Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск


Химия
Реферат -

бриллиант






Загрузка...

Реферат на тему:

Алмаз

АЛМАЗ, минерал, кристаллическая кубическая полиморфная модификация самородного углерода, по блеску, красоте и твердости превосходит все минералы.

Разновидности алмаза баллас, карбонадо, борт. Кристаллизуется в кубической сингонии. Бесцветные или окрашенные октаэдрические кристаллы. Твердый минерал (твердость 10 по минералогической шкале) плотность около 3,5 г / куб.см, высокий показатель преломления (2,417). Полупроводник. Крупные прозрачные кристаллы алмаза драгоценные камни первого класса. Крупнейшие в мире алмазы: «Куллинан» (3106 кар), «Эксельсиор» (971,5 кар), "Йонкер» (726 кар). Применяется в промышленности как абразивный материал. Промышленные месторождения связаны с кимберлитами, россыпями. Главные зарубежные добывающие страны: ЮАР, Конго (Заир), Ботсвана, Намибия. В Российской Федерации месторождения в Якутии, на Урале. Синтетические алмазы получают из графита и углесодержащих веществ с середины 1950-х годов. Ежегодное производство синтетических алмазов несколько миллионов карат (в основном для технических нужд).

Химический состав

Алмаз состоит из чистого углерода, но обычно содержит небольшие примеси различных химических элементов, входящих в кристаллическую структуру или в состав включений других минералов. Для бесцветных прозрачных разновидностей характерна структурная примесь азота (0,3%), хотя встречаются и «безазотные алмазы». В непрозрачных и окрашенных разновидностях содержание примесей (оксиды алюминия, кремния, магния, кальция, железа, титана и др.) Достигает 5%.

Морфология

Алмаз кристаллизуется в кубической системе. Атомы углерода находятся в нем по узлам двух кубических решеток с центрированными гранями, очень плотно вставленных одна в другую (а = 3,5595 А). Кристаллы алмаза являются гигантскими полимерными молекулами и обычно имеют форму октаэдров, ромбододекаэдра, реже кубов или тетраэдров. Размеры кристаллов варьируют от микроскопических до очень крупных, масса самого крупного алмаза «Куллинан», найденного в 1905 году в Южной Африке 3106автомобиль (0,621 кг).

Физические свойства

Алмаз твердое из всех природных веществ. По шкале Мооса относительная твердость алмаза равна 10, абсолютная в 1000 раз превышает твердость кварца и в 150 раз корунда. Максимальная твердость на гранях октаэдра, минимальная на гранях куба; на этом основаны огранки, распиловка и шлифовка алмазов. Плотность чистого алмаза 3,511 г / см3. Блеск сильный, от алмазного до жирного. Высокий показатель преломления (от 2,417 до 2,421) и сильная дисперсия (0,0574) обуславливают яркий блеск и разноцветную «игру» ограненных ювелирных алмазов, называемых бриллиантами. Алмаз может быть бесцветным и водянопрозрачным или окрашенным в различные оттенки желтого, коричневого, красного, голубого, зеленого, черного, серого цветов. Распределение окраски часто неравномерное, пятнистый или зональный. Под действием рентгеновского, катодного и ультрафиолетовых лучей большинство алмазов начинает светиться голубым, зеленым, розовым и др. цветами. Алмаз прилипает к некоторым жировых смесей, на этом основан получивший наибольшее распространение жировой способ извлечения алмазов на обогатительных фабриках.

На воздухе алмаз сгорает при 850 ° С с образованием СО2 в вакууме при температуре свыше 1500 ° С переходит в графит. Свойства алмаза резко меняются в зависимости от наличия (тип I) или отсутствия (тип II) примеси азота. Для типа I характерно аномальное двух преломления, низкая фотопроводимость, отсутствие электропроводности, поглощение в инфракрасном (между 8-10 мкм) и ультрафиолетовом (от 3300 А) диапазонах, высокая теплопроводность. Без азотные алмазы (тип II) практически изотропные, с высокой фотопроводностью, не поглощают инфракрасное излучение и прозрачны в ультрафиолетовом (до 2200 А), обладают чрезвычайно высокой теплопроводностью. Рентгеновская диффракция обнаруживает в первом типе дополнительные линии, свидетельствующие о «дефектности» кристаллической структуры.

Условия создания и нахождения алмазов

Предполагается, что алмазмант «Орлов» (199,6 кар), привезенный из Индии и подаренный графом Г. Орловым императрице Екатерине II, а также индийский алмаз «Шах» (88 кар), подаренный императору Николаю I иранским шахом после убийства в Тегеране российского посла и поэта Александра Грибоедова. В Лувре находится крупный индийский алмаз «Регент» (137,75 кар), принадлежавший Людовику XV Бурбону и впоследствии вправленный в эфес шпаги Наполеона I Бонапарта. Крупнейший в мире синий алмаз «Хоуп» (44,5 кар), владельцы которого нередко погибали при загадочных обстоятельствах, хранится в музее Смитсоновского института (США). Крупнейшие алмазы России «Двадцать шестой съезд КПСС» и мелкозернистый агрегат алмазов найдены в Якутии.

Месторождения алмазов

В древности алмазы добывались в Индии, наиболее известны производимые в настоящее время копи Голконды. В 1725 в Бразилии (Минас-Жерайс) были открыты речные алмазные россыпные месторождения. С 1869 в Южной Африке ведется добыча алмазов из речных россыпей. Африканский континент оказался чрезвычайно богат коренными и россыпных месторождений алмазов, которые экспортируются из ЮАР, Заира, Ботсваны, Анголы, Намибии, Ганы, Сьерра-Леоне.

