/4700548 Uralská diamantiferná provincie] // Velká ruská encyklopedie: [  ve 35 svazcích] /  kap . vyd. Yu. S. Osipov . - M  .: Velká ruská encyklopedie, 2004-2017.
  30. ↑ "Velký diamant - od malých"
  31. ↑ B. F. Danilov "Diamanty a lidé"
  32. ↑ Pokusy o „tvorbě diamantu“ V. N. Karazina a K. D. Chruščova a syntéza diamantu dalšími našimi krajany . Časopis "Vysoké školy". Archivováno z originálu 13. ledna 2009.
  33. ↑ Leipunsky O.I. O umělých diamantech  // Pokroky v chemii . - 1939. - Vydání. 8 . - S. 1519-1534 .
  34. ↑ Diamant Ukrajiny. - Kyjev: Azimut-Ukrajina, 2011. - 448 s.
  35. ↑ Alder BJ, Christian RH Chování silně šokovaného uhlíku   // Phys . Rev. Lett.. - 1961. - Sv. 7 . — S. 367 .
  36. ↑ Bakul V. N. , Andreev V. D. Diamanty třídy AB syntetizované explozí  // Syntetické diamanty. - 1975. - Vydání. 5 (41) . - str. 3-4 .
  37. ↑ Andreev V.D. O mechanismu tvorby diamantu při rázovém zatížení  // Syntetické diamanty. - 1976. - Vydání. 5 (47) . - S. 12-20 .
  38. ↑ Lukash V. A. et al. Metody syntézy supertvrdých materiálů pomocí exploze  // Syntetické diamanty. - 1976. - Vydání. 5 (47) . - S. 21-26 .
  39. ↑ Volkov K. V., Danilenko V. V., Elin V. I.  // Fyzika spalování a výbuchu. - 1990. - T. 3 , vydání. 26 . - S. 123-125 .
  40. ↑ Novikov N. V., Bogatyreva G. P., Voloshin M. N. Detonační diamanty na Ukrajině  // Fyzika pevných látek. - 2004. - T. 46 , no. 4 . - S. 585-590 .
  41. ↑ Deryagin B. V. , Fedoseev D. V. Růst diamantu a grafitu z plynné fáze . — M .: Nauka, 1977.
  42. ↑ Nová technologie vám umožní vytvářet diamanty jakékoli velikosti / lenta.ru na základě materiálů „New Scientist“.
  43. ↑ 1 2 Světový trh s diamanty | ALROSA . www.alrosa.ru Staženo: 1. prosince 2019.
  44. ↑ Exportní destinace Diamonds from Mir (2016) . Observatoř ekonomické složitosti. Staženo: 1. prosince 2019.
  45. ↑ Nový n-Type Diamond Semiconductor Synthesized (odkaz není k dispozici) . Získáno 4. března 2010. Archivováno z originálu dne 13. května 2009. 
  46. ↑ Ekimov, EA; VA Sidorov, ED Bauer, NN Mel'nik, NJ Curro, JD Thompson, SM Stishov. Supravodivost v diamantu  (anglicky)  // Nature. - 2004. - Sv. 428 , č.p. 6982 . - str. 542-545 . — ISSN 0028-0836 . - doi : 10.1038/nature02449 .
  47. ↑ (downlink) [cond-mat/0507476] Supravodivost v tenkých polykrystalických diamantových filmech  (downlink)  (downlink od 21.05.2013 [3452 dní])

Literatura

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Tematické stránky
Slovníky a encyklopedie
 Alotropie uhlíku
sp 3
sp 2
spKarabina
smíšený
sp 3 / sp 2
jiný
hypotetický
příbuzný
 Třída minerálů : Nativní prvky ( klasifikace IMA , Mills et al., 2009 )
Skupina železo-nikl Zlatý nugget (placer gold) 2 (17025829922).jpg
zlatá skupina
skupina arsenu
platinová skupinaPlatina
skupina polymorfů sírySíra
skupina uhlíkových polymorfů
jinýRtuť