Dimantu ķīmija: īpašības un veidi

Dimants ir vissmagākais dabīgais materiāls. Mosa cietības skala, kurā dimants ir “10” un korunds (safīrs) ir “9”, nepietiekami apliecina šo neticamo cietību, jo dimants ir eksponenciāli grūtāks nekā korunds. Dimants ir arī vismazāk saspiežamā un stingrākā viela.

Dimants ir izņēmums siltumvadītājs - 4 reizes labāk nekā varš - kas piešķir nozīmi dimantiem, ko sauc par “ledu”. Dimantam ir ārkārtīgi zema termiskā izplešanās, tas ir ķīmiski inerts attiecībā pret lielāko daļu skābju un sārmu, ir caurspīdīgs no tālu infrasarkanais caur dziļo ultravioleto starojumu, un ir tikai viens no nedaudzajiem materiāliem ar negatīvu darba funkciju (elektronu afinitāte). Viena no negatīvās elektronu afinitātes sekām ir tāda, ka dimanti atgrūž ūdeni, bet viegli pieņem ogļūdeņražus, piemēram, vasku vai taukus.

Dimanti labi nevada elektrību, kaut arī daži tādi ir pusvadītāji. Dimants var sadedzināt, ja tiek pakļauts augstām temperatūrām skābekļa klātbūtnē. Dimantam ir augsts īpatnējais svars; tas ir pārsteidzoši blīvs, ņemot vērā zemo atomu svaru

instagram viewer
oglekļa. Dimanta spožums un uguns ir saistīts ar tā augsto izkliedi un augsto refrakcijas koeficientu. Dimantam ir visaugstākais visu caurspīdīgo vielu atstarojums un refrakcijas indekss.

Dimanta dārgakmeņi parasti ir dzidri vai gaiši zili, bet visās varavīksnes krāsās ir atrasti krāsaini dimanti, ko sauc par “fancies”. Bora, kas piešķir zilganu krāsu, un slāpeklis, kas pievieno dzeltenu krāsu, ir parasti piemaisījumi. Divi vulkāniski ieži, kas var saturēt dimantus, ir kimberlīts un lamproīts. Dimanta kristāli bieži satur citu minerālu ieslēgumus, piemēram, granātu vai hromītu. Daudzi dimanti fluorescē no zila līdz violetai, dažreiz pietiekami spēcīgi, lai tos varētu redzēt dienasgaismā. Daži zilās fluorescējošās dimanti fosforizē dzelteno krāsu (mirdz tumsā pēcspīdēšanas reakcijā).

Dimantu tips

Dabiskie dimanti

Dabiskos dimantus klasificē pēc tajos atrodamo piemaisījumu veida un daudzuma.

  • Ia tips - tas ir visizplatītākais dabīgā dimanta tips, kas satur līdz 0,3% slāpekļa.
  • Ib tips - ļoti maz dabisko dimantu ir šis tips (~ 0,1%), bet gandrīz visi sintētiskie rūpnieciskie dimanti ir. Ib tipa dimanti satur līdz 500 ppm slāpekļa.
  • IIa tips - Šis tips ir ļoti reti sastopams. IIa tipa dimanti satur tik maz slāpekļa, ka to nevar viegli noteikt, izmantojot infrasarkanās vai ultravioletās absorbcijas metodes.
  • IIb tips - arī šis tips ir ļoti reti sastopams. IIb tipa dimanti satur tik maz slāpekļa (pat zemāk par IIa tipu), ka kristāls ir p veida pusvadītājs.

Sintētiskie rūpniecības dimanti

Sintētiskie rūpniecības dimanti ir ieguvuši augsta spiediena augstas temperatūras sintēzes (HPHT) procesu. HPHT sintēzē grafīts un metālisks katalizators tiek ievietoti hidrauliskajā presē augstā temperatūrā un spiedienā. Dažu stundu laikā grafīts pārvēršas par dimantu. Iegūtie dimanti parasti ir dažu milimetru lielumā un pārāk kļūdaini, lai tos izmantotu kā dārgakmeņus, taču tie ir ārkārtīgi noderīga kā griezējinstrumentu un urbju malas un tiek saspiesta, lai radītu ļoti augstu spiedieni. (Interesanta sānu piezīme: Lai arī dimantus izmanto daudzu materiālu griešanai, slīpēšanai un pulēšanai, tos parasti neizmanto dzelzs sakausējumi, jo dimants ļoti ātri noberžas, pateicoties augstas temperatūras reakcijai starp dzelzi un ogleklis.)

Plāno filmu dimanti

Polikristāliskā dimanta plānu kārtiņu nogulsnēšanai var izmantot procesu, ko sauc par ķīmisko tvaiku pārklāšanu (CVD). CVD tehnoloģija ļauj mašīnu detaļām uzklāt “nulles nodiluma” pārklājumus, izmantojot dimanta pārklājumus, lai novilktu siltumu no elektroniskie komponenti, modes logi, kas ir caurspīdīgi plašā viļņu garumā un izmanto citas dimanti.