Здравствуйте, дорогие читатели. Как уже неоднократно отмечалось в наших статьях, алмаз имеет самую высокую твердость среди других минералов. Но какова же твердость алмаза? С чем она сравнивается и кто первым установил этот удивительный факт?
Вообще твердость – это такая величина, благодаря которой можно узнать сопротивление твердого вещества при попытках его повредить другим веществом. Для этого чаще всего экспериментальный образец царапают. Понятное дело, после такой проверки экспериментальный образец безнадежно испорчен, так что подобные процедуры проводят только в самых необходимых случаях.
Открытие твердости алмаза
Еще в начале 19 века (а именно в 1911 году) известный и талантливый ученый в области минералогии Моос Фридрих впервые разработал специальную шкалу для определения твердости, названную в его честь. По этой шкале этот параметр минералов определяется при помощи коэффициента твердости, который распределяется от 1 до 10. Очевидно, что у алмаза данный показатель составляет все 10 баллов. Хотя настоящую твердость данная шакала не определяет, однако является важным показателем.
Если алмаз самый твердый материал, то чем же его обрабатывают?
За основу своей шкалы Моос взял самые доступные на тот момент минералы и сравнил их между собой путем царапания.
Есть ли минерал тверже алмаза?
На данный момент ученые экспериментируют в области создания камня или минерала, способного превзойти алмаз по своей прочности. На сегодня удалось, например, сделать карборунд. Это материал тверже корунда с твердостью 9, но все равно мягче алмаза. Это был самый твердый после алмаза минерал.
Сплавы сталей на сегодняшний момент также значительно отстают от рассматриваемого камня. Их твердости не превосходят 7,5 по шкале Мооса. Однако даже при таких условиях в некоторых производствах удается заменить алмаз на более дешевые сплавы сталей (для обработки различных деталей и т.п.).
К прочтению: 10 потрясающих видов жемчуга и их удивительные особенности
Однако даже при этом факте прочность железа все равно определяют с помощью алмазных пластин, которыми врезаются в поверхность сплава. По создаваемой вмятине и определяют искомый параметр.
Но эксперименты продолжаются. Немногие слышали, но на данный момент есть так называемый лонсдейлит. Он был синтезирован учеными еще в 20 веке, хотя и встречается также в метеоритных останках и т.п. Этот материал (как ранее заявлялось) в полтора раза прочнее алмаза. Максимальное давление, выдерживаемое этой алмазной модификацией, якобы также на 55 ГПа больше.
Но по факту это не так, хотя и есть способы сделать его даже в два раза прочнее алмаза.
Например, при нанокоструированни, можно создавать навнополикристаллы или нанокомпозиты. В результате таких работ как раз и можно добиться ранее упоминаемых результатов. Производители уже готовы предложить такие кристаллы размером около кубического сантиметра.
ТВЕРДЫЙ, НО НЕ ПРОЧНЫЙ?! | алмаз | графен
Однако тут есть и ложка дегтя – стоимость производства лонсдейлита настолько огромна, что практически нигде в наше время не оправдывается экономически. Происходит это из-за трудностей получения вещества, названного в честь британского кристаллографа Лонсдейл Кейтлин. Как минимум, шлифовать лонсдейлит практически нереально в силу его исключительной твердости (если говорить о предварительной специальной обработке, упоминаемой ранее).
Связанные с твердостью алмаза факты
- Как все мы знаем, графит и его родственник алмаз состоят из одного и того же уникального элемента – углерода. Но при этом минерал получил оценку 10 из 10 по шкале Мооса, а графит – всего лишь 1. Секрет такого распределения прост – все дело в структуре камня, его кристаллической решетке. Ведь стоит атомам распределиться несколько иначе, как мы получим некое вещество с абсолютно другими значениями твердости и других параметров.
- Для графита характерна слоистая структура, а для алмаза кубическая.
- Помимо твердости, в зависимости от вида связей атомов между самими собой, меняются также блеск, пластичность, даже внешний вид и многое другое. Тот же графит, например, обладает очень слабыми межатомарными связями.
- Существует несколько предположений насчет названия камня, о свойствах которого уже очень давно знали наши предки. По одному из них алмаз происходит от греческого адамас (нерушимый). По другой версии, от персидского твердый (ал-ма). Ну а третья и вовсе отсылает нас к легенде об Элайзе, которая могла лечить людей от любых болезней, но своего возлюбленного спасти не успела. Из ее слез и появились алмазы, образованные от имени девушки.
К прочтению: Что демантоид способен сделать с вашей жизнью и что он из себя представляет
Таким образом, на Земле на данный момент крайне трудно отыскать что-то столь же твердое как алмаз. Однако уже сейчас производятся материалы, превосходящие камень по своей прочности, способности к окислению и температурной устойчивости.
На этом мы прощаемся с вами, но надеемся еще не раз встретить вас на страницах ресурса. До скорых встреч, друзья.
Источник: xn—-ntbhhmr6g.xn--p1ai
Почему алмазы такие твердые?
Алмазы известны, как одно из самых твердых веществ на земле. Вероятно, вы слышали, что настоящим алмазом можно резать стекло. Но знаете ли вы, почему они такие твердые?
Геммологический Институт Америки потратил много времени на изучение этого минерала. Думаем, что было бы интересно поделиться с вами небольшим забавным фактом о том, почему алмазы такие твердые.
Вещества, из которых состоит алмаз, не только придают ему форму, но и делают его самым крепким драгоценным камнем. Алмазы состоят из углерода, который находился в мантии Земли на глубине от 140 до 193 километров под чрезвычайно высоким давлением и температурой. Образование минерала заняло 1-3,3 миллиарда лет. Высокая температура и давление привели к тому, что молекулы алмазов сильно изменились и стали располагаться настолько близко друг к другу, что перестали двигаться (так называемое ковалентное связывание). Близость этих молекул образует прочную связь, что делает алмаз твердым.
По шкале минералогической твердости Мооса алмазы имеют значение 10 из 10. Данная шкала характеризует сопротивляемость минерала царапинам через способность более твердого материала поцарапать более мягкий. Шкала минералогической твердости Мооса была создана в 1812 году немецким геологом и минералогом Фридрихом Моосом.
Источник: www.silver-mania.ru
Почему алмаз такой твёрдый?
Алмаз является аллотропной формой углерода и по совместительству – самым твёрдым материалом на Земле. Этот минерал обладает высокой теплопроводностью, дисперсией и высоким показателем преломления. Он относительно редкий, хоть и его месторождения были найдены на всех континентах нашей планеты, за исключением Антарктиды, и их не так уж и мало.
Но главное его свойство – исполинский показатель твёрдости. Это единственный природный минерал, который имеет 10-ю степень твёрдости по шкале Мооса. Алмаз не просто способен поцарапать стекло, он его аж режет, причём довольно легко. Однако благодаря чему у него такие характеристики?
Всё дело в его строении. Кристаллическая решётка алмаза имеет форму тетраэдра (многогранник, состоящий из четырёх треугольников), атомы углерода находятся в центре этих самых многогранников, а их вершинами служат четыре ближайших атома. Вся эта картина создаёт прочные химические цепи, благодаря чему алмаз и имеет такую твёрдость.
Достаточно ироничным является также тот факт, что этот минерал – невероятно хрупкий. Его относительно несложно разбить об землю вдребезги. Это говорит о том, что алмаз – самый твёрдый, но далеко не самый прочный минерал.
Подписывайтесь на канал, ставьте лайки и оставляйте свои комментарии. Чаще смотрите на звёзды и берегите себя.
Источник: dzen.ru