При какой температуре горит алмаз

Алмазы обладают очень высокой теплопроводностью. При раз­личных температурах теплопроводность алмазов меняется. Алмазы типа II в определенном интервале температур проводят тепло в 5 раз лучше, чем Cu. В связи с этим безазотные алмазы стали использоваться в некоторых прибо­рах для отвода тепла от нагревающихся деталей.

И. С. Рожков и др. исследовали зависимость теплопроводности от симметрии кристалла. Ими была установлена анизоторопия теплопроводности: они отметили, что изотермические поверхности в кристаллах алмаза имеют форму эллипсоида вращения или, возможно, трехосного эллипсоида. По их данным, удельная теплоемкость вдоль оси изменяется от 0,523 до 0,554 кал/см · сек · град (среднее 0,547)

Коэффициент теплового расширения алмазов рассчитывался по замерам увеличения постоянной решетки при нагревании и други­ми методами. Согласно данным Райта, у алмаза типа II при 800° С КТР былравен4,7 · 10 -6 /°К и при 1700° С – 5,5 · 10 -6 /°К. По данным Майера и Больца, производивших измерения с помощью рентгеновских иссле­дований, линейное увеличение алмаза при нагреве от 0 до 1400°С составило 0,58%; КТР при 25° С был равен 1,3 · 10 -6 и при 1400° С – 7,0 · 10 -6 .

«А знаете ли вы?» При какой температуре горят алмазы?

Дефектные кристаллы алмаза иногда раскалываются при нагре­вании. Однако совершенные кристаллы можно нагревать до темпе­ратуры 1800-1850° С и мгновенно охлаждать; при этом они не раз­рушаются, а наоборот, по данным некоторых исследователей, упроч­няются в связи с частичным снятием напряжений.

Полиморфный переход алмаза в графит в вакууме при нормаль­ном давлении происходит при температуре около 1900° С, при этом в связи с большим увеличением удельного объема кристаллы алмазы разрушаются. В одной из своих работ Сиил отметил, что при нагревании в вакууме до 1800° С кристалл алмаза весь по­чернел и на нем появились трещины, а при 2000° С он рассыпался па мелкие осколки. Характер преобразования кристалла алмаза в результате его перехода в графит почти по всему объему исследо­вался нами при нагревании алмазов в вольтовой дуге; в результате воздействия высокой температуры кристаллы сильно графитизируются, вспучиваются и растрескиваются.

В литературе иногда указывается, что графитизация алмаза на­чинается при более низких температурах, так как наблюдается по­чернение его поверхности уже при 1000-1200° С. Однако нужно иметь в виду, что в данном случае полиморфный переход под влия­нием температуры не происходит, а только образуется пленка гра­фита на поверхности алмаза под воздействием кислорода. Такого вида «графитизация» алмаза может происходить даже при 650° С, что описывается ниже в разделе, посвященном химическим свойст­вам алмазов.

Химические свойства алмазов

Алмазы стойки по отношению ко всем кислотам; последние He-оказывают никакого действия на их кристаллы даже при высоких температурах. С другой стороны, в расплавах щелочей, различных кислородных солей и металлов они сравнительно легко травятся. Опыты по травлению алмазов в этих средах проводились многими исследователями с различными целями: моделирование форм растворения, исследование фигур травления, воспроизведение скульптур, наблюдаемых на природных алмазах, исследование скоростей трав­ления различных граней и др.

Как ГОРИТ настоящий АЛМАЗ? Эксперименты с бриллиантами.

Минимальная температура, при которой наблюдалось травление алмазов, была отмечена Пателом и Раманатаном, производившими обработку алмазов в NaCl04 и КС1О3, т. е. в очень сильных окислителях. При большой экспозиции (181 час) образование треугольных фигурок травления на гранях в их опытах происходило при 380° С.

