Самый крепкий драгоценный камень

Самый прочный камень в природе. Свойства, применение, добыча, интересные факты о минерале

Современной науке геологии известны тысячи самых разнообразных минералов и горных пород. И уж кто-кто, а геологи точно знают, какой камень самый прочный в мире. А знаете ли вы ответ на этот вопрос? Если нет, обязательно прочитайте нашу статью.

Самый прочный камень – это…

Природой создано огромное количество различных минералов. Одни из них настолько мягкие, что крошатся в руках. А вот другие не деформируются даже от самого сильного удара. Какой камень самый прочный в природе? Давайте разбираться.

Если говорить исключительно о минералах, то ответ очевиден – это алмаз. Данное природное образование является одной из форм чистого углерода, которая образуется в недрах Земли на значительных глубинах. Минерал находится на вершине шкалы Мооса с абсолютной твердостью в 1600 единиц. Кроме того, алмаз обладает еще и таким качеством, как метастабильность (то есть, способностью существовать неограниченно долгий период времени при нормальных условиях среды).

САМЫЕ ДОРОГИЕ ДРАГОЦЕННЫЕ КАМНИ В МИРЕ

Стоит отметить, что под словом «камень» может подразумеваться еще и такое понятие, как горная порода (агрегат из одного или нескольких видов минералов). Определить абсолютного рекордсмена по твердости среди горных пород не так просто. Чаще всего в список самых прочных камней попадают следующие породы:

Однако далее в нашей статье мы уделим особое внимание именно алмазу – самому прочному камню среди минеральных образований.

Минерал алмаз: основные свойства

Итак, самый дорогой, самый желанный, самый красивый и самый прочный камень на Земле – это алмаз. И с этим сложно поспорить. Впрочем, само название этого минерала более чем красноречиво. Слово «алмаз» в переводе с древнегреческого языка означает «несокрушимый».

Первые исторические свидетельства о прозрачном камне невиданной прочности пришли к нам из Древней Индии и Китая. При этом индусы называли его фарий. А вот китайцы еще в третьем тысячелетии до нашей эры применяли алмазы для шлифовки своих церемониальных топоров, изготовленных из корунда.

Какими же физико-механическими свойствами обладает самый прочный камень в мире? Давайте перечислим самые основные из них:

• Блеск: алмазный.
• Цвет черты: нет.
• Твердость: 10 (по шкале Мооса).
• Плотность: 3,47-3,55 г/см 3 .
• Излом: раковистый до занозистого.
• Сингония: кубическая.
• Теплопроводность: 900-2300 Вт/(м·К) (очень высокая).

Наиболее распространенная окраска алмазов – желтая или бесцветная. Реже всего в природе встречаются минералы зеленого, синего, красного или черного цвета. Еще одно важное свойство всех алмазов – это способность к люминесценции. Под воздействие солнечного света они начинают светиться и переливаться различными цветами и оттенками.

7 интересных фактов об алмазах

• Алмаз, графит и уголь – все эти вещества состоят из одного и того же элемента (углерода).
• На некоторых планетах Солнечной системы идут алмазные дожди.
• Алмаз нельзя назвать самым редким камнем на Земле. Существует как минимум десять драгоценных камней, которые встречаются в земной коре намного реже.
• Штаб-квартира крупнейшей компании по добыче и обработке природных алмазов расположена в Йоханнесбурге (ЮАР).
• При определенных условиях алмазы можно синтезировать из текилы или арахисового масла.
• Луч света, проходящий сквозь тело данного минерала, снижает свою скорость в два раза.
• 80% добываемых сегодня алмазов используется в промышленных целях.

Главные месторождения алмазов

Алмазы образуются на глубине 80-150 километров под воздействием колоссального давления и температуры. Затем благодаря вулканической деятельности они поднимаются ближе к поверхности нашей планеты, образуя при этом вертикальные месторождения – кимберлитовые трубки. Вот так, например, выглядит горловина такой трубки в Якутии (алмазный карьер «Мир»):

Помимо этого, некоторые алмазы могут иметь и метеоритное происхождение. Такие минералы образуются при контакте космического тела с поверхностью Земли. Так, «внеземные алмазы» были обнаружены в Большом Каньоне в США.

