Опубликовано 11.06.2017 по предмету Химия от Гость
>> <<
Ответ оставил Гость
Дано:
m(C)=1 карат=0,2г.
Na= 6·10²⁴атомов
———————————
N-?
Алмаз, он целиком состоит из атомов углерода.
1. Находим количество вещества n углерода в 0,2г.
n(C) = m(C)÷M(C) = 0,2г.÷12г./моль=0,016 моль
2. Находим количество атомов в 0,016моль углерода:
N=n x Na
N(C) = n(C)×Na =0,016×6·10²³атомов=0,096·10²⁴атомов
3. Ответ: 1 карат алмаза содержит 0,096·10²⁴атомов
Оцени ответ
Подпишись на наш канал в телеграм. Там мы даём ещё больше полезной информации для школьников!
Все категории
- Фотография и видеосъемка
- Знания
- Другое
- Гороскопы, магия, гадания
- Общество и политика
- Образование
- Путешествия и туризм
- Искусство и культура
- Города и страны
- Строительство и ремонт
- Работа и карьера
- Спорт
- Стиль и красота
- Юридическая консультация
- Компьютеры и интернет
- Товары и услуги
- Темы для взрослых
- Семья и дом
- Животные и растения
- Еда и кулинария
- Здоровье и медицина
- Авто и мото
- Бизнес и финансы
- Философия, непознанное
- Досуг и развлечения
- Знакомства, любовь, отношения
- Наука и техника
6
2 ответа:
0
0
Адача несоклько нестрого сформулирована, потому как — каких частиц-то? Электронов, протонов и нейтронов в сумме? А пи-мизоны надо учитывать?
Так что ограничимся допущением, что речь идёт о числе АТОМОВ.
<span>Надо всего лишь знать, что такое число Авогадро (Na) и что такое грамм-атом. Потому что в одном грамм-атоме любого элемента содержится как раз Na атомов. Для углерода 1 г-а = 12 г (атомный вес углерода). Тогда 3,6 г алмаза (ни фига се камушек.. на 18 карат! Бешеные деньги должен стоить) — это 0,3 г-а. Осталось только умножить число Авогадро на 0</span>
0
0
N=m/M*N(a)
m=3г
M=12г
N(a )=6.028*10^23
1.5*10^23 молекул на грамм
Читайте также
По закону физики.Работу находят:A=Fs.Тогда 8Н*0,06м=0.48Дж .
Умножаем количество вещества 10 моль, на постоянную Авогадро и получаем количество молекул :
N=Na*v=6,022*10^23*10=6,022*10^24 <span />
За 10с колесо прокатится 0,9*10=9 м. Длина окружности колеса диаметром d равна π*d=0,75*π. Количество оборотов равно отношению длины пути к длине окружности колеса 9/(0,75*π)=12/π≈3,82 оборотов.
Ответ: 12/π≈3,82 оборотов.
1) Масса тела m = 50 000 г. Объем V = 0.02 м³.
Плотность тела (материала) d=m/V = 50 000 г / 0,02 м³ =
= 50 000 г / 0,02 (100 см)³ = 50 000 г / (0,02*1 000 000 см³) =
= 50 000 г / 20 000 см³ = 2,5 г/см³. Такой плотностью из повседневных материалов обладает стекло
2) Плотность тела (материала) d=m/V
Масса равна m=Vd
Объем V = 50 см³
Плотность спирта d=0,8 г/см³
Масса равна m=Vd = 50 см³ * 0,8 г/см³ = 40 г.
3) Плотность тела (материала) d=m/V
Объем равен V = m/d
Плотность стекла d = 2.5 г/см³
Масса стекла m = 250 г.
Объем равен V = m/d = 250 г / 2.5 г/см³ = 100 см³
Q=cm(T1-T2)
Q-количество теплоты
с- удельная теплоемкость чугуна (500 Дж/(кг*град).)
м- масса
а другая это разница температур
и так получается
Q=<span>500 *5.1*200=510000Дж или 510кДж</span>
Плотность алмаза настолько велика, что обработать его ничем другим, как таким же минералом, невозможно. Его использовали в качестве украшения и для хозяйственных нужд, он становился причиной появления легенд. Считается, что минерал полезен при некоторых недугах и наделен магическими свойствами.
