Diamant je naravni mineral, eden najbolj znanih in najdražjih. Okoli njega krožijo številne ugibanja in legende, predvsem glede njegove vrednosti in odkrivanja ponaredkov. Ločena tema za študij je odnos med diamantom in grafitom. Mnogi ljudje vedo, da so ti minerali podobni, vendar vsi ne vedo natančno, kaj. In tudi na vprašanje, kako se razlikujejo, vsi ne morejo odgovoriti. Kaj vemo o zgradbi diamanta? Ali merila za ocenjevanje draguljev?
diamantna struktura
Diamant je eden od treh mineralov, ki so kristalna modifikacija ogljika. Druga dva sta grafit in lonsdaleit, drugega lahko najdemo v meteoritih ali umetno ustvarjen. In če so ti kamni šesterokotne modifikacije, potem je vrsta diamantne kristalne mreže kocka. V tem sistemu so atomi ogljika razporejeni na ta način: po en na vsakem vrhu in v središču obraza in štirje znotraj kocke. Tako se izkaže, daatomi so razporejeni v obliki tetraedrov in vsak atom je v središču enega od njih. Delci so med seboj povezani z najmočnejšo vezjo - kovalentno, zaradi katere ima diamant visoko trdoto.
Kemijske lastnosti
Grobo rečeno, diamant je čisti ogljik, zato morajo biti diamantni kristali popolnoma prozorni in prepuščati vso vidno svetlobo. A na svetu ni nič popolnega, kar pomeni, da ima ta mineral tudi nečistoče. Menijo, da največja vsebnost nečistoč v dragih diamantih ne sme presegati 5%. Sestava diamanta lahko vključuje tako trdne kot tekoče in plinaste snovi, najpogostejše med njimi:
- dušik;
- bor;
- aluminij;
- silicij;
- kalcij;
- magnezij.
Prav tako lahko sestava vključuje kremen, granate, olivin, druge minerale, železove okside, vodo in druge snovi. Pogosto se ti elementi nahajajo v sestavi minerala v obliki mehanskih mineralnih vključkov, vendar lahko nekateri od njih nadomestijo ogljik v strukturi diamanta - ta pojav se imenuje izomorfizem. V tem primeru lahko vključki bistveno vplivajo na fizikalne lastnosti minerala, njegova barva, odboj svetlobe in vključki dušika mu dajejo luminiscenčne lastnosti.
Fizične lastnosti
Struktura diamanta določa njegove fizikalne lastnosti, ovrednotene so po štirih kriterijih:
- trdota;
- gostota;
- razpršitev in lom svetlobe;
- kristalna mreža.
Trdota mineralov je ocenjena po Mohsovi lestvici, njena ocena na tem sistemu je 10, to je največji kazalnik. Naslednji na seznamu je korund, njegov indikator je 9, njegova trdota pa je 150-krat manjša, kar pomeni absolutno premoč diamanta v tem kazalcu.
Vendar trdota minerala sploh ne pomeni njegove moči. Diamant je precej krhek in se zlahka zlomi, če ga udarite s kladivom.
Specifična teža diamanta (gostota) je določena v območju od 3,42 do 3,55 g/cm3. Določeno je z razmerjem med težo minerala in težo vode enakega volumna.
Poleg trdote ima tudi visok lomni indeks (2,417-2,421) in disperzijo (0,0574). Ta kombinacija lastnosti omogoča, da je diamant najdragocenejši in idealen kamen za nakit.
Pomembne so tudi druge fizikalne lastnosti minerala, kot je toplotna prevodnost (900-2300 W/m·K), prav tako najvišja od vseh snovi. Opazite lahko tudi sposobnost minerala, da se ne raztopi v kislinah in alkalijah, lastnosti dielektrika, nizek koeficient trenja kovine v zraku in visoko tališče 3700-4000 °C pri tlaku 11 GPa.
Podobnosti in razlike med diamantom in grafitom
Ogljik je eden najpogostejših elementov na Zemlji, najdemo ga v številnih snoveh, predvsem v živih organizmih. Grafit je tako kot diamant sestavljen iz ogljika, vendar sta struktura diamanta in grafita zelo različni. Diamant se lahko pod vplivom visokih temperatur brez dostopa do kisika spremeni v grafit, v normalnih pogojih pa je sposoben neomejenoostanejo nespremenjeni, to se imenuje metastabilnost, poleg tega je vrsta diamantne kristalne mreže kocka. Toda grafit je večplasten mineral, njegova struktura je videti kot vrsta plasti, ki se nahajajo v različnih ravninah. Te plasti so sestavljene iz šesterokotnikov, ki tvorijo satja podoben sistem. Močne vezi se tvorijo le med temi šesterokotniki, med plastmi pa so izjemno šibke, kar povzroči plastenje minerala. Poleg nizke trdote grafit absorbira svetlobo in ima kovinski lesk, ki se prav tako zelo razlikuje od diamanta.
Ti minerali so najbolj presenetljiv primer alotropije - pojava, pri katerem imajo snovi različne fizikalne lastnosti, čeprav so sestavljene iz istega kemičnega elementa.
Izvor diamanta
O tem, kako v naravi nastajajo diamanti, ni enoznačnega mnenja, obstajajo magmatske, plaščne, meteoritske in druge teorije. Vendar pa je najpogostejši magmatski. Domneva se, da diamanti nastanejo na globini približno 200 km pod pritiskom 50.000 atmosfer, nato pa jih prinesejo na površje skupaj z magmo med nastankom kimberlitnih cevi. Starost diamantov se giblje od 100 milijonov do 2,5 milijarde let. Znanstveno je bilo tudi dokazano, da lahko diamanti nastanejo, ko meteorit zadene zemeljsko površino, najdemo pa jih tudi v meteoritni kamnini sami. Vendar so kristali tega izvora izjemno majhni in redko primerni za predelavo.