Так уж сложилось, что самые богатые залежи алмазов на Земле сосредоточены в недрах Африки. Именно здесь базируется крупнейшая по добыче ценного минерала компания в мире – De Beers. Алмазы сегодня активно добываются в ЮАР, Анголе, Ботсване, Намибии, Танзании, России, Канаде, Австралии. Лидером российской алмазной промышленности является компания "АЛРОСА".

Применение алмазов в промышленности

Не стоит думать, что алмазы используют исключительно в ювелирном деле. Самый твердый камень нашел широкое применение также в промышленности. В частности, из него производят сверхпрочные сверла, ножи, резцы и прочие изделия. Алмазный порошок (по сути, отходы, получаемые при обработке природных алмазов) применяется как абразив при производстве точильных дисков и кругов.

Используют алмазы также в ядерной энергетике и квантовой электронике. Еще одна крайне перспективная сфера в наши дни – микроэлектроника на алмазных подложках.

Гексагональный алмаз

Еще десять лет назад алмаз можно было считать самым твердым материалом на Земле. Но в 2009 году группа ученых из Китая и США сумела доказать ложность такого утверждения. По их убеждению, самым прочным веществом в мире является искусственный материал под названием лонсдейлит (или гексагональный алмаз).

При помощи метода компьютерного моделирования ученым удалось установить, что данный материал на 58% прочнее, нежели алмаз. И если последний разрушается при давлении в 97 гигапаскалей, то лонсдейлит способен выдерживать нагрузки в 152 гигапаскалей.

Однако гексагональный алмаз существует пока только лишь в теории. Впрочем, ученые сомневаются, что новый материал когда-либо будет применяться на практике. Ведь процесс его получения является чрезвычайно сложным и дорогостоящим.

Источник

Какой камень самый крепкий и твердый в мире: обзор и интересные факты

Человек оценивает прочность материала, чтобы понять, насколько долго прослужит вещь. Если речь идет о камне, внимание обращают на его твердость. Чем она выше, тем самоцвет крепче и дольше сохранит свойства. В число самых прочных минералов включили всего 1 камень, но ученые обнародовали более обширный перечень.

Самый твердый в мире камень

Для оценки прочности минералов используют 10-бальную таблицу Мооса и абсолютную шкалу линейной твердости. В обеих системах градации алмаз указали самым крепким камнем. Но за эталон взяли природный самоцвет без внутренних дефектов.

В ХХ столетии геммологи дополнили перечень эталонных образцов Мооса видами самоцветов с промежуточными показателями твердости. Сейчас рассматривают 20 степеней прочности: от 1 до 10 плюс позиции 1,5–9,5 (к целому числу добавили 0,5 балла).

Среди драгоценностей на первом месте стоит бриллиант — тот же природный алмаз, только уже ограненный. Это самый твердый камень. Ювелиры используют экземпляры без скрытых трещин и примесей, а правильно выполненная огранка придает прочности.

Последние исследования подтвердили, что на земле есть самоцветы тверже. Искусственно синтезированный алмаз — более крепкий по сравнению с природным аналогом. Среди пород естественного происхождения самым прочным называют лонсдейлит и вюрцитообразный нитрид бора. В списках полимерных кристаллов первое место занял фуллерит.

Самый прочный природный самоцвет

Алмаз — самый крепкий из всех природных минералов, известных на момент создания шкалы Мооса. Название в переводе с греческого обозначает «несокрушимый».

В природе находят образцы следующих цветов:

• черные;
• бесцветные;
• желтые;
• красные;
• синие;
• коричневые;
• зеленые.

Самым крепким считают бесцветный алмаз (из-за отсутствия примесей). Фридрих Моос назвал его эталоном твердости и дал 10 баллов. В абсолютной шкале линейной прочности стоит показатель 1500. Самоцвет легко царапает такие материалы, как каленое стекло, повреждает поверхность сапфира, рубина и других менее прочных пород.

