Hvad er en diamant?
Diamant er et mineral, en kubisk allotropisk form af kulstof. Under normale forhold
Diamond er en halvleder med bred kløft.Det har en meget lav friktionskoefficient på metal i luft - kun 0,1, der er forbundet med dannelsen af tynde film af adsorberet gas på krystaloverfladen, som spiller rollen som et slags smøremiddel.
En af de vigtige egenskaber ved diamanter er luminescens.Under påvirkning af sollys og især katode, ultraviolette og røntgenstråler begynder sten atAt luminescere er at gløde i forskellige farver.
Under indflydelse af katode og røntgenAlle typer diamanter lyser med stråling og under påvirkning af ultraviolet - kun få. Røntgen luminescens bruges i vid udstrækning til at udvinde sten fra sten.
Diamant i moderrock
Diamant ligner mange farveløse mineraler -kvarts, topas, zircon, som ofte bruges som sine efterligninger. Afviger i hårdhed - det er det hårdeste af naturlige materialer (på Mohs-skalaen - 10), optiske egenskaber, gennemsigtighed for røntgenstråler, lysstyrke i røntgenstråler, katode, ultraviolette stråler.
Diamant er et sjældent, men samtidig ret udbredt mineral.Industrielle aflejringer er kendt på alle kontinenter undtagen Antarktis.Flere typer af stenaflejringer er kendt.
For flere tusinde år siden, diamanter ii industriel målestok blev de udvundet fra alluviale aflejringer. Først i slutningen af det 19. århundrede, da diamantformede kimberlitrør først blev opdaget, blev det klart, at de ikke dannede sig i flodsedimenter.
Diamanternes oprindelse og alder er stadig dårligt forstået.Forskere overholder forskellige hypoteser - magmatisk, kappe, meteorit, væske, der er endda flere eksotiske teorier.
De fleste læner sig mod magmatisk ogkappe teorier, til det faktum, at kulstofatomer under højt tryk (normalt 50.000 atmosfærer) og i en stor (ca. 200 km) dybde danner et kubisk krystalgitter - selve diamanten. Sten bæres til overfladen af vulkansk magma under dannelsen af de såkaldte eksplosionsrør.
Skematisk gengivelse af en diamants krystalgitter
Enestående hårdhed finder anvendelse i industrien: ædelstenen brugestil fremstilling af knive, boremaskiner, fræsere og lignende produkter.
Behovet for industrielle anvendelser tvinger udvidelsen af produktionen af kunstige diamanter.klynge- og ionplasmaaflejring af diamantfilm på skæreflader.
Diamantpulver (både affald fra forarbejdning af naturlige diamanter og dem, der er opnået kunstigt) anvendes som slibemiddel til fremstilling af skære- og slibeskiver, hjul osv.
Hvad er specielt ved diamanter?
De vigtigste kendetegn ved diamant er den højeste hårdhed blandt mineraler (og samtidig skørhed), den højeste varmeledningsevne blandt alle faste stoffer (900-2300 W / (m·K), højt brydningsindeks og dispersion.
Diamond er en bredbåndsgab halvleder med en meget lav friktionskoefficient for metallet i luft - kun 0,1, hvilket skyldes dannelsen af tynde film af adsorberet gas på overfladen af krystallen, som spiller rollen som en slags smøremiddel.Når sådanne film ikke dannes, øges friktionskoefficienten og når0,6–1,0.
Høj hårdhed resulterer i eneståendeslidstyrke af diamant. Det er også kendetegnet ved det højeste (sammenlignet med andre kendte materialer) elasticitetsmodul og det laveste kompressionsforhold.
Smeltepunktet er ca. 3700-4000 ° C ved et tryk på ~ 11 GPa. I luft brænder diamanten ved 850-1.000 ° C, og i en strøm af rent ilt brænder den med en svag blå flamme ved 720-800 ° C og omdannes fuldstændigt til kuldioxid.
En diamant kan modstå fem gange trykket i jordens kerne
I slutningen af januar 2021 fandt forskere, at en diamant kan modstå et tryk fem gange højere end trykket i jordens kerne: materialets struktur bevares, selv når den komprimeres til 2 billioner pascal.