Формула алмаза — С — как и у графита, но если изучить отличия между камнями в химии, то окажется, что последний заметно уступает по многим параметрам. Кристалл не имеет аналогов среди минералов, как натуральных, так и выращенных в лабораторных условиях. Из чего состоит алмаз и так ли велика его прочность, благодаря которой он удостоен звания «самый твердый камень Земли»?
Алмаз, характеристики, описание, кристаллическая решетка, химический состав:
Алмаз (от др.-греч. ἀδάμας «несокрушимый», через араб. ألماس [’almās] и тур. elmas) – минерал, кубическая аллотропная форма углерода. Химическая формула алмаза – C.
Алмаз
– это природный минерал, состоящий из углерода и кристаллизующийся в кубической сингонии.
Наряду с графитом, алмазом существуют еще много аллотропных форм углерода. Например, графен, фуллерен, углеродные нанотрубки и т.д. Свойства данных веществ совершенно отличаются друг от друга.
Алмаз является самым твердым природным материалом на Земле.
Алмаз – редкий, но вместе с тем довольно широко распространённый минерал. К настоящему времени алмазы найдены на всех континентах Земли, в том числе и в Антарктиде.
Алмаз представляет собой твердую аллотропную форму углерода, атомы которого имеют кубическую гранецентрированную кристаллическую решетку. При этом, каждый атом углерода в структуре алмаза расположен в центре тетраэдра, вершинами которого служат четыре ближайших атома.
Таким образом, в алмазе каждый атом углерода связан с четырьмя другими атомами. В алмазе связи сформированы sp3 гибридными орбиталями. Такая связь является наиболее прочной. Именно прочная связь атомов углерода и отсутствие свободного электрона объясняет высокую твёрдость алмаза. Из всех известных веществ алмаз также имеет наибольшее количество атомов на единицу объема, поэтому он одновременно и самый твердый, и наименее сжимаемый.
Наоборот, в графите – другой аллотропной форме углерода, каждый атом углерода связан с тремя атомами аналогичными атомами и имеет один свободный электрон. В графите межатомные связи сформированы sp2 гибридными орбиталями. Связи между атомами углерода в графите формируются в одной плоскости. Связи между плоскостями графита слабы. Это и обуславливает высокую мягкость графита и свойство слоев графита легко отделяться (отслаиваться) друг от друга.
При нормальных условиях (т.е. комнатной температуре и нормальном давлении), а также высоких давлениях алмаз может существовать неограниченно долго. При комнатной температуре и давлении другая твердая форма углерода, известная как графит, также является химически стабильной формой, но алмаз почти никогда не превращается в нее. И только в вакууме или в инертном газе при повышенных температурах – при 2000 оС алмаз постепенно переходит в графит.
Алмазы бывают совершенно разных цветов и оттенков: от стального серого, белого до коричневого и черного цветов. Редко встречаются бесцветные и прозрачные камни. Это обусловлено тем, что природный алмаз может содержать небольшое количество дефектов и примесей (около одного на миллион атомов углерода). Небольшие количества дефектов или примесей окрашивают алмаз в синий (примеси бора), желтый (примеси азота), коричневый (дефекты кристаллической решетки), зеленый (радиационное воздействие), фиолетовый, розовый, оранжевый, красный или серые цвета. Вместе с тем, химически чистый и структурно совершенный алмаз прозрачен и не имеет оттенка или цвета.
Алмаз также обладает относительно высокой оптической дисперсией (способностью рассеивать свет разных цветов).
Твердость алмаза и его высокая оптическая дисперсия способствует его использованию в качестве драгоценного камня. В отличие от многих других драгоценных камней, он хорошо подходит для ежедневного ношения из-за его устойчивости к царапинам. Поцарапать алмаз может только другой алмаз.
Огранённый алмаз называется бриллиантом.
Алмаз состоит из чистого углерода. В небольших количествах в нем присутствуют различные примеси других химических элементов (бор, азот, алюминий, кремний, кальций, магний и т.д.).
Морфология
Алмаз «50 лет Октября»октаэдрической формы, масса 121,66 карат. Трубка «Мир». Якутия (Россия).
А. кристаллизуется в кубические сингонии. Важнейшие кристаллографич. формы А.: плоскогранные (возникающие при росте кристаллов) – октаэдр, ромбододекаэдр, куб и различные их комбинации; кривогранные (образующиеся при растворении кристаллов) – додекаэдроиды, октаэдроиды и кубоиды; встречