Diamant är ett naturligt mineral, ett av de mest kända och dyraste. Det finns många spekulationer och legender runt honom, särskilt när det gäller dess värde och upptäckten av förfalskningar. Ett separat ämne att studera är förhållandet mellan diamant och grafit. Många vet att dessa mineraler är lika, men inte alla vet exakt vad. Och frågan om hur de skiljer sig kan inte alla svara på. Vad vet vi om strukturen hos en diamant? Eller kriterierna för att bedöma ädelstenar?
Diamantstruktur
Diamant är ett av tre mineraler som är en kristallin modifiering av kol. De andra två är grafit och lonsdaleite, den andra kan hittas i meteoriter eller skapas på konstgjord väg. Och om dessa stenar är hexagonala modifieringar, är typen av diamantkristallgittret en kub. I detta system är kolatomer ordnade på detta sätt: en vid varje vertex och i mitten av ansiktet, och fyra inuti kuben. Således visar det sig attatomerna är ordnade i form av tetraedrar, och varje atom är i mitten av en av dem. Partiklarna är sammankopplade med den starkaste bindningen - kovalent, på grund av vilken diamanten har en hög hårdhet.
Kemiska egenskaper
I grova drag är en diamant rent kol, därför måste diamantkristaller vara helt genomskinliga och släppa igenom allt synligt ljus. Men det finns inget perfekt i världen, vilket betyder att detta mineral också har föroreningar. Man tror att det maximala innehållet av föroreningar i ädelstensdiamanter inte bör överstiga 5 %. Sammansättningen av en diamant kan innehålla både fasta och flytande och gasformiga ämnen, de vanligaste av dem:
- kväve;
- bor;
- aluminium;
- silikon;
- kalcium;
- magnesium.
Kompositionen kan även innehålla kvarts, granater, olivin, andra mineraler, järnoxider, vatten och andra ämnen. Ofta finns dessa element i mineralets sammansättning i form av mekaniska mineralinneslutningar, men några av dem kan ersätta kol i diamantstrukturen - detta fenomen kallas isomorfism. I det här fallet kan inneslutningar avsevärt påverka mineralets fysikaliska egenskaper, dess färg, ljusreflektion och kväveinneslutningar ger det självlysande egenskaper.
Fysiska egenskaper
Strukturen av en diamant bestämmer dess fysiska egenskaper, de utvärderas enligt fyra kriterier:
- hårdhet;
- density;
- spridning och brytning av ljus;
- kristallgitter.
Hårdheten hos mineraler uppskattas på Mohs-skalan, dess poäng på detta system är 10, detta är den maximala indikatorn. Nästa i listan är korund, dess indikator är 9, men dess hårdhet är 150 gånger mindre, vilket betyder diamantens absoluta överlägsenhet i denna indikator.
Hårdheten hos ett mineral betyder dock inte alls dess styrka. Diamant är ganska spröd och går lätt sönder om den slås med en hammare.
Den specifika vikten för en diamant (densitet) bestäms i intervallet från 3,42 till 3,55 g/cm3. Den bestäms av förhållandet mellan vikten av mineralet och vikten av vatten med samma volym.
Förutom hårdhet har den också höga brytningsindex (2,417-2,421) och dispersion (0,0574). Denna kombination av egenskaper gör att diamanten är den mest värdefulla och idealiska smyckesstenen.
De andra fysikaliska egenskaperna hos mineralet är också viktiga, såsom värmeledningsförmåga (900-2300 W/m·K), också den högsta av alla ämnen. Man kan också notera mineralets förmåga att inte lösas upp i syror och alkalier, dielektrikets egenskaper, den låga friktionskoefficienten för metall i luft och den höga smältpunkten på 3700-4000 °C vid ett tryck på 11 GPa.
Likheter och skillnader mellan diamant och grafit
Kol är ett av de vanligaste grundämnena på jorden, det finns i många ämnen, särskilt i levande organismer. Grafit, liksom diamant, består av kol, men strukturerna hos diamant och grafit är mycket olika. Diamant kan förvandlas till grafit under inverkan av höga temperaturer utan tillgång till syre, men under normala förhållanden kan den på obestämd tidförbli oförändrad, detta kallas metastabilitet, dessutom är typen av diamantkristallgitter en kub. Men grafit är ett skiktat mineral, dess struktur ser ut som en serie lager placerade i olika plan. Dessa lager består av hexagoner som bildar ett bikakeliknande system. Starka bindningar bildas endast mellan dessa hexagoner, men mellan skikten är de extremt svaga, detta orsakar skiktningen av mineralet. Förutom sin låga hårdhet absorberar grafit ljus och har en metallisk lyster, som också skiljer sig mycket från diamant.
Dessa mineraler är det mest slående exemplet på allotropi - ett fenomen där ämnen har olika fysikaliska egenskaper, även om de består av samma kemiska element.
Ursprung till diamant
Det finns ingen entydig åsikt om hur diamanter bildas i naturen, det finns magmatiska, mantel-, meteorit- och andra teorier. Det vanligaste är dock magmatisk. Man tror att diamanter bildas på ett djup av cirka 200 km under ett tryck av 50 000 atmosfärer och sedan förs upp till ytan tillsammans med magma under bildandet av kimberlitrör. Diamanternas ålder varierar från 100 miljoner till 2,5 miljarder år. Det är också vetenskapligt bevisat att diamanter kan bildas när en meteorit träffar jordens yta, och även hittas i själva meteoritberget. Kristaller av detta ursprung är dock extremt små och lämpar sig sällan för bearbetning.
