p_i_f
Геологи искали сапфиры на севере Израиля, но наткнулись на нечто куда более интересное. Новый минерал кармелтазит оказался крепче алмаза и до сих пор встречался только на метеоритах. Но оказалось, что его можно найти и в недрах Земли!
Геологи случайно наткнулись на необычный минерал в январе 2019 года, когда вели исследования на севере Израиля, пишет Forbes. Это вполне штатная ситуация – геологи по всему миру постоянно находят новые минералы. Международная минералогическая ассоциация каждый год вносит в свой список до 100 новых минералов. Всего на Земле их известно около 5 тысяч.
Но эта находка оказалась необычной. Ранее эти минералы встречались только на метеоритах, а на Земле встретились впервые. Минерал получил название кармелтазит по месту находки – горе Кармель в Израиле. Основу минерала составляют титан, алюминий и цирконий.
Минерал причислен к драгоценным, выглядит он соответствующе. Кармелтазит по химическому составу очень напоминает сапфир и рубин. Драгоценный камень бывает черным, сине-зеленым или оранжево-коричневым с металлическим оттенком.
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРЕСС ПРОТИВ САМОГО ТВЕРДОГО КАМНЯ
Гора Кармель породила не только самых крепких монахов-кармелитов, но и самые твердые камни в мире
Аналог этого минерала ранее уже попадал на Землю – его принес метеорит Альенде в 1969 году. Но впервые выяснилось, что такие минералы могут появляется и на нашей планете.
Минерал проверили на прочность и оказалось, что он тверже алмаза. Компания Shefa Yamim, которой принадлежит находка, хочет в ближайшее время выпустить ювелирные украшения с новый камнем. С учетом редкости и твердости, ценник обещает быть астрономическим. По ювелирным документам камень проходит, как «кармельский сапфир».
В недрах горы Кармель есть все геологические условия, необходимые для образования кармелтазита. Кармель – это как бы нереализовавшийся вулкан. Породы поднялись из глубин вверх, но не хватило мощности, чтобы выплеснуть их на землю.
Формируется этот драгоценный камень на глубине 30 км под землей, на границе земной коры и мантии. Высокое давление и температура плавят породы, они становятся жидкими и сливаются друг с другом. Так получается новый драгоценный камень. Поднятие породы «недовулкана» облегчило труд геологам, которым не пришлось глубоко копать.
Источник: p-i-f.livejournal.com
Самые твердые материалы на Земле ТОП 10
Каждый из вас знает, что эталоном твердости на сегодня так и остается алмаз. При определении механической твердости существующих на земле материалов твердость алмаза берется как эталон: при измерениях методом Мооса – в виде поверхностного образца, методами Виккерса или Роквелла – в качестве индентора (как более твердое тело при исследовании тела с меньшей твердостью). На сегодняшний день можно отметить несколько материалов, твердость которых приближается к характеристикам алмаза. Рекомендуем вам купить шармы для браслетов пандора, поскольку у них используются качественные драгоценные камни и чистое серебро.
Самый Дорогой Металл в Мире, 10 Миллионов За 1 Грамм
Сравниваются в данном случае оригинальные материалы, исходя из их микротвердости по методу Виккерса, когда материал считается сверхтвердым при показателях в более 40 ГПа. Твердость материалов может изменяться, в зависимости от характеристик синтеза образца или направления приложенной к нему нагрузки.
Колебания показателей твердости от 70 до 150 ГПа – общеустановленное понятие для твердых материалов, хотя эталонной величиной принято считать 115 ГПа. Давайте рассмотрим 10 самых твердых материалов, кроме алмаза, которые существуют в природе.
10. Субоксид бора (B6O) — твердость до 45 ГПа
Субоксид бора обладает способностями создавать зерна, имеющие форму икосаэдров. Образованные зерна при этом не являются обособленными кристаллами или разновидностями квазикристаллов, представляя собой своеобразные кристаллы-двойники, состоящие из двух десятков спаренных кристаллов-тетраэдров.
Содержание недостаточного количества атомов кислорода в субоксиде бора обеспечивает материалу характеристики, свойственные керамическим материалам. Данное вещество имеет качества химической инертности, повышенной прочности, устойчивости к истиранию при невысоких показателях плотности, а его монокристаллы обладают твердостью в 45 ГПа.
