Kas yra deimantas?
Deimantas yra mineralas, kubinė alotropinė anglies forma. Normaliomis sąlygomis
Deimantas yra plataus tarpo puslaidininkis.Jo ore esantis metalas turi labai mažą trinties koeficientą - tik 0,1, kuris yra susijęs su plonų adsorbuotų dujų plėvelių susidarymu ant kristalo paviršiaus, kurie atlieka tam tikro tepalo vaidmenį.
Viena iš svarbiausių deimantų savybių yra liuminescencija.Saulės spindulių ir ypač katodo, ultravioletinių ir rentgeno spindulių įtakoje akmenys pradedaLiuminescencija yra švytėti įvairiomis spalvomis.
Veikiamas katodo ir rentgeno spinduliųVisų rūšių deimantai spindi spinduliuote, o veikiami ultravioletinių spindulių - tik keli. Rentgeno liuminescencija praktikoje plačiai naudojama akmenims iš uolienų išgauti.
Deimantas pagrindiniame roke
Deimantas yra panašus į daugelį bespalvių mineralų -kvarcas, topazas, cirkonis, kurie dažnai naudojami kaip jo imitacijos. Skiriasi kietumas - tai sunkiausia iš natūralių medžiagų (pagal Mohso skalę - 10), optinių savybių, rentgeno spindulių skaidrumo, rentgeno spindulių, katodo, ultravioletinių spindulių.
Deimantas yra retas, bet tuo pat metu gana plačiai paplitęs mineralas.Pramoniniai indėliai yra žinomi visuose žemynuose, išskyrus Antarktidą.Yra žinomi keli akmens telkinių tipai.
Prieš kelis tūkstančius metų deimantai buvopramoniniu mastu jie buvo išgaunami iš aliuvinių telkinių. Tik XIX amžiaus pabaigoje, pirmą kartą aptikus deimantinius kimberlito vamzdžius, paaiškėjo, kad jie nesusidarė upių nuosėdose.
Deimantų kilmė ir amžius vis dar menkai suprantami.Mokslininkai laikosi skirtingų hipotezių - magmatikos, mantijos, meteorito, skysčio, yra net keletas egzotiškų teorijų.
Dauguma linksta link magminio irmantijos teorijos, į tai, kad aukšto slėgio (paprastai 50 000 atmosferų) ir dideliu (apie 200 km) gyliu susidarantys anglies atomai sudaro kubinę kristalinę gardelę - patį deimantą. Akmenis į paviršių neša vulkaninė magma, susidarant vadinamiesiems sprogimo vamzdeliams.
Deimanto krištolo gardelės scheminis atvaizdavimas
Išskirtinis kietumas yra pritaikytas pramonėje: naudojamas brangakmenispeilių, grąžtų, pjaustytuvų ir panašių gaminių gamybai.
Pramoninių pritaikymų poreikis verčia plėsti dirbtinių deimantų gamybą.deimantinių plėvelių klasteris ir jonų plazmos nusodinimas ant pjovimo paviršių.
Deimantiniai milteliai (tiek natūralių deimantų perdirbimo atliekos, tiek dirbtinai gauti) yra naudojami kaip šlifavimo priemonės gaminant pjovimo ir šlifavimo diskus, ratus ir kt.
Kuo ypatingi deimantai?
Pagrindiniai skiriamieji deimanto bruožai yra aukščiausitarp mineralų – kietumas (o kartu ir trapumas), didžiausias šilumos laidumas tarp visų kietųjų medžiagų 900–2300 W/(m K), didelis lūžio rodiklis ir dispersija.
Deimantas yra plataus tarpo puslaidininkis.Jis turi labai mažą metalo trinties ore koeficientą – tik 0,1, o tai susiję su plonų adsorbuotų dujų plėvelių susidarymu kristalo paviršiuje, kurios veikia kaip tam tikras tepalas. Kai tokios plėvelės nesusidaro, trinties koeficientas didėja ir siekia 0,6–1,0.
Didelio kietumo rezultatas yra išskirtinisdeimanto atsparumas dilimui. Jam taip pat būdingas didžiausias (palyginti su kitomis žinomomis medžiagomis) elastingumo modulis ir mažiausias suspaudimo laipsnis.
Lydymosi temperatūra yra apie 3 700-4000 ° C esant ~ 11 GPa slėgiui. Ore deimantas dega 850–1 000 ° C temperatūroje, o gryno deguonies srovėje - 720–800 ° C temperatūroje - silpnai mėlyna liepsna, visiškai virsta anglies dioksidu.
Deimantas gali atlaikyti penkis kartus didesnį slėgį Žemės šerdyje
2021 m. Sausio pabaigoje mokslininkai nustatė, kad deimantas gali atlaikyti penkis kartus didesnį slėgį nei slėgis Žemės šerdyje: medžiagos struktūra išlieka net ir suspausta iki 2 trln.