Diamantinsättningar
De första insättningarna som vardiamanter upptäcktes och utvanns, belägna i Indien, men i slutet av 1800-talet var de allvarligt utarmade. Det var dock där som de mest kända, stora och dyra proverna bröts. Och på 1600- och 1800-talen upptäcktes mineralfyndigheter i Brasilien och Sydafrika. Historien är fylld av legender och fakta om diamantruschen, som specifikt förknippas med sydafrikanska gruvor. De senast upptäckta diamantfyndigheterna finns i Kanada, deras utveckling började först under det sista decenniet av 1900-talet.
Namibias gruvor är särskilt intressanta, även om diamantbrytning där är en svår och farlig verksamhet. Avlagringar av kristaller är koncentrerade under ett lager av jord, vilket, även om det komplicerar arbetet, talar om den höga kvaliteten på mineraler. Diamanter som har färdats flera hundra kilometer till ytan med konstant friktion mot andra stenar är högkvalitativa kristaller av lägre kvalitet som helt enkelt inte klarade en sådan resa, och därför är 95 % av stenarna som bryts av ädelstenskvalitet. Det finns även välkända och mineralrika kimberlitrör i Ryssland, Botswana, Angola, Guinea, Liberia, Tanzania och andra länder.
Diamantbearbetning
Diamantbearbetning kräver stor erfarenhet, kunskap och kompetens. Innan du börjar arbeta är det nödvändigt att noggrant studera stenen för att sedan bevara sin vikt så mycket som möjligt och bli av med inneslutningar. Den vanligaste typen av diamantslipning är rund, den gör att stenen kan gnistra med alla färger och reflektera ljuset så positivt som möjligt. Men det här arbetet är också det svåraste:en rund diamant har 57 plan, och när man skär den är det viktigt att observera de mest exakta proportionerna. Också populära typer av snitt är: oval, teardrop, hjärta, markis, smaragd och andra. Det finns flera stadier av mineralbearbetning:
- markup;
- splittring;
- sågning;
- runda;
- cut.
Man tror fortfarande att efter bearbetning tappar diamanten ungefär hälften av sin vikt.
Diamond-utvärderingskriterier
När diamanter bryts är endast 60 % av mineralerna lämpliga för bearbetning, de kallas smycken. Naturligtvis är kostnaden för grova stenar mycket lägre än priset på diamanter (mer än två gånger). Diamanter värderas enligt 4C-systemet:
- Carat (karatvikt) - 1 karat motsvarar 0,2 g.
- Färg (färg) - rena vita diamanter hittas nästan aldrig, de flesta mineraler har en viss nyans. Dess värde beror till stor del på diamantens färg, de flesta av stenarna som finns i naturen har en gul eller brun nyans, rosa, blå och gröna stenar kan hittas mer sällan. De mest sällsynta, vackra och därför dyra är mineraler av mättade färger, de kallas fantasi. De sällsynta är gröna, lila och svarta.
- Klarhet (tydlighet) är också en viktig indikator som bestämmer förekomsten av defekter i stenen och som väsentligt påverkar dess värde.
- Cut (cut) - utseendet på en diamant beror mycket på snittet. Refraktion och reflektion av ljusen sorts "lysande" utstrålning gör den här stenen så värdefull, och fel form eller proportioner under bearbetningen kan förstöra den fullständigt.
Tillverkning av konstgjorda diamanter
Now-tekniken låter dig "odla" diamanter, nästan omöjliga att skilja från naturliga. Det finns flera sätt att syntetisera:
- Skapandet av HPHT-diamanter är den metod som ligger närmast naturliga förhållanden. Mineraler skapas av grafit och frödiamant vid en temperatur på 1400 ° C under ett tryck på 50 000 atmosfärer. Med den här metoden kan du syntetisera stenar av ädelstenar.
- Skapande av CVD-diamanter (filmsyntes) - tillverkning av stenar under vakuum med hjälp av ett frö och metan och vätgas. Denna metod gör det möjligt att syntetisera de renaste mineralerna, men de är extremt små i storlek, därför används de främst för industriella ändamål.
- Explosiv fusion är en metod som producerar små diamantkristaller genom att detonera sprängämnen och sedan kyla ner dem.
Hur man skiljer ett original från ett falskt
Apropå metoder för att bestämma äktheten av diamanter, är det värt att skilja mellan verifiering av äktheten av diamanter och rådiamanter. En oerfaren person kan förväxla en diamant med kvarts, kristall, andra genomskinliga mineraler och till och med glas. Men de exceptionella fysikaliska och kemiska egenskaperna hos en diamant gör det lätt att upptäcka en förfalskning.
BFörst och främst är det värt att komma ihåg hårdheten. Denna sten kan repa vilken yta som helst, men bara en annan diamant kan lämna märken på den. Dessutom finns inte svett kvar på en naturlig kristall om du andas på den. På en blöt sten blir det ett märke som en penna om du kör aluminium över den. Du kan kontrollera det med en röntgen: en natursten under strålning har en rik grön färg. Eller titta igenom det på texten: det kommer att vara omöjligt att urskilja det genom en naturlig diamant. Separat är det värt att notera att stenens naturlighet kan kontrolleras för ljusets brytning: om du tar med originalet till ljuskällan kan du bara se en lysande prick i mitten.
