Этот многоликий алмаз
Информация - Геодезия и Геология
Другие материалы по предмету Геодезия и Геология
диночными атомами азота, изоморфно замещающими в структуре алмаза атомы углерода. В таких алмазах наблюдается поглощение с 550 нм. Зелёные пятна пигментации, окрашивающие поверхность кристаллов в зеленоватый или голубоватый цвет, появляются в результате природного радиоактивного облучения. При нагревании в процессе метаморфизма они становятся жёлтыми. Встречаются алмазы с синей и голубой окраской. Предполагается, что этот тип окраски обусловлен вхождением в структуру алмаза бора. Очень распространены дымчато-коричневые и реже розовато-сиреневые алмазы, окраска которых связана с дефектами на плоскостях скольжения. Молочно-белая окраска объясняется наличием мелкодисперсных включений граната во внешней части кристалла, а серая и чёрная - включениями графита.
Алмаз при обычных температурах химически инертен. Кислоты, даже самые сильные на него не действуют. При высоких температурах алмаз приобретает химическую активность. При температуре выше 450-500о С (микропорошки) - 600-700о С (кристаллы) алмаз может окисляться кислородом, CO2, NO, водяным паром. При температурах 600-800о С и выше кристаллы алмаза травятся в расплавах щелочей, кислородосодержащих солей и металлов.
Алмаз не смачивается водой, но прилипает к жировым смесям. Высокий показатель преломления (2,417) объясняет его яркий, алмазный блеск. Для лучей разного цвета показатель преломления неодинаков: для красного - 2,402; жёлтого - 2,417; зелёного - 2,427; фиолетового - 2,465. Таким образом, дисперсия показателя преломления алмаза - 0,063, что намного выше, чем у других минералов. Высокой дисперсией объясняется "игра" бриллиантов. Угол внутреннего отражения для алмаза при n= 2,42 составляет 24о51/.
Кристаллы алмаза оптически изотропны, однако довольно часто в них возникают упругие напряжения, приводящие к появлению аномального двупреломления. Узоры двупреломления могут быть различными: полосчатыми, соответствующими зональному строению кристаллов или связанными с плоскостями скольжения; радиально-лучистыми, вызванными дислокациями роста кристаллов; звёздо- и крестообразными, связанными с неравномерным распределением примесей; в виде изоклин, вызванных объёмными напряжениями в алмазе; в виде фантомов, обусловленных напряжениями, направленными в разные стороны; вызваны включениями посторонних минералов; напоминающими рисунок соломенных ковриков.
Под воздействием катодных, рентгеновских и ультрафиолетовых лучей некоторые алмазы люминесцируют, что вызвано дефектами их структуры. Цвет люминесценции различен - от зелёного и жёлтого до голубого или синего. Алмазы с различным свечением имеют разные физико-механические свойства. Так при статическом однородном сжатии наибольшей прочностью отличаются несветящиеся алмазы, затем голубые, зелёные, жёлтые и розовые. Самая большая динамическая прочность у кристаллов с розовым свечением, ниже у кристаллов с зелёным, жёлтым и голубым свечением. Наименьшая прочность на удар у несветящихся алмазов. При испытании алмазов с различным свечением на истирание наибольшая износостойкость установлена у алмазов, светящихся зелёным цветом, ниже - у голубых, жёлтых алмазов, с розовым свечением и у несветящихся.
В 1934 году Р.Робертсон, Дж. Фокс, А. Мартин выяснили, что алмазы по физическим свойствам делятся на два типа. В 1959 году В. Кайзер и В. Бонд связали эти отличия с разным содержанием в них азота. В алмазах I типа оно достигает 0,25 %, в алмазах II типа не превышает 0,001 % . Алмазы I типа резко преобладают во всех месторождениях, однако в южноафриканских кимберлитовых трубках "Премьер", "Де Брис" и "Финч" много и алмазов II типа, а среди мелких кристаллов из трубки "Премьер" они составляют до 90 % от всей массы алмазов.
Алмазы I и II типа отличаются и по характеру поглощения в ультрафиолетовой и инфракрасной областях. Граница фундаментального поглощения в ультрафиолетовой области в алмазах II типа находится в пределах 220-225 нм, а в алмазах I типа - 300-320 нм.
В инфракрасных спектрах алмазов наблюдается двухфононное решётчатое поглощение в области 3-6 мкм, связанное с температурным колебанием атомов углерода в решётке алмаза. В алмазах, содержащих различные дефектно-примесные центры, установлены системы поглощения A, B1, B2 и C с соответствующими основными линиями (см-1) - A - 1282, B1 - 1175, B2 - 1370, C - 1130.
Алмазы I и II типа отличаются и по своим электронным свойствам. При комнатной температуре алмазы являются диэлектриками, но среди алмазов II типа выделяется отдельный подтип IIb - алмазы, обладающие полупроводниковыми свойствами. При облучении ультрафиолетовыми лучами (210-300 нм) в алмазах появляется фотопроводимость, которая вдвое увеличивается при дополнительном одновременном облучении их инфракрасными лучами. При одинаковых условиях фотопроводимость алмазов II типа на порядок выше, чем I типа.
Алмаз характеризуется очень высокой теплопроводностью. Она не одинакова при различной температуре. В интервале температур 20-1200 К теплопроводность алмаза выше теплопроводности меди. Линейное расширение алмазов при температуре 0-1400о С составляет 0,58 %, коэффициент теплового расширения при 25о С равен 1,3*10-6, а при 1400о С - 7*10-6.
Физические свойства алмазов (цвет, твёрдость, электропроводность) изменяются при их облучении: цвет становится синим, сине-зелёным, а при увеличении времени облучения - тёмно-зелёным и чёрным. Изменения в структуре алмазов приводят и к изменению механических свойств. На 20-30 % увеличивается статистическая прочность, однако динамическая прочность уменьшается.
В завис