10. Диборид рения (ReB2) — твердость 48 ГПа
Многие исследователи ставят под сомнение вопрос, может ли этот материал причисляться к материалам сверхтвердого типа. Это вызвано весьма необычными механическими свойствами соединения.
Послойное чередование разных атомов делает этот материал анизотропным. Поэтому измерение показателей твердости получаются разными при наличии разнотипных кристаллографических плоскостей. Таким образом, испытаниями диборида рения при малых нагрузках обеспечивается твердость в 48 ГПа, а при увеличении нагрузки твердость становится намного меньше и составляет приблизительно 22 ГПа.
8. Борид магния-алюминия (AlMgB14) — твердость до 51 ГПа
Состав представляет собой смесь алюминия, магния, бора с невысокими показателями трения скольжения, а также высокой твердостью. Эти качества могли бы стать находкой для производства современных машин и механизмов, работающих без смазки. Но использование материала в такой вариации пока что считается непомерно дорогим.
AlMgB14 — специальные тоненькие пленки, создающиеся при помощи лазерного напыления импульсного типа, имеют способность обладать микротвердостью до 51 ГПа.
7. Бор-углерод-кремний — твердость до 70 ГПа
Основа такого соединения обеспечивает сплаву качества, подразумевающие оптимальную устойчивость к химическим воздействиям негативного типа и высокой температуре. Такой материал обеспечивается микротвердостью до 70 ГПа.
6. Карбид бора B4C (B12C3) — твердость до 72 ГПа
Еще один материал – карбид бора. Вещество достаточно активно стало использоваться в разных сферах промышленности практически сразу же после его изобретения в 18 веке.
Микротвердость материала достигает 49 ГПа, но доказано, что и этот показатель можно увеличить посредством добавления ионов аргона в строение кристаллической решетки – до 72 ГПа.
5. Нитрид углерода-бора — твердость до 76 ГПа
Исследователи и ученые со всего мира давно пытаются синтезировать многосложные сверхтвердые материалы, в чем уже были достигнуты ощутимые результаты. Компонентами соединения являются атомы бора, углерода и азота – близкие по размерам. Качественная твердость материала доходит до 76 ГПа.
4. Наноструктурированный кубонит — твердость до 108 ГПа
Материал еще называется кингсонгитом, боразоном или эльбором, а также обладает уникальными качествами, успешно используемыми в современной промышленности. При показателях твердости кубонита в 80-90 ГПа, близких к алмазному эталону, сила закона Холла-Петча способна обусловить их значительный рост.
Это означает, что при уменьшении размеров кристаллических зерен увеличивается твердость материала – существуют определенные возможности увеличения до 108 ГПа.
3. Вюртцитный нитрид бора — твердость до 114 ГПа
Вюрцитная кристаллическая структура обеспечивает высокие показатели твердости данному материалу. При локальных структурных модификациях, во время приложения нагрузки конкретного типа, связи между атомами в решетке вещества перераспределяются. В этот момент качественная твердость материала становится больше на 78 %.
2. Лонсдейлит — твердость до 152 ГПа
Лонсдейлит является аллотропной модификацией углерода и отличается явной схожестью с алмазом. Обнаружен твердый природный материал был в метеоритном кратере, образовавшись из графита – одного из компонентов метеорита, однако рекордной степенью прочности он не обладал.
Учеными было доказано еще в 2009 году, что отсутствие примесей способно обеспечить твердость, превышающую твердость алмаза. Высокие показатели твердости способны обеспечиваться в этом случае, как и в случае с вюртцитным нитридом бора.
1. Фуллерит — твердость до 310 ГПа
Полимеризованный фуллерит считается в наше время самым твердым материалом, известным науке. Это структурированный молекулярный кристалл, узлы которого состоят из целых молекул, а не из отдельных атомов.
Твердость фуллерита составляет до 310 ГПа, и он способен поцарапать алмазную поверхность, как обычный пластик. Как видите, алмаз это больше не самый твёрдый природный материал в мире, науке доступны более твердые соединения.
Пока это самые твердые материалы на Земле, известные науке. Вполне возможно, в скором времени нас ждут новые открытия и прорыв в области химии/физики, что позволит добиться более высокой твердости.
Источник: www.sciencedebate2008.com
Самые твердые камни и материалы
Ценность минералов определяется многими критериями, в том числе степенью их твердости. Чем тверже камень, тем больше он ценится.
Твердость – это способность камня сопротивляться механическим воздействиям. К механическим воздействиям относятся различные действия: удары, царапины, трение, надрезы и т д
Существует два критерия для оценки резистентности камней: абсолютный критерий и шкала Мооса (относительная).
Твердость драгоценных минералов измеряется по шкале Мооса. Под таким измерением подразумевается сравнение твердости нового минерала с существующими эталонными твердыми камнями. Для этой процедуры на камне отмечают гладкий участок и проводят по нему острый угол эталонного камня, плотно прижимая его.
Если на исследуемом участке камня не осталось царапин, возьмите более твердый камень и соскребите им, и так до тех пор, пока на камне не образуется царапина. Сравнивая его с эталонными камнями, твердость которых уже известна, делаются выводы.
Самые твердые материалы на Земле
Самый прочный материал в мире, тверже алмаза, — это полимеризованный фуллерит. Этим материалом можно легко поцарапать бриллиант, так же легко, как если бы это был не драгоценный бриллиант, а обычный пластик.
Этот материал представляет собой структурированный кристалл, узлы которого состоят из целых молекул, а не из мелких атомов.
Лонсдейлит также считается прочным материалом. Это аллотропная модификация углерода, имеющая твердость, близкую к алмазу. Этот материал был извлечен из метеоритного кратера. Происхождение материала графит.
Третью позицию по показателю твердости прочно занимает вюрцит борнитрит. Кристаллическая структура обеспечивает высокую степень прочности этого материала.
Наноструктурированный кубонит или кингсонгит. Уникальные возможности этого материала обеспечили его частое использование в промышленности.
Углерод-борнитрит занимает в нашем рейтинге почетную пятую позицию. Основными компонентами этого материала являются атомы бора, а также атомы углерода и азота.
7 интересных фактов об алмазах
- Алмазы образуются в мантии Земли на глубинах порядка пары сотен километров. Давление большое и очень жарко. Если алмаз нагреть до этой температуры на поверхности, он сгорит. Ведь это точно такой же углерод, как и в печке, только атомы расположены иначе. Но в мантии Земли нет свободного кислорода, поэтому алмазы не горят.
- Углерод, из которого сделаны алмазы, не должен находиться на таких глубинах. Это легкий элемент, распространенный в земной коре, а глубже лежит то, что спустя миллиарды лет после образования планеты успело «утонуть» в ее недрах. Похоже, дело в субдукции. Океаническая кора, сложенная в основном базальтами, формируется в средней части океанов, в районах срединно-океанических хребтов.
Оттуда он «расщепляется» в противоположных направлениях. Край коры, упирающийся в континент, подгибается и постепенно погружается в мантийное вещество. Рядом с осадочными породами, в которых много углерода. Этот процесс протекает со скоростью порядка сантиметров в год, но непрерывно.
- Ценящиеся ювелирами и их клиентами, голубые бриллианты — это почти обычные бриллианты, окрашенные небольшим количеством бора. Бор даже легче углерода и еще менее вероятно его присутствие на больших глубинах. По-видимому, он попадает туда тем же путем, но в меньших количествах. Голубые бриллианты образуются на рекордной глубине от 600 до 700 километров. Поэтому на поверхности они очень редки: около 0,02% мировой добычи.
- При кристаллизации алмаза вещества, окружающие его в то время, иногда обнаруживаются внутри него. Это беда для ювелира и счастье для геолога. Дело в том, что кристаллическая решетка алмаза благодаря своей прочности способна удерживать захваченные минералы при том же давлении, какое было в момент образования нашего «камня».
И это существенно, так как многие вещества, изменяя давление, переходят из одного состояния в другое. Например, стишовит, устойчивый при шести и более гектопаскалях, при понижении давления превращается в коэсит, а достигнув поверхности, превращается в хорошо известный нам кварц. Его химическая формула, разумеется, не меняется: это двуокись кремния, SiO2. Также по давлению на включения можно точно определить глубину алмазообразования.
Обзор самых твердых горных пород
Самый твердый камень в мире — гранит, и пословица «твердый как гранит» имеет не переносное, а прямое значение.
Помимо гранита, самыми твердыми породами являются сиенит и лабрадорит. Черный габбро также считается крепким камнем на Земле.
Эти породы намного тверже железа. Они появились в мире миллионы лет назад. Своим появлением мы обязаны магме, которая постепенно застывала в самых глубоких недрах земли. Жидкие породы под действием высоких температур и атмосферного давления постепенно кристаллизовались.
Результатом таких природных процессов стали самые прочные камни на Земле. Эти камни характеризуются полностью кристаллической структурой с зернистым характером. Такие породы имеют заметно массивную текстуру.
О прочности гранита свидетельствует его способность выдерживать почти 200 циклов замораживания и оттаивания (при полном погружении в воду). В то время как привычный всем нам кирпич выдерживает всего 15 таких циклов. И если ежегодно по граниту будет ходить более миллиона человек, то износ камня составит всего 0,12 мм.
Все глубокие твердые породы очень похожи друг на друга. И очень часто только настоящий профессионал сможет отличить мелкозернистый гранит от габбро.
Лабрадорит также очень похож на черный гранит.
Причинами сходства вышеперечисленных пород являются одинаковые составляющие компоненты. Это цветные минералы, слюда, а также кварц и шпат. Твердые горные породы различаются только пропорциями содержания составляющих компонентов.
Прочный гранит имеет разновидности. Наиболее ценен карельский черный гранит. На просторах нашей необъятной страны есть месторождения красновато-бурого гранита, а также серых и даже белых разновидностей гранита. В Испании есть даже розовый и зеленоватый гранит.
В дополнение к вышеперечисленным твердым породам существуют также вулканические породы, которые отличаются особой прочностью. Это базальты и диабазы, липариты и порфиры, а также трахиты. По составу составляющих они ничем не отличаются от глубинных твердых пород.
Но формировались они иначе. Эти материалы являются результатом вулканической деятельности. Такие материалы используются в отделочных работах, так как помимо высокой степени твердости они обладают еще и привлекательным внешним видом.
Источник: primeta24.ru
Самый прочный камень
Само слово «камень», «каменный» подразумевает прочность, твёрдость и несокрушимость. Но камни бывают разные: одни можно разбить ударом молотка, а другими можно резать стекло. Какие же породы считаются самыми прочными и твёрдыми?
Известен даже детям как самое твёрдое вещество на нашей планете. Алмаз представляет собой форму углерода с особым расположением атомов. Каждый атом алмаза находится в центре тетраэдра, вершинами которого являются другие ближайшие атомы. Именно такая структура позволяет алмазу быть самым твёрдым минералом.
Алмазные резцы широко применяются на производстве. Огранённый алмаз известен под именем бриллиант и является дорогим ювелирным украшением.
Имеет схожесть с алмазом, так как является аллотропной модификацией углерода и образовался из графита под воздействием различных факторов. Вещество было обнаружено в воронке кратера, образовавшегося после падения метеорита. Сам по себе лонсдейлит уступает алмазу в прочности, но если искусственным путём получиться избавить его от примесей, его прочность намного превзойдёт алмаз.
Очень прочная горная порода образовалась в толще земли из вулканической магмы, в процессе её постепенного остывания. Прочность гранита в два раза выше прочности кирпича. Износостойкость такова, что если в течение года по гранитному камню пройдёт миллион человек, то он потеряет лишь 0, 12 мм своей поверхности. Находясь полностью в воде, гранит выдерживает до 200 циклов замораживания и оттаивания.
Граниты широко применяют в строительстве объектов, подвергающихся активному воздействию окружающей среды – мостов, подпорных стенок, памятников. Из гранита делают тротуарную плитку, облицовывают стены зданий.
Горная порода образовалась из песчаников. Под действием высокой температуры, давления песчаник кристаллизировался и образовался кварцит. Прочность кварцита лишь немногим уступает алмазу. Хорошо устойчив кварцит к повышенной температуре и влажности, поэтому его используют при оборудовании парных.
Активно применяют кварцит в строительстве дорог, фундаментов зданий, памятников. Из него делают предметы декора – вазы, мебель.
Источник: zenun.ru