Некоторые исследователи производили травление алмазов в рас­плавах кимберлитов. Вполне оче­видно, что в расплавах других пород алмазы также будут травить­ся в связи с воздействием на них кислорода, освобождающегося в результате термической диссоциации, а также частичного растворе­ния углерода алмаза в силикатной среде. Алмазы травятся при вы­соких температурах в некоторых газовых средах: О. СО, СО2, Н, пары воды, Cl.

Большой практический и научный интерес имеют данные, полу­ченные при исследовании реакций алмаза с кислородом при высо­ких температурах. Известно, что алмазы сгорают в струе кислорода при 720° С и на воздухе при 850° С. Однако при нагревании алмазов в системе с низким вакуумом (порядка 10 -2 — 10 -5 мм рт. ст.) под воздействием остаточного кислорода на их поверхности образуется черная плотная пленка графита, которая легко удаляется при кипя­чении в НС1О4.

Совместно с А. В. Бочко нами производилось иссле­дование поверхностной графитизации алмазов под влиянием ката­лизирующего воздействия остаточного кислорода, сохраняющегося в системе при вакууме порядка 3 · 10 -4 — 2 · 10 -5 мм рт. ст. Алмазы на­гревались в интервале температур 1100-1500° С. Исследовались два прозрачных обычных кристалла алмаза и два алмаза с темно-зеле­ной оболочкой.

Было проведено четыре опыта последовательного нагревания ал­мазов в вакууме 5 · 10 -4 — 2 · 10 -5 мм рт. ст. при температурах 1100, 1200, 1300 и 1500° С.

В результате температурной обработки отобранные алмазы в ва­кууме покрывались с поверхности черной, плотной графитовой плен­кой, которая не удалялась царской водкой. После обработки алма­зов измерялось сопротивление, относительно характеризующее сте­пень (толщину) развития поверхностной графитовой пленки, обла­дающей проводимостью в отличие от алмаза.

После промывки в кон­центрированной НС1О4 поверхностная пленка полностью удалялась и сопротивление, как и до опыта, становилось равным бесконечно большой величине. Суммарно во всех четырех опытах алмазы после­довательно нагревались при температуре от 1100 до 1500° С в тече­ние 19 час.

При этом потери в весе каждого кристалла составили ничтожные величины (мг): 0,152 (0,393%), 0,033 (0,082%), 0,036 (0,111%) и 0,017 (0,055%). Суммарно все четыре алмаза потеряли лишь 0,238 мг (0,237%). После четырех опытов все алмазы сохра­нили блестящую поверхность. Обычные кристаллы были совершенно прозрачны, как и до опыта, несмотря на длительную высокотемпературную обработку.

Два кристалла IV разновидности (алмазы г оболочкой), имевшие первоначально темно-зеленый цвет, уже пос­ле нагревания при t = 1100° С оставались темными даже после уда­ления поверхностной черной пленки графита. После нагревания при t = 1200° С они стали совершенно черными. Однако черный цвет был вызван не графитизацией кристаллов по всему их объему, а почер­нением алмаза только вокруг микровключений, находящихся в большом количестве в пределах внешней зоны. Как установлено М. Сиилом, с включениями в оболочках кристаллов, этой разновидности тесно ассоциирует кислород. Очевидно, при вы­сокотемпературной обработке алмаз графитизируется частично только на участках, граничащих с включениями, под воздействием этого кислорода.

Между микровключениями алмаз сохраняет свой цвет; остается совершенно прозрачным и само внутреннее ядро кри­сталла, что хорошо видно в шлифах, сделанных из этих алмазов после их обработки.

Таким образом, в результате нагревания алмазов при темпера­турах до 1500° С наблюдалась только лишь самая незначительная поверхностная графитизация алмаза, происходящая под влиянием воздействия незначительного количества кислорода, сохраняющего­ся в системе нагрева даже при высоком вакууме, равном 10 -4 — 10 -5 мм рт. ст.; при более низком вакууме образуется относительно более толстая пленка, однако при сравнительно высоком парциаль­ном давлении кислорода черная графитовая пленка сгорает, так как скорость ее образования становится меньше скорости окисления (выгорания).