В 1954 были найдены алмазы в центральной части Сибирской платформы, в бассейне рек Большой и Малой Ботуобои, и позже в районе Архангельска. Россыпи, а затем и корни богаты месторождения найдены в районе г.. Кимберли в Австралии. Здесь корни месторождения представлены также трубообразных вертикальными телами, но их заполняет лампроит магматическая порода, по составу схожа с калиевыми высокощелочных базальтами.

Добыча, применение и цены

Ежегодная мировая добыча алмазов оценивается в 100 млн. Кар (20 тонн), из них 40 млн. Приходится на страны Африки и по 30 млн. На Россию и Австралию. Крупнейший в мире монополист по добыче и продаже алмазов компания «Де Бирс» с годовым оборотом более 15 млрд. долларов. В России добыча алмазов ведет компания «Алмазы России Саха »(объем добычи в стоимостном выражении составляет 1300000000. Долларов вгод). Масса добываемых алмазов, конечно 0,1-1,0 кар, крупное ювелирное камни встречается редко. Цена необработанных алмазов ювелирного качества около 100 долларов за карат, стоимость бриллиантов сильно колеблется в зависимости чистоты «воды», оттенков цвета «нацветив», наличия включений и дефектов, величины камни, качества огранки и т.д. Обычная цена карата бриллиантов от 400 до 1000 долларов. Мировые центры продажи алмазов Центральная сбытовая организация в Лондоне и Алмазная биржа в Антверпене. Мировой лидер по сбыту ювелирных изделий Италия. Технические алмазы, используемые как абразивы, стоят от 3 до 12 долларов за автомобиль; синтетические около 2 долларов за автомобиль. С конца 90-х годов США ежегодно потребляют не менее 50 млн. Кар технических алмазов (10 тонн). Ожидается, что в начале 21 века мировое потребление технических алмазов составит 250 млн. Кар или 50 тонн, из них около 70% синтетических. Технические алмазы используются в алмазных буровых коронок, пилах, резцах, филь ерах для извлечения проволоки, для изготовления полировальных порошков и паст, а также в оптической и электронной промышленности как полупроводники, датчики в счетчиках ядерных частиц, как вещество с теплопроводностью выше, чем в меди, прозрачное для широкого диапазона волн.

Огранка

Крупнейшие в мире центры по огранке алмазов расположены: в Бельгии (Брюссель), специализирующаяся на высококачественном огранке камней средней величины; США (Нью-Йорк) обработке крупных алмазов; Индии (Сурат) огранке дешевых желтых алмазов; Израиле (Рамат-Ган) экономическом огранке, максимально сохраняет массу камня, часто в ущерб качеству огранки. В России ведется высококачественное огранки мелких камней на предприятиях в Москве, Санкт-Петербурге ( «Русские самоцветы»), Екатеринбурге и Смоленске.

Синтез алмазов

Первые искусственные алмазы получили в Швеции в 1953 году В Соединенных Штатах Америки синтэтический алмаз в 1956 получила компания Дженерал Електрик.В эти же годы аналогичного успеха добились и в СССР. В 1971 Дженерал Электрик удалось вырастить искусственный алмаз весом в один карат.

Технология производства искусственных алмазов довольно сложна. Производят алмазы при температуре 1200-2000 ° С и давлении 1000-5000 МПа (50-60 тысяч атмосфер) из порошка графита, смешанного с порошкообразным железом, никелем, хромом. Применяя различные режимы синтеза можно получать алмазы разных цветов: желтые, голубые, красные, коричневые.

Самый крупный искусственный алмаз весом не более 30 карат был получен компанией Де Бирс. Однако это камень не ювелирного качества. Ежегодно в мире синтезируется около 40 т. Мелкокристаллический алмазов, используемых для получения абразивных порошков. Полученные искусственным путем ювелирные алмазы значительно дороже естественны.

В России два центра производства искусственных алмазов Москва и Новосибирск. Секретами синтеза алмазов обладают на Украине и в Беларуси. Крупнейшие зарубежные производители фирмы Дженерал Электрик, Де Бирс, Сумимото Электрик принципиально продают свои изделия только для использования в технической цели.

Имитация алмазов

Для имитации алмазов используется бесцветный циркон, синтетический рутил, титанат стронция, синтетический бесцветный шпинель и корунд, алмазные дублеты и свинцовое стекло; а также синтетические, которые появились. Все эти соединения мягче алмаза, не обладают характерной голубой люминесценцией, отличаются по показателю преломления. Облучение алмазов в ядерных реакторах позволяет превращать бесцветное или желтое камни в более дорогие зеленые и голубые.

Диагностика алмазов

Эффективная диагностика и имитация алмазов проводится «алмазным щупом», действие которого основано на определении уникальной теплопроводности алмаза, превышает теплопроводность серебра и меди: при этом возможна проверка даже очень мелких камней, закрепленного в глубокой оправе. Используется также «алмазний карандаш », заправленный специальными чернилами, что оставляет на поверхности хорошо что смачивается жиром алмаза сплошную границу, тогда как на имитациях чернила собирается в отдельные капельки. Чистота абразивных порошков из алмазов проверяется рентгеновским и люминесцентным методами; синтетические порошки обычно обладают магнитными свойствами, мощными магнитами или электромагнитами, которые проявляются.

Литература: «Большая Энциклопедия Кирилла и Мефодия»

Загрузка...