Kas ir dimants?
Dimants ir minerāls, oglekļa kubiskā alotropiskā forma. Normālos apstākļos
Dimants ir plaša sprauga pusvadītājs.Tam ir ļoti zems berzes koeficients uz metālu gaisā - tikai 0,1, kas saistīts ar plānu adsorbētas gāzes plēvju veidošanos uz kristāla virsmas, kurām ir sava veida smērvielas loma.
Viena no svarīgākajām dimantu īpašībām ir luminiscence.Saules gaismas un īpaši katoda, ultravioleto un rentgena staru ietekmē akmeņi sākLuminiscei ir mirdzēt dažādās krāsās.
Katoda un rentgena ietekmēVisu veidu dimanti spīd no starojuma, un ultravioletā starojuma ietekmē - tikai daži. Rentgenstaru luminiscenci praksē plaši izmanto, lai iegūtu akmeņus no akmeņiem.
Dimants pamatrokā
Dimants ir līdzīgs daudziem bezkrāsainiem minerāliem -kvarcs, topāzs, cirkons, kurus bieži izmanto kā atdarinājumus. Atšķiras pēc cietības - tas ir visgrūtākais no dabīgiem materiāliem (pēc Mosa skalas - 10), optiskajām īpašībām, rentgenstaru caurspīdīgumam, rentgena starojuma spilgtumam, katodam, ultravioletajiem stariem.
Dimants ir rets, bet tajā pašā laikā diezgan plaši izplatīts minerāls.Rūpnieciskie noguldījumi ir zināmi visos kontinentos, izņemot Antarktīdu.Ir zināmi vairāki akmens atradņu veidi.
Pirms vairākiem tūkstošiem gadu dimantirūpnieciskā mērogā tie tika iegūti no aluviālajām atradnēm. Tikai 19. gadsimta beigās, kad pirmo reizi tika atklātas dimantveida kimberlīta caurules, kļuva skaidrs, ka tās neveidojas upju nogulumos.
Dimantu izcelsme un vecums joprojām ir slikti saprotami.Zinātnieki ievēro dažādas hipotēzes - magmatisko, mantiju, meteorītu, šķidrumu, ir pat vairākas eksotiskas teorijas.
Lielākā daļa sliecas uz maģisko unmantijas teorijas, uz to, ka oglekļa atomi zem augsta spiediena (parasti 50 000 atmosfēras) un lielā (apmēram 200 km) dziļumā veido kubisko kristāla režģi - pašu dimantu. Tā saukto sprādziena cauruļu veidošanās laikā akmeņi tiek nogādāti uz virsmas ar vulkānisko magmu.
Dimanta kristāliskā režģa shematisks attēlojums
Ārkārtas cietība tiek izmantota rūpniecībā: tiek izmantots dārgakmensnažu, urbju, griezēju un līdzīgu izstrādājumu ražošanai.
Nepieciešamība pēc rūpnieciskiem lietojumiem liek paplašināt mākslīgo dimantu ražošanu.dimanta plēvju klasteru un jonu-plazmas nogulsnēšana uz griešanas virsmām.
Dimanta pulveris (gan dabisko dimantu apstrādes atkritumi, gan mākslīgi iegūti atkritumi) tiek izmantots kā abrazīvs griešanas un slīpēšanas disku, riteņu utt. Ražošanai.
Kas ir īpašs dimantiem?
Dimanta galvenās atšķirīgās iezīmes ir augstākā cietība starp minerāliem (un tajā pašā laikā trauslums), augstākā siltumvadītspēja starp visām cietajām vielām (900–2300 W/(m·K), augsts refrakcijas indekss un dispersija.
Dimants ir platjoslu pusvadītājs ar ļoti zemu berzes koeficientu metālam gaisā – tikai 0,1, kas ir saistīts ar adsorbētas gāzes plānu plēvju veidošanos uz kristāla virsmas, kas spēlē sava veida smērvielas lomu.Ja šādas plēves netiek veidotas, berzes koeficients palielinās un sasniedz0,6–1,0.
Augstas cietības rezultāts ir ārkārtasdimanta nodilumizturība. To raksturo arī augstākais (salīdzinot ar citiem zināmiem materiāliem) elastības modulis un viszemākā saspiešanas pakāpe.
Kušanas temperatūra ir aptuveni 3700-4000 ° C pie spiediena ~ 11 GPa. Gaisā dimants deg 850–1 000 ° C temperatūrā, un tīra skābekļa plūsmā tas deg ar vāju zilu liesmu 720–800 ° C temperatūrā, pilnībā pārvēršoties oglekļa dioksīdā.
Dimants var izturēt piecas reizes lielāku spiedienu Zemes kodolā
2021. gada janvāra beigās zinātnieki atklāja, ka dimants var izturēt spiedienu, kas ir piecas reizes lielāks nekā spiediens Zemes kodolā: materiāla struktūra tiek saglabāta pat tad, ja tas ir saspiests līdz 2 triljoniem paskalu.
Pētījumi liecina, ka akmens irmetastabils pie augsta spiediena: tas saglabā savu struktūru, neskatoties uz to, ka šādos apstākļos ir gaidāma citu, stabilāku struktūru dominance. Izpētot dimanta dīvainības zem spēcīga spiediena, varētu atklāt oglekli saturošu eksoplanētu iekšējo darbību.
Ar oglekli bagātas planētas var izgatavot no dimantiem
Ārpus mūsu Saules sistēmas var būt daudz planētu, kas izgatavotas no dimantiem.Tas ir Arizonas štata universitātes un Čikāgas universitātes zinātnieku viedoklis.
Viņi izvirzīja hipotēzi, ka ar oglekli bagātas eksoplanētas varētu sastāvēt no dimantiem un silīcija dioksīda. Uz Zemes silīcija dioksīds galvenokārt atrodas smilšu un kvarca formā.
Zvaigznes un planētas veidojas no gāzes mākoņiem un kosmiskajiem putekļiem.Un tas ir gāzu sastāvs, kas nosaka, kā izskatās zvaigzne vai planēta.
Planēta ar zemu oglekļa un skābekļa attiecībutāpat kā Zeme, tā sastāvēs no silikātiem (sāļiem un esteriem) un oksīdiem, un tajā būs maz dimantu. Dimantu īpatsvars uz Zemes ir tikai 0,001% no tā sastāva.
Atšķirībā no mūsu Saules, citām zvaigznēm var būt augstāka oglekļa un skābekļa attiecība.Un, kombinējot ar ūdeni, šajā vidē var veidoties ar oglekli bagātas planētas.
Lai pārbaudītu šo hipotēzi, veiciet izpētiGrupa veica eksperimentu, simulējot šo ogļaino eksoplanetu ķīmisko izcelsmi, izmantojot augstu temperatūru un spiedienu. Laboratorijas darba rezultāti parādīja, ka augstā temperatūrā un spiedienā silīcija karbīds reaģēja ar ūdeni un pārvērtās par dimantiem un silīcija dioksīdu.
Ko mēs zinām par oglekļa planētām?
Oglekļa planēta ir teorētisks eksoplanetam līdzīgas planētas tips, ko prognozēja amerikāņu astrofiziķis Marks Küchners.
Nosacījums šāda veida planētu veidošanaiir augsts oglekļa saturs protoplanetārajā diskā un zems skābekļa saturs. Runājot par ķīmiskajām īpašībām, šāda planēta būs diezgan atšķirīga no tādām zemes planētām kā Zeme, Marss un Venēra, kuras galvenokārt tiek būvētas uz silīcija un skābekļa bāzes, un to sastāvā nav daudz oglekļa.
Paredzams, ka planētai būs dzelzi saturošs kodols, līdzīgs citām sauszemes planētām.Virsmas pamatā galvenokārt būs silīcija un titāna karbīdi, kā arī tīrs ogleklis.
Iespējams arī, ka ir apgabali, uz kuriem pilnībā attiecaskilometru dimantu. Atmosfēru veidos ogļūdeņraži un oglekļa dioksīds. Dzīve uz šīs klases planētas ir potenciāli iespējama, ja planētai ir ūdens, taču dzīvības formas krasi atšķirsies no sauszemes mazā skābekļa daudzuma dēļ, ar kuru nepietiks, lai izveidotu sauszemes tipa organisko vielu.
PulsarPSR 1257 12 var būt oglekļa planētas, kas izveidojušās pēc supernovas sprādziena no bijušās zvaigznes oglekļa slāņa.Šāda veida planētas var atrasties netālu no galaktikas kodola, kur zvaigznes saturdaudz oglekļa.
Oglekļa planētu diametrs un masa neatšķiras no parastajām planētām, kas galvenokārt satur ūdeni un silīcija savienojumus, tāpēc to noteikšanas gadījumā vēl nav iespējams nošķirt.
2014. gadā Jēlas universitātes astronomi Džona Moriartija vadībā izstrādāja modeli, lai novērtētu eksoplanētu sastāvu, pamatojoties uz izmaiņām gadu gaitā gāzveida disku sastāvā, kurā veidojas planētas.
Saskaņā ar viņu konstatējumiem diskos, kur oglekļa un skābekļa attiecība pārsniedz0,8, ar oglekli bagātas planētas var veidoties tālāk no diska centra.Turklāt zinātnieki uzskata, ka oglekļa planētas var veidoties diskos, kur oglekļa un skābekļa attiecība ir diezgan zema (0, 65), bet šajā gadījumā šādas planētas veidojas tuvu savai zvaigznei.
Attiecīgi ar oglekli bagātas planētas var būt daudz izplatītākas, nekā uzskatīts iepriekš.
Oglekļa planētas māksliniecisks attēlojums. Planētas krāsa ir tumša un sarkanīga ogļūdeņražu klātbūtnes dēļ.
Lasīt vairāk
Aborts un zinātne: kas notiks ar bērniem, kas dzemdēs
Radari ir atraduši pēdējo Tlingitas fortu Aļaskā. Viņi viņu meklēja vairāk nekā 100 gadus
Trešdaļa no tiem, kuri ir atveseļojušies pēc COVID-19, atgriežas slimnīcā. Katru astoto - nomirst