Источник: studfile.net

Горят ли алмазы

Алмаз считается самым твердым минералом на планете. Он способен разрезать стекло. Многие ученые ставили эксперименты, подвергая алмаз механическим и химическим воздействиям. И в итоге было найдено его слабое место: алмаз способен гореть.

Статьи по теме:

• Горят ли алмазы
• Имеет ли алмаз блеск
• Имеет ли алмаз запах

Свойства алмаза

Слово «алмаз» пришло из греческого языка. На русский оно переводится как «непреодолимый». И действительно, чтобы повредить этот камень, нужно приложить нечеловеческие усилия. Он режет и царапает все известные нам минералы, при этом сам остается невредимым. Ему не вредит кислота.

Однажды из любопытства был проведен эксперимент в кузнице: алмаз положили на наковальню и ударили по нему молотом. Железный молот почти раскололся надвое, а камень остался целым.

Алмаз горит красивым голубоватым цветом.

Из всех твердых тел алмаз обладает самой высокой теплопроводностью. Он устойчив к трению, даже об металл. Это самый упругий минерал, обладающий самым низким коэффициентом сжатия. Интересное свойство алмаза — люминесцировать на солнце и под воздействием искусственных лучей. Он светится всеми цветами радугами и интересно преломляет цвет.

Этот камень будто напитывается солнечным цветом, а затем излучает его. Как известно, природный алмаз некрасив, истинную красоту ему придает огранка. Драгоценный камень из обработанного алмаза называется бриллиантом.

История опытов

В 17 веке в Англии физик по фамилии Бойль сумел сжечь алмаз, наведя на него солнечный луч через линзу. Однако во Франции опыт с прокаливанием алмазов в плавильном сосуде не дал никаких результатов. Французский ювелир, проводивший эксперимент, обнаружил лишь тонкий слой темного налета на камнях. В конце 17 века итальянские ученые Аверани и Тарджони при попытке сплавить два алмаза воедино смогли установить температуру, при которой горит алмаз — от 720 до 1000оС.

Алмаз не плавится из-за прочной структуры кристаллической решетки. Все попытки расплавить минерал заканчивались тем, что он сгорал.

Великий французский физик Антуан Лавуазье пошел дальше, решив поместить алмазы в герметичный сосуд из стекла и наполнив его кислородом. С помощью крупной линзы он нагрел камни, и они полностью сгорели. Исследовав состав воздушной среды, они выяснил, что помимо кислорода в ней присутствует диоксид углерода, представляющий собой соединение кислорода и углерода.

Таким образом, был получен ответ: алмазы горят, но только при доступе кислорода, т.е. на открытом воздухе. Сгорая, алмаз превращается в углекислый газ. Вот почему в отличие от угля после сгорания алмаза не остается даже золы. Опыты ученых подтвердили еще одно свойство алмаза: при отсутствии кислорода алмаз не горит, но меняется его молекулярная структура. При температуре равной 2000оС всего в течение 15-30 минут можно получить графит.

• Алмаз горит

Совет полезен?
Статьи по теме:

• Как проверить бриллиант
• Как выглядит алмаз
• Алмаз: как обрабатывают самый твердый материал на Земле

Добавить комментарий к статье
Похожие советы

• Искусственные алмазы: особенности, производство и сферы использования
• Чудеса науки: алмазы из воздуха
• Старлит: материал, который мог бы изменить мир
• Кьерагболтен – самый опасный камень в мире
• Можно ли из графита сделать алмаз
• Какая кристаллическая решетка у алмаза
• Загадка гравитации: Золотой камень Мьянмы
• Как обработать алмаз
• Знаменитые камни: алмаз «Орлов»
• Что такое бриллиант
• Как отличить алмаз
• Правда ли, что алмаз в воде становится невидимым
• Как исползуют алмаз в промышленности
• Что такое графит
• Как определить алмаз
• Как определить настоящий бриллиант
• Что такое фианит
• Как ювелиры оценили преимущества титана
• Как добывают алмазы
• Диоптаз: самоцвет из «Уральских сказов» Павла Бажова
• Что такое бриллианит
• Какой металл самый твердый на земле
• Какую кристаллическую решетку имеет кислород
• Свойства фианита

Источник: www.kakprosto.ru

Всегда ли алмаз горит в огне?