Diamantni depoziti
Prvi depoziti, ki so biliDiamanti so bili odkriti in izkopani v Indiji, vendar so bili do konca 19. stoletja močno izčrpani. Vendar pa so tam izkopali najbolj znane, velike in drage vzorce. In v 17. in 19. stoletju so v Braziliji in Južni Afriki odkrili nahajališča mineralov. Zgodovina je polna legend in dejstev o diamantni mrzlici, ki so povezana posebej z južnoafriškimi rudniki. Zadnja odkrita nahajališča diamantov so v Kanadi, njihov razvoj se je začel šele v zadnjem desetletju 20. stoletja.
Rudniki Namibije so še posebej zanimivi, čeprav je tam kopanje diamantov težak in nevaren posel. Pod plastjo zemlje so koncentrirana nahajališča kristalov, kar, čeprav otežuje delo, govori o visoki kakovosti mineralov. Diamanti, ki so prepotovali več sto kilometrov na površje s stalnim trenjem ob druge kamnine, so visokokakovostni, manj kakovostni kristali takšnega potovanja preprosto ne bi mogli vzdržati, zato je 95 % izkopanih kamnov kakovostnih draguljev. V Rusiji, Bocvani, Angoli, Gvineji, Liberiji, Tanzaniji in drugih državah obstajajo tudi dobro znane in mineralno bogate kimberlitne cevi.
obdelava diamantov
Obdelava diamantov zahteva veliko izkušenj, znanja in spretnosti. Pred začetkom dela je treba kamen temeljito preučiti, da bi nato čim bolj ohranili njegovo težo in se znebili vključkov. Najpogostejša vrsta reza diamanta je okrogla, omogoča, da se kamen iskri z vsemi barvami in čim bolj ugodno odbija svetlobo. Toda to delo je tudi najtežje:okrogel diamant ima 57 ravnin, pri rezanju pa je pomembno upoštevati najbolj natančna razmerja. Priljubljene vrste reza so tudi: oval, solza, srce, markiz, smaragd in drugi. Obstaja več stopenj predelave mineralov:
- markup;
- razdelitev;
- žaganje;
- zaokroževanje;
- rez.
Še vedno velja, da po obdelavi diamant izgubi približno polovico svoje teže.
merila za ocenjevanje diamantov
Ko se kopajo diamanti, je le 60% mineralov primernih za predelavo, imenujemo jih nakit. Seveda so stroški surovih kamnov veliko nižji od cene diamantov (več kot dvakrat). Diamanti so vrednoteni po sistemu 4C:
- Karat (karatna teža) - 1 karat je enak 0,2 g.
- Barva (barva) - čisto belih diamantov skoraj nikoli ne najdemo, večina mineralov ima določen odtenek. Njegova vrednost je v veliki meri odvisna od barve diamanta, večina kamnov, ki jih najdemo v naravi, ima rumen ali rjav odtenek, manj pogosto najdemo rožnate, modre in zelene kamne. Najbolj redki, lepi in zato dragi so minerali nasičenih barv, imenujemo jih fantazija. Najredkejše so zelene, vijolične in črne.
- Jasnost (jasnost) je tudi pomemben kazalnik, ki določa prisotnost napak v kamnu in pomembno vpliva na njegovo vrednost.
- Brez (rez) - videz diamanta je zelo odvisen od reza. Lom in odboj svetlobenekakšen "briljanten" sijaj naredi ta kamen tako dragocen, napačna oblika ali razmerje med obdelavo pa ga lahko popolnoma uniči.
Proizvodnja umetnih diamantov
Now tehnologija vam omogoča "gojenje" diamantov, ki se skoraj ne razlikujejo od naravnih. Obstaja več načinov za sintezo:
- Ustvarjanje HPHT-diamantov je metoda, ki je najbližja naravnim pogojem. Minerali nastajajo iz grafita in semenskega diamanta pri temperaturi 1400 ° C pod tlakom 50.000 atmosfer. Ta metoda vam omogoča sintetiziranje kamnov kakovosti dragih kamnov.
- Ustvarjanje CVD-diamantov (filmska sinteza) - izdelava kamnov v vakuumskih pogojih z uporabo semena ter metana in vodikovih plinov. Ta metoda omogoča sintetiziranje najčistejših mineralov, ki pa so izjemno majhni, zato se uporabljajo predvsem v industrijske namene.
- Eksplozivna fuzija je metoda, ki proizvaja majhne diamantne kristale z detonacijo eksploziva in jih nato ohladi.
Kako razlikovati original od ponaredka
Ko že govorimo o metodah za ugotavljanje pristnosti diamantov, je vredno razlikovati med preverjanjem pristnosti diamantov in surovih diamantov. Neizkušena oseba lahko zamenja diamant s kremenom, kristalom, drugimi prozornimi minerali in celo steklom. Vendar pa zaradi izjemnih fizikalnih in kemičnih lastnosti diamanta zlahka odkrijete ponaredek.
BNajprej se je vredno spomniti na trdoto. Ta kamen je sposoben opraskati katero koli površino, le še en diamant lahko na njem pusti sledi. Prav tako se znoj ne zadržuje na naravnem kristalu, če nanj dihate. Na mokrem kamnu bo znamenje kot svinčnik, če ga prevlečete z aluminijem. To lahko preverite z rentgenskim žarkom: naravni kamen pod sevanjem ima bogato zeleno barvo. Ali pa poglejte skozi besedilo: nemogoče ga bo razbrati skozi naravni diamant. Ločeno je treba omeniti, da je naravnost kamna mogoče preveriti glede loma svetlobe: ko izvirnik pripeljete do vira svetlobe, lahko v središču vidite le svetlečo piko.
