Этот многоликий алмаз
Информация - Геодезия и Геология
Другие материалы по предмету Геодезия и Геология
содержанием кноррингитовой молекулы Mg3Cr2[SiO4]3, хромшпинелид, хромит, алмаз (более ранний), энстатит, диопсид, хромдиопсид, коэсит, пирротин, пентландит, рутил, ильменит, циркон и некоторые другие. Эпигенетические включения представлены гётитом, серпентином, графитом, гематитом, селлаитом, каолинитом, санидином и некоторыми другими. Встречаются иногда также включения, происхождение которых не совсем ясно. Например: мусковит, флогопит, биотит, кварц, магнетит, кианит. Однако наличие этих включений, особенно сингенетических, не встречаемых больше почти ни в одном ювелирном камне и поэтому помогающих при идентификации алмаза, отрицательно влияет на его стоимость. В связи с этим неоднократно предпринимались попытки удалить их каким-либо методом. В настоящее время практикуется уничтожение включений сжиганием их лучами лазера с последующей обработкой канала кислотой. Наличие такого канала, так же может служить диагностическим признаком алмаза.
5. Синтетические алмаз
В 1694 году итальянские учёные Дж. Аверани и К.А. Тарджони при попытке сплавить несколько мелких алмазов в один крупный обнаружили, что при сильном нагревании алмаз сгорает, как уголь. В 1772 году Антуан Лавуазье установил, что при сгорании алмаза образуется диоксид углерода. В 1814 году Гемфри Дэви и Майкл Фарадей окончательно доказали, что алмаз является химическим родственником угля и графита.
Открытие натолкнуло учёных на мысль о возможности искусственного создания алмаза. Первая попытка синтеза алмаза была предпринята в 1823 году основателем Харьковского университета Василием Каразиным, который при сухой перегонке древесины при сильном нагреве получил твёрдые кристаллы неизвестного вещества. В 1893 году профессор К. Д. Хрущов при быстром охлаждении расплавленного серебра, насыщенного углеродом, также получил кристаллы, царапавшие стекло и корунд. Его опыт был успешно повторён Анри Муассаном, заменившим серебро на железо. Позже было установлено, что в этих опытах синтезировался не алмаз, а карбид кремния (муассани?т), который имеет очень близкие к алмазу свойства.
В 1879 году шотландский химик Джеймс Хэнней обнаружил, что при взаимодействии щелочных металлов с органическими соединениями происходит выделение углерода в виде чешуек графита и предположил, что при проведении подобных реакций в условиях высокого давления углерод может кристаллизоваться в форме алмаза. После ряда экспериментов, в которых смесь парафина, костяного масла и лития длительное время выдерживалась в запаянной нагретой до красного каления стальной трубе, ему удалось получить несколько кристаллов, которые после независимого исследования были признаны алмазами. В научном мире его открытие не было признано, так как считалось, что алмаз не может образовываться при столь низких давлениях и температурах. Повторное исследование образцов Хэннея, проведённое в 1943 году с применением рентгеновского анализа, подтвердило, что полученные кристаллы являются алмазами. Однако профессор К. Лонсдейл, проводившая анализ, вновь заявила, что эксперименты Хэннея являются мистификацией. В феврале 1953 года группе физиков шведской энергетической компании ASEAпри проведении одного из опытов по синтезу алмаза из графита удалось получить первые в мире искусственные алмазы. Давление составляло 80*108 МПа, температура 2500оС, выдержка во времени 2 минуты. В декабре 1954 года учёные фирмы "Дженерал Электрик Ко" создали искусственные алмазы размером около 0,8 мм. После этого синтез алмазов был организован в Бельгии, Великобритании, Японии.
В 1961 году Институтом физики высоких давлений АН УССР была отработана промышленная технология синтеза алмазов. Процесс осуществляется при температуре 1800-2500о С и давлении более 50*102 МПа в присутствии катализаторов - хрома, никеля, железа, марганца, платины, кобальта и других металлов. Впоследствии было установлено, что алмазы образуются при кристаллизации углерода из его раствора в расплаве металла-катализатора.
Синтез алмаза проводится в камере типа "чечевица" объёмом несколько кубических сантиметров. Нагревание осуществляется индукционным методом или прямым пропусканием электрического тока. При сближении пуасонов реакционная смесь графита с никелем (а также со слоистым пирофиллитом) сжимается, и давление в камере превышает 50*102 МПа. В результате происходит перекристаллизация гексагональной кристаллической решётки графита в кубическую структуру алмаза. Размер кристаллов алмаза зависит от времени синтеза. При времени реакции 3 минуты образуются кристаллы массой около 10 мг, а 30 минут - 70 мг. Наиболее прочные кристаллы размером до 0,5-0,8 мм; физико-механические свойства более крупных кристаллов хуже.
В 1961 году появились первые публикации фирмы "Du Pont" о реализации идей получения алмаза путём прямого фазового перехода из графита. Синтез производился с использованием энергии взрыва, или непосредственно из продуктов взрыва некоторых взрывчатых веществ, с отрицательным кислородным балансом, особенно удобен для получения алмазов тротил. Это наиболее дешёвый способ получения алмазов, однако, "взрывные алмазы" очень маленькие и пригодны лишь для абразивов и напылений.
В 1963 году В.Ж. Эверсолом (США) был запатентован способ выращивания алмазов из перенасыщенной углеводородом газовой фазы (метана, ацетилена или других углеводородов) при давлении ниже 10*102 МПа. Образующаяся избыточная поверхностная энергия на границе графит-воздух способствуют формированию зародышей алма?/p>