Forskning tyder på, at stenen ermetastabilt ved høje tryk: det bevarer sin struktur, på trods af at man forventer dominans af andre mere stabile strukturer under sådanne forhold. At studere en diamants særheder under ekstremt pres kunne afsløre den indre funktion af kulstofrige exoplaneter.
Kulstofrige planeter kan være lavet af diamanter
Uden for vores solsystem kan der være mange planeter lavet af diamanter.Dette mener forskere fra Arizona State University og University of Chicago.
De antog, at kulstofrige exoplaneter kunne være sammensat af diamanter og siliciumdioxid. På jorden findes siliciumdioxid primært i form af sand og kvarts.
Stjerner og planeter er dannet af gasskyer og kosmisk støv.Og det er sammensætningen af gasserne, der bestemmer, hvordan en stjerne eller en planet ser ud.
En planet med et lavt kulstof-ilt-forholdLigesom Jorden vil den være sammensat af silicater (salte og estere) og oxider og vil indeholde få diamanter. Andelen af diamanter på jorden er kun 0,001% af dens sammensætning.
I modsætning til vores sol kan andre stjerner have et højere forhold mellem kulstof og ilt. Og når de kombineres med vand, kan kulstofrige planeter dannes i dette miljø.
For at teste denne hypotese, forskningGruppen gennemførte et eksperiment, der simulerede den kemiske oprindelse af disse kulstofholdige exoplaneter ved hjælp af høje temperaturer og tryk. Resultaterne af arbejdet i laboratoriet viste, at siliciumcarbid ved høj temperatur og tryk reagerede med vand og blev til diamanter og silica.
Hvad ved vi om kulstofplaneter?
En kulstofplanet er en teoretisk type jordlignende exoplanet, der blev forudsagt af den amerikanske astrofysiker Mark Kuechner.
En betingelse for dannelse af planeter af denne typeer et højt indhold af kulstof i den protoplanetære skive og et lavt indhold af ilt. Med hensyn til kemiske egenskaber vil en sådan planet være helt forskellig fra jordbaserede planeter som Jorden, Mars og Venus, som hovedsageligt er bygget på basis af silicium og ilt, og der er ikke meget kulstof i deres sammensætning.
Planeten forventes at havejernholdig kerne, ligesom andre jordiske planeter. Grundlaget for overfladen vil overvejende være silicium- og titaniumcarbider samt rent kulstof.
Det er også muligt, at der er områder, der er helt dækket afkilometer diamanter. Atmosfæren vil være sammensat af kulbrinter og kuldioxid. Liv på en planet i denne klasse er potentielt muligt, hvis planeten har vand, men livsformer vil adskille sig kraftigt fra jordbundne på grund af den lille mængde ilt, som ikke vil være nok til at danne organisk stof af jordbaseret type.
Pulsar PSR 1257+12 kan have kulstofplaneter, der er dannet efter en supernovaeksplosion fra kulstoflaget af en tidligere stjerne. Planeter af denne type kan være placeret nær den galaktiske kerne, hvor stjerner indeholder meget kulstof.
Diameteren og massen af kulstofplaneter adskiller sig ikke fra almindelige planeter, der hovedsageligt indeholder vand og siliciumforbindelser, så det er endnu ikke muligt at adskille dem i tilfælde af påvisning.
I 2014, astronomer fra Yale UniversityAnført af John Moriarty udviklede de en model til at estimere sammensætningen af exoplaneter baseret på ændringer gennem årene i sammensætningen af de gasformige skiver, hvori planeter dannes.
Ifølge deres resultater, i diske, hvor forholdetkulstof- og iltniveauer overstiger 0,8, kan kulstofrige planeter dannes længere fra midten af skiven. Derudover mener forskere, at kulstofplaneter kan dannes i skiver, hvor forholdet mellem kulstof og ilt er ret lavt (0,65), men i dette tilfælde dannes sådanne planeter tæt på deres stjerne.
Derfor kan kulstofrige planeter være meget mere almindelige end tidligere antaget.
En kunstnerisk skildring af en kulstofplanet. Planetens farve er mørk og rødlig på grund af tilstedeværelsen af kulbrinter.
Læs mere
Abort og videnskab: hvad vil der ske med de børn, der føder
Radarer har fundet det sidste Tlingit-fort i Alaska. De har ledt efter ham i over 100 år
En tredjedel af dem, der er kommet sig efter COVID-19, vender tilbage til hospitalet. Hver ottende - dør