Sintētiskais dimants

Mineraloģija informē mūs, ka gan grafītam, gan dimantam ir viena un tā pati ķīmiskā sastāvdaļa: ogleklis. Grafīts ir mīksts, bet dimants ir ciets, jo to kristāla struktūras ir atšķirīgas.

Ļaujiet man paskaidrot sīkāk:

Dimanta struktūra ir uz seju centrēts kubisks izkārtojums, ko veido tetraedris, kur katra tetraedra centrālais oglekļa atoms ir kovalenti saistīts spēcīgā, tiešā savienojumā ar četriem oglekļa atomiem virsotnēs. Kovalento saišu piesātināmības un virziena rakstura dēļ struktūra kļūst īpaši izturīga.

Lai precizētu:

Dimanta karkasu raksturo seju centrēts kubiskais režģis, kas sastāv no savstarpēji savienotiem tetraedriem. Katrā tetraedrā centrālais oglekļa atoms veido kovalentās saites ar četriem apkārtējiem oglekļa atomiem stūros.

Kovalento saišu raksturīgās īpašības, jo īpaši to piesātinājums un virziens, veicina šīs vienošanās ārkārtējo stabilitāti un izturību.

Grafīta kristāliskā struktūra ir parādīta attēlā, kur oglekļa atomi ir izvietoti plakanos sešstūra slāņos, attālumam starp oglekļa atomiem plaknē ir mazs un saistīts ar kovalentām saitēm, kas ir spēcīgas un stingras. Attālums starp oglekļa atomiem blakus esošajos slāņos ir liels, un to saista van der Vālsa spēki, kā rezultātā veidojas mīksta grafīta tekstūra. Tāpēc grafīts ir arī smērviela.

Mākslīgo dimantu ražošanas pamatprincips ir pārveidot grafīta slāņveida sešstūra struktūru dimanta kubiskā struktūrā, kas ir vērsta uz sejas. Visi sintētiskie dimanti tiek pārveidoti no grafīta aptuveni 5,6 līdz 6 GPa spiediena apstākļos un aptuveni 1300 grādu temperatūrā.