• химическая формула — C (состоит из углерода, есть примесь азота — N);
• при длительном нахождении в вакууме перерождается в графит;
• при смене освещения цвет не меняется;
• поверхность излома — неровная, занозистая;
• физические свойства — прозрачный, с алмазным блеском;
• люминесценция — под солнечными или рентгеновскими лучами появляются голубые, зеленые, красные и желтые блики.

Непригодные для украшений образцы используют при изготовлении наконечников, дисков, резцов, других инструментов с алмазным напылением. Ими обрабатывают более мягкие природные и искусственные материалы.

Прочнейший синтетический камень

В местах падения метеоритов с графитом находят кристаллы, названные гексагональными алмазами. Они тверже бриллианта на 50–58 %.

Из-за мизерного количества природных гексагональных алмазов камни стали синтезировать. Искусственно выращенный самоцвет назвали лонсдейлит — по фамилии кристаллографа Kathleen Lonsdale.

• углеродная решетка состоит из 6 атомов;
• разрушается под давлением 150 ГПа;
• получают в процессе сжатия графита под высокой температурой.

Лонсдейлиты не используют в украшениях или промышленности из-за больших финансовых затрат на выращивание. Ученые работают над удешевлением синтеза.

Другие рекордсмены по твердости среди минералов

На втором месте после гексагонального алмаза стоит вюрцит (вюрцитообразный) нитрид бора. Крепкий кристалл на 18 % тверже бриллианта. В природе находят мало, встречается в местах вулканического извержения. Камень синтезируют соединением бора с азотом. Применяют для изготовления полировальных и шлифовальных инструментов.

Крепкие камни по Моосу с показателями твердости (в баллах):

• сапфировый корунд — 9; — 9; — 8.

В шкалах с промежуточными показателями самым крепким называют муассанит либо его синтезированный аналог карборунд. Их твердость равна 9,5 баллам (на 0,5 меньше, чем у алмаза).

Другие крепкие камни с промежуточным значением (в баллах):

— 6,5; — 7–7,5;
• вольфрам, шпинель — 7,5–8,5; — 8,5.

Минералогам известно 4000 видов камней. Но согласно шкале Мооса все они делятся на 3 группы: мягкие, средней прочности и самые крепкие. К первым относят породы со значением ниже 4 баллов. Во вторую внесены минералы с показателем 4–6. К последней группе причислены алмаз, лонсдейлит и другие камни с показателем выше 7.

А какие вам известны крепкие минералы? Делитесь информацией, комментируйте статью, делайте репост в социальных сетях. Всего доброго.

Источник

Самый твердый драгоценный камень

Для определения твердости минералов была создана шкала Мооса, по которой твердость представленного камня определяется путем царапания. В ней используется 10 эталонов – минералов, чья твердость может служить образцом для определения качеств всех других минералов. Разработана шкала была в 1811 году немецким специалистом в области минералогии Фридрихом Моосом.

Сравнительная таблица твердости

• Тальк.
• Гипс.
• Кальцит.

Флюорит. Чистые и прозрачные кристаллы этого камня бывают очень красиво окрашены в зеленоватый, цвета морской волны или фиолетовый цвет. Иногда камни сочетают в себе несколько различных оттенков, что делает их еще более востребованными и привлекательными. Флюорит очень хрупкий и чувствительный к внешнему физическому воздействию, поэтому редко используется как вставка в кольца, чаще применяясь для серег и подвесок, бус и ожерелий.

Все это говорит о том, что самые популярные, всегда модные и очень дорогие драгоценные камни де-факто являются и самыми твердыми. Но не следует путать твердость и хрупкость. Например, флюорит, находящийся на четвертой позиции по твердости, является очень хрупким минералом. Он с легкостью расколется на куски не то что при падении, но даже и при неосторожном обращении. Именно поэтому изделия из этого красивого камня часто подвергают специальной обработке для придания дополнительной прочности.

Источник

Какие минералы являются самыми твердыми в мире: их особенности, свойства и интересные факты

Известно, что алмаз является самым прочным материалом на земле. Для этого минерала характерен максимально высокий уровень твердости по шкале Мооса. Именно этот камень является эталоном при определении показателя прочности других материалов.

Где его добывают? В каких областях применяют? Какие интересные факты существуют об алмазе? Какие еще прочные минералы встречаются в природе?

Какой минерал является самым прочным?

Статус самого твердого минерала принадлежит алмазу. Крепче и тверже камней в природе в настоящий момент не существует. По 10-балльной минералогической шкале твердости, созданной в 1811 году немецким минералогом Ф. Моосом для оценки твердости материалов посредством царапания, этот кристалл занимает первое место.

Алмаз

Алмаз обладает абсолютной твердостью, равной 1600. В отличие от других минералов, которые лишь царапают стеклянные поверхности, он способен разрезать стекло.

Физические свойства алмаза

Этот кристалл представляет собой кубическую аллотропную форму углерода. Обработанный особым образом алмаз, который называется бриллиантом, обладает очень красивым внешним видом. Для него характерен превосходный алмазный блеск и высокая степень прозрачности.

Высокая твердость алмаза обусловлена прочной связью углерода. Каждый его атом в структуре кристалла находится в центре тетраэдра, в качестве вершин которого выступают 4 ближайших атома. На изломе камень раковистый или занозистый. Его плотность варьируется от 3,47 до 3,55 г/см³.

В природных условиях встречаются экземпляры следующих расцветок:

• бесцветной;
• желтой;
• коричневатой;
• синей;
• голубой;
• зеленоватой;
• красноватой;
• розовой;
• черной.

Кристалл начинает плавиться при температуре выше 3700 градусов. На воздухе он сгорает при температуре 850-1000 градусов. В условиях чистого кислорода кристалл начинает гореть при температуре выше 720 градусов, образуя при этом голубоватое пламя и со временем трансформируясь в углекислый газ. При воздействии на алмаз температуры, равной 2000 градусов в условиях отсутствия воздуха, минерал за определенное время преобразуется в графит, взрываясь и распадаясь на мельчайшие частицы.

Алмаз «Шах»

Под воздействием солнечного света, электронных пучков, ультрафиолетового и рентгеновского излучения кристалл светится голубым, зеленоватым, желтоватым или красноватым цветом. При этом под действием катодных и рентгеновских лучей люминесцируют все виды алмазов, под влиянием ультрафиолета – только определенные экземпляры. Высокий показатель преломления, варьирующийся от 2,417 до 2,419, идеальная прозрачность и способность играть радужными бликами делают алмаз одним из наиболее дорогостоящих драгоценных минералов в мире.

Месторождения алмазов

Несмотря на редкость, этот камень достаточно широко распространен. В промышленных масштабах его добывают на всех континентах, кроме Антарктиды. Наиболее крупные месторождения находятся в ЮАР. В этой стране расположена компания De Beers, являющаяся крупнейшим международным экспортером алмазов. Также этими драгоценными камнями богаты Ангола, Ботсвана, Намибия, Танзания, Канада, Австралия.

В России лидер алмазодобывающей промышленности – компания «АЛРОСА». Эта организация занимает второе место после корпорации De Beers, осуществляющей добычу, обработку и продажу природных алмазов.

Область применения

Благодаря своим превосходным эстетическим и эксплуатационным качествам этот материал имеет широкую сферу применения. Бриллианты высоко ценятся в ювелирной промышленности и используются ювелирами для создания различных украшений: колец, серег, колье, браслетов.

Самый твердый материал в мире нашел применение и в промышленной сфере. Из него изготавливают прочные ножи, сверла, резцы. Алмазный порошок, который образуется в процессе обработки кристаллов, применяется в качестве абразивного сырья для производства режущих и точильных элементов.

