מה זה יהלום?
יהלום הוא מינרל, צורה קובית אלוטרופית של פחמן. בתנאים רגילים
יהלום הוא מוליך למחצה בעל פערים גדולים.יש לו מקדם חיכוך נמוך מאוד על מתכת באוויר - 0.1 בלבד, שקשור ליצירת סרטים דקים של גז נספג על פני הגביש, שממלאים תפקיד של סוג של חומר סיכה.
אחד המאפיינים החשובים של יהלומים הואהֶאָרָה. בהשפעת אור השמש ובעיקר קתודה, אולטרה סגול וקרני רנטגן, אבנים מתחילות להאיר - זוהרות בצבעים שונים.
בהשפעת קתודה וצילום רנטגןכל סוגי היהלומים זוהרים בקרינה, ובהשפעת אולטרה סגול - מעטים בלבד. בפועל נעשה שימוש נרחב באורות רנטגן לצורך חילוץ אבנים מסלעים.
יהלום ברוק האב
יהלום דומה למינרלים חסרי צבע רבים -קוורץ, טופז, זירקון, המשמשים לעתים קרובות כחיקויים שלו. נבדל בקשיות - הוא הקשה ביותר מחומרים טבעיים (בסולם המוה - 10), תכונות אופטיות, שקיפות לצילומי רנטגן, בהירות בצילומי רנטגן, קתודה, קרני אולטרה סגול.
יהלום הוא מינרל נדיר, אך יחד עם זאת נפוץ למדי. מרבצים תעשייתיים ידועים בכל היבשות מלבד אנטארקטיקה. ידועים מספר סוגים של מרבצי אבן.
לפני כמה אלפי שנים יהלומים בבקנה מידה תעשייתי הם כורים ממרבצי סחף. רק בסוף המאה ה -19, כאשר התגלו לראשונה צינורות קימברליט יהלומים, התברר כי הם לא נוצרו במשקעי נהר.
עדיין אין מידע על מקורם וגילם של היהלומיםנתונים מדעיים מדויקים. מדענים דבקים בהשערות שונות - מגמטי, מעטפת, מטאוריט, נוזל, ויש אפילו כמה תיאוריות אקזוטיות.
הכי רוכנים לעבר מגמטיקה ותיאוריות מעטפת, לעובדה שאטומי פחמן בלחץ גבוה (בדרך כלל 50,000 אטמוספרות) ובעומק רב (כ- 200 ק"מ) יוצרים סריג גביש מעוקב - היהלום עצמו. אבנים מועברות אל פני השטח על ידי מאגמה וולקנית במהלך היווצרות צינורות הפיצוץ כביכול.
ייצוג סכמטי של סריג הקריסטל של יהלום
קשיות יוצאת דופן מוצאת את יישומו בתעשייה: אבן החן משמשת לייצור סכינים, מקדחות, חותכים ומוצרים דומים.
צורך ביישום תעשייתיכוחות להרחיב את ייצור היהלומים המלאכותיים. לאחרונה, הבעיה נפתרה על ידי צבירת יון-פלזמה של סרטי יהלום על משטחי חיתוך.
אבקת יהלום (גם פסולת מעיבוד יהלומים טבעיים וגם אלו המתקבלים באופן מלאכותי) משמשת כמירוק לייצור חיתוך וטחינה של דיסקים, גלגלים וכו '.
מה מיוחד ביהלומים?
המאפיינים העיקריים המבדילים של יהלום הם הגבוהים ביותרבין מינרלים, קשיות (ובמקביל שבירות), מוליכות תרמית הגבוהה ביותר מבין כל המוצקים 900-2300 W/(m K), מקדם שבירה גבוה ופיזור.
יהלום הוא מוליך למחצה רחב.יש לו מקדם חיכוך נמוך מאוד למתכת באוויר - רק 0.1, הקשור להיווצרות סרטים דקים של גז נספג על פני הגביש, הפועלים כמעין חומר סיכה. כאשר לא נוצרים סרטים כאלה, מקדם החיכוך גדל ומגיע ל-0.6-1.0.
קשיות גבוהה מביאה ליוצאת דופןעמידות בפני שחיקה של יהלום. הוא מאופיין גם במודולוס האלסטיות הגבוה ביותר (בהשוואה לחומרים ידועים אחרים) וביחס הדחיסה הנמוך ביותר.
נקודת ההיתוך היא כ -3 700-4000 ° C בלחץ של ~ 11 GPa. באוויר היהלום נשרף בטמפרטורה של 850–1,000 מעלות צלזיוס, ובזרם של חמצן טהור הוא נשרף בלהבה כחולה חלשה בטמפרטורה של 720–800 מעלות צלזיוס, והופך לחלוטין לפחמן דו חמצני.
יהלום יכול לעמוד פי חמישה מהלחץ בליבת כדור הארץ
בסוף ינואר 2021, מדענים מצאו כי יהלום יכול לעמוד בלחץ גבוה פי חמישה מהלחץ בליבת כדור הארץ: מבנה החומר נשמר גם כשהוא דחוס ל -2 טריליון פסקל.
מחקרים מראים כי האבן היאגרורתי בלחץ גבוה: הוא שומר על מבנהו, למרות העובדה שבתנאים כאלה צפויה דומיננטיות של מבנים אחרים ויציבים יותר. לימוד המוזרויות של יהלום בלחץ קיצוני יכול לחשוף את פעולתם הפנימית של כוכבי לכת עשירים בפחמן.
כוכבי לכת עשירים בפחמן יכולים להיות עשויים יהלומים
ייתכן שיש כוכבי לכת רבים עשויים מיהלומים מחוץ למערכת השמש שלנו. כך אומרים מדענים מאוניברסיטת אריזונה סטייט ומאוניברסיטת שיקגו.
הם שיערו כי כוכבי לכת עשירים בפחמן עשויים להיות מורכבים מיהלומים ודו תחמוצת הסיליקון. על כדור הארץ, דו תחמוצת הסיליקון נמצאת בעיקר בצורת חול וקוורץ.
כוכבים וכוכבי לכת נוצרים מענני גז ואבק קוסמי. והרכב הגזים הוא שקובע איך נראים כוכב וכוכב מסוים.
כוכב לכת עם יחס פחמן נמוך לחמצןכמו כדור הארץ, הוא יורכב מסיליקטים (מלחים ואסטרים) ותחמוצות ויכיל מעט יהלומים. חלקם של היהלומים בכדור הארץ הוא 0.001% בלבד מהרכבם.
בניגוד לשמש שלנו, לכוכבים אחרים עשוי להיות יחס גבוה יותר בין פחמן לחמצן. ובשילוב עם מים, כוכבי לכת עשירים בפחמן יכולים להיווצר בסביבה זו.
לבדיקת השערה זו, מחקרהקבוצה ערכה ניסוי המדמה את מקורם הכימי של כוכבי לכת אלה פחמניים באמצעות טמפרטורות ולחצים גבוהים. תוצאות העבודה במעבדה הראו כי בטמפרטורה ולחץ גבוהים, סיליקון קרביד הגיב עם מים והפך ליהלומים וסיליקה.
מה אנו יודעים על כוכבי לכת של פחמן?
כוכב לכת פחמן הוא סוג תיאורטי של כוכב לכת דמוי כדור הארץ שנחזה על ידי האסטרופיזיקאי האמריקאי מארק קיכנר.
תנאי להיווצרות כוכבי לכת מסוג זההוא תוכן גבוה של פחמן בדיסק הפרוטו-פלנטרי ותכולה נמוכה של חמצן. מבחינת תכונות כימיות, כוכב לכת כזה יהיה שונה למדי מכוכבי לכת יבשתיים כמו כדור הארץ, מאדים ונוגה, אשר בנויים בעיקר על בסיס סיליקון וחמצן, ואין הרבה פחמן בהרכבם.
צפוי לכוכב הלכתליבה המכילה ברזל, כמו כוכבי לכת יבשתיים אחרים. הבסיס של פני השטח יהיה בעיקר סיליקון וטיטניום קרבידים, כמו גם פחמן טהור.
ייתכן גם שישנם אזורים המכוסים לחלוטין על ידיקילומטרים של יהלומים. האטמוספירה תורכב מפחמימנים ופחמן דו חמצני. חיים על כוכב לכת ממעמד זה עשויים להיות אפשריים אם בכדור הארץ יש מים, אך צורות החיים יהיו שונות מאוד מאלה הארציים בשל כמות החמצן הקטנה, שלא תספיק ליצירת חומר אורגני מהסוג הארצי.
Pulsar PSR 1257+12 עשוי להיות בעל פחמןכוכבי לכת שנוצרו לאחר פיצוץ סופרנובה משכבת הפחמן של כוכב לשעבר. כוכבי לכת מסוג זה עשויים להיות ממוקמים ליד הליבה הגלקטית, שבה כוכבים מכילים הרבה פחמן.
קוטר וכמות כוכבי הלכת הפחמניים אינם שונים מכוכבי לכת רגילים, המכילים בעיקר מים ותרכובות סיליקון, ולכן עדיין לא ניתן להפריד ביניהם במקרה של גילוי.
בשנת 2014, אסטרונומים מאוניברסיטת יילבהובלת ג'ון מוריארטי, הם פיתחו מודל להערכת הרכב כוכבי לכת חיצוניים על סמך שינויים לאורך השנים בהרכב הדיסקות הגזים שבהן נוצרים כוכבי לכת.
לפי ממצאיהם, בדיסקים שבהם היחסרמות הפחמן והחמצן עולות על 0.8, כוכבי לכת עשירים בפחמן עשויים להיווצר רחוק יותר ממרכז הדיסק. בנוסף, מדענים מאמינים שכוכבי לכת פחמן יכולים להיווצר בדיסקות שבהן היחס בין פחמן לחמצן נמוך למדי (0.65), אך במקרה זה כוכבי לכת כאלה נוצרים קרוב לכוכב שלהם.
בהתאם לכך, כוכבי לכת עשירים בפחמן עשויים להיות נפוצים הרבה יותר ממה שחשבו בעבר.
תיאור אמנותי של כוכב פחמן. צבע כוכב הלכת כהה ואדמדם עקב הימצאותם של פחמימנים.
קרא עוד
הפלה ומדע: מה יקרה לילדים שילדו
מכ"מים מצאו את המבצר האחרון של טלינגיט באלסקה. הם חיפשו אותו למעלה ממאה שנה
שליש מאלו שהחלימו מ- COVID-19 חוזרים לבית החולים. כל שמינית - מתה