Алмаз для многих желанный драгоценный камень. Однако есть свойства у этого минерала, благодаря которым он становится не совершенным. Рассказываю об ахиллесовой пяте алмазов.

НАВИГАТОР СТАТЕЙ ПО МИНЕРАЛАМ КАНАЛА GEM STONES ЗДЕСЬ

Кристалл алмаза с характерной штриховкой на гранях. Статьи выходят каждый день после 18:00 по мск.

Вопрос горит алмаз или не горит мучал ученых очень давно. Ньютон когда-то предположил, что алмаз имеет органическую составляющую. Тогда до 1794 года, никто и не слышал слово углерод, и что алмаз и графит — это одно и то же.

История экспериментов

В 1694 году ученые из Флорентийской школы решили проверить, что будет с драгоценными камнями, если их нагреть. Рубины и сапфиры при нагревании изменили цвет, это было крайне завораживающе. Настала очередь алмаза.

Для нагрева использовали две линзы, удалось поднять температуру нагрева до 1000 градусов. В итоге алмаз. испарился!

В 1748 году Михаил Ломоносов открыл закон сохранения вещества, а в 1772 году французский химик Лавуазье пожертвовал фамильным алмазом и сжег его для факта подтверждения предыдущих опытов. Алмаз был нагрет и сожжен солнечным светом через двойную линзу, при этом, использовался сосуд с воздухом.

Удивительно, что из всех драгоценных камней самый твердый, алмаз, может полностью сгореть.

Что сейчас известно

Алмаз — это чистый углерод, его способность гореть при температурах от 850 — 1000 градусов на открытом воздухе не вызывает уже удивления. От сгоревшего алмаза ничего не остается (даже золы), т.к. высвобождается после реакции углекислый газ.

Кроме того, при температурах около 2000 градусов без доступа кислорода алмаз может перейти в графитовую форму.

А как же быть при пожаре

Если случилось страшное — пожар в доме или квартире, алмаз также может сгореть. Температура пожара в закрытом помещении может достигать 600 — 900 градусов, а значит, алмазы могут «испариться».

Есть ли смысл держать инвестиционные бриллианты в местах, которые могут быть подвергнуты пожару?

При таких температурах уже может начать плавиться золото (например, для пробы 585 температура плавления — 830-980 градусов Цельсия). Позже всех начнет видоизменяться платина.

Горелки ювелиров

Часто ювелиры для спайки того или иного участка в ювелирном украшении используют горелки для нагревания.

Может возникнуть ситуация, что бриллианты будут испорчены. При случайном направлении пламени горелки на бриллианты, они могут помутнеть, появится матовый налет. Так же могут стать непрозрачными как молоко (начальная стадия горения алмаза). Поэтому лучше откреплять заранее камни из оправы.

Особенно опасно пламя горелки для залеченных бриллиантов. Залеченные бриллианты — это бриллианты, в которых были удалены включения лазером и свободное место заполнено стекломатериалом. Такие бриллианты могут быть испорчены еще быстрее.

Невероятно красивы ювелирные украшения с бриллиантами.

Конечно, алмаз многообразен и неповторим. Драгоценный камень с самой высокой твердостью, одной из самых высоких дисперсий (игра камня) с одной стороны, и не устойчивый к огню, имеющий спайность (можно расколоть на несколько кусков), не самый редкий в мире с другой стороны.

Сегодня сложно представить ювелирный мир без такого незаменимого драгоценного камня как бриллиант.

Понравилась статья? Пожалуйста, поставьте лайк и подпишитесь на канал GEM STONES, чтобы видеть больше статей в своей ленте.

Вас могут заинтересовать эти темы:

НАВИГАТОР СТАТЕЙ ПО МИНЕРАЛАМ КАНАЛА GEM STONES ЗДЕСЬ

Источник: dzen.ru