Tyrimai rodo, kad akmuo yrametastabilus esant dideliam slėgiui: jis išlaiko savo struktūrą, nepaisant to, kad tokiomis sąlygomis tikimasi kitų, stabilesnių struktūrų dominavimo. Ištyrus deimanto keistenybes esant dideliam slėgiui, gali paaiškėti daug anglies turinčių eksoplanetų vidinis veikimas.
Daug anglies turinčios planetos gali būti pagamintos iš deimantų
Už mūsų saulės sistemos ribų gali būti daug planetų, pagamintų iš deimantų. Taip teigia mokslininkai iš Arizonos valstijos universiteto ir Čikagos universitetų.
Jie iškėlė hipotezę, kad daug anglies turinčių eksoplanetų gali sudaryti deimantai ir silicio dioksidas. Žemėje silicio dioksidas daugiausia randamas smėlio ir kvarco pavidalu.
Žvaigždės ir planetos susidaro iš dujų debesų ir kosminių dulkių. O būtent dujų sudėtis lemia, kaip atrodo konkreti žvaigždė ir planeta.
Planeta, kurios anglies ir deguonies santykis mažaskaip ir Žemė, ją sudarys silikatai (druskos ir esteriai) ir oksidai, jame bus nedaug deimantų. Deimantų dalis Žemėje sudaro tik 0,001% jos sudėties.
Skirtingai nuo mūsų Saulės, kitos žvaigždės gali turėti didesnį anglies ir deguonies santykį. O susijungus su vandeniu šioje aplinkoje gali susidaryti anglies turtingos planetos.
Norėdami patikrinti šią hipotezę, atlikite tyrimusGrupė atliko eksperimentą, imituodama šių anglinių eksoplanetų cheminę kilmę, naudodama aukštą temperatūrą ir slėgį. Darbo laboratorijoje rezultatai parodė, kad esant aukštai temperatūrai ir slėgiui silicio karbidas reagavo su vandeniu ir virto deimantais ir silicio dioksidu.
Ką mes žinome apie anglies planetas?
Anglies planeta yra teorinis į Žemę panašios egzoplanetos tipas, kurį numatė amerikiečių astrofizikas Markas Kuechneris.
Šio tipo planetų susidarymo sąlygayra didelis anglies kiekis protoplanetiniame diske ir mažas deguonies kiekis. Kalbant apie chemines savybes, tokia planeta visiškai skirsis nuo antžeminių planetų, tokių kaip Žemė, Marsas ir Venera, kurios yra pastatytos daugiausia silicio ir deguonies pagrindu, o jų sudėtyje nėra daug anglies.
Tikimasi, kad planeta turėsgeležies turinčios šerdies, kaip ir kitose antžeminėse planetose. Paviršiaus pagrindą daugiausia sudarys silicio ir titano karbidai, taip pat gryna anglis.
Taip pat gali būti, kad yra sričių, kurioms visiškai taikomakilometrų deimantų. Atmosferą sudarys angliavandeniliai ir anglies dioksidas. Gyvenimas šios klasės planetoje yra potencialiai įmanomas, jei planetoje yra vandens, tačiau gyvybės formos smarkiai skirsis nuo antžeminės dėl mažo deguonies kiekio, kurio nepakaks susidaryti sausumos tipo organinėms medžiagoms.
Pulsar PSR 1257+12 gali turėti angliesplanetos, susidariusios po supernovos sprogimo iš buvusios žvaigždės anglies sluoksnio. Tokio tipo planetos gali būti netoli galaktikos šerdies, kur žvaigždėse yra daug anglies.
Anglies planetų skersmuo ir masė nesiskiria nuo įprastų planetų, kuriose daugiausia yra vandens ir silicio junginių, todėl jų aptikti dar neįmanoma atskirti.
Jeilio universiteto astronomai 2014 mVadovaujami Johno Moriarty, jie sukūrė modelį, skirtą įvertinti egzoplanetų sudėtį, pagrįstą per metus vykstančiais dujinių diskų, kuriuose susidaro planetos, sudėties pokyčiai.
Pagal jų išvadas, diskuose, kur santykisanglies ir deguonies lygis viršija 0,8, toliau nuo disko centro gali susidaryti anglies turtingos planetos. Be to, mokslininkai mano, kad anglies planetos gali susidaryti diskuose, kuriuose anglies ir deguonies santykis yra gana mažas (0,65), tačiau tokiu atveju tokios planetos susidaro arti jų žvaigždės.
Atitinkamai, planetos, kuriose gausu anglies, gali būti daug dažnesnės, nei manyta anksčiau.
Meninis anglies planetos vaizdavimas. Dėl angliavandenilių planetos spalva yra tamsi ir rausva.
Skaityti daugiau
Abortas ir mokslas: kas nutiks gimdantiems vaikams
Radarai rado paskutinį Tlingito fortą Aliaskoje. Jie jo ieškojo daugiau nei 100 metų
Trečdalis atsigavusių po COVID-19 grįžta į ligoninę. Kas aštuntas - miršta