Помимо этого, данный материал применяется в квантовых компьютерах, производстве часов и ядерной сфере. В настоящее время перспективным направлением является развитие микроэлектроники с применением алмазных подложек. Существуют готовые изделия, для которых характерна высочайшая термическая и радиационная устойчивость.

В перспективе рассматривается широкое применение алмаза в качестве активного элемента в сильноточной и высоковольтной электронике. Использование кристаллов в данной сфере обусловлено большой способностью пробивного напряжения и высоким уровнем теплопроводности.

Кристаллы также широко применяются в медицине. На их основе изготавливают хирургические инструменты, которые обладают тончайшим лезвием и не требуют частой заточки.

Интересные факты об алмазах

Об алмазе, как о самом твердом материале из существующих в природе, существует немало любопытных фактов:

1. На Сатурне и Юпитере периодически случаются такие необычные явления, как «алмазный дождь».
2. Вопреки распространенному мнению, этот минерал не является самым редким в мире. Существует около десятка драгоценных камней, которые встречаются гораздо реже бриллианта.
3. Существует «кровавая» или «конфликтная» разновидность этих камней. Так называют экземпляры, добываемые на территории военных действий. Как правило, средства от реализации таких кристаллов направляются на финансирование повстанцев. Чаще всего под этим термином подразумеваются минералы из Африки.
4. Алмазы, состоящие из углерода, образуются в земляной коре, в вулканической породе, под влиянием высоких температурных условий и давления.
5. При определенных условиях данный материал можно получить из текилы или арахисового масла.
6. Скорость света при прохождении через алмаз снижается в 2 раза.
7. Впервые в истории обручальное кольцо с этим драгоценным камнем получила Мария Бургундская – дочь короля Франции Карла Смелого. Преподнес своей избраннице такой подарок в 77 г. XV в. австрийский эрцгерцог Максимиллиан.
8. После огранки вес самоцветов снижается вдвое.
9. Бриллианты используют не только для изготовления ювелирных украшений. Ими украшают автомобили и дамские сумки. Корпорация The Dubai First Royal для своих VIP-клиентов выпускает позолоченные кредитные карты, украшенные 0,235-каратным бриллиантом.
10. Самый большой на планете бриллиант весит 530 карат и носит название «Звезда Африки».

Другие твердые минералы

Помимо алмаза, существует еще несколько твердых минералов. В минералогии к таким материалам относят экземпляры, твердость которых по шкале Мооса составляет не менее 8. К таким камням относятся корунд (сапфир, рубин), берилл, шпинель, топаз. В таблице для сравнения представлены минералы с указанием абсолютной твердости, измеренной твердомером.

Название камня	Твердость по шкале Мооса	Абсолютная твердость	Свойства
Корунд	9	400	Поддается обработке алмазом. Способен царапать стеклянную поверхность.
Топаз	8	200
Квар	7	100
Ортоклаз	6	72	Поддается обработке напильником. Способен оставлять царапины на стекле.
Апатит	5	48	При прикладывании определенного усилия царапается ножом и оконным стеклом.
Флюорит	4	21	С легкостью поддается царапанию оконным стеклом и ножом.
Кальцит	3	9	Медь оставляет на поверхности кристалла царапины.
Гипс	2	3	Легко царапается ногтем.
Тальк	1	1

Ортоклаз

В таблице представлены общие характеристики корунда, берилла, шпинели и топаза, ненамного уступающих по твердости алмазу:

Наименование камня	Плотность, г/см³	Температура плавления, °C	Уровень хрупкости	Возможные оттенки
Корунд	3,9-4,1	2050	Высокий	Голубой, красный, желтый, коричневый, сероватый, розовый
Берилл	2,6-2,9	1420		Зеленый, голубой, желтоватый, красный, белый
Шпинель	3,57-3,72	2135		Бесцветный, красный, розовый, голубой, зеленый, фиолетовый, желтый
Топаз	3,49-3,57	Сведения отсутствуют		Бесцветный, золотисто-желтоватый, светло-голубой, желтоватый, желто-коричневый, фиолетово-красный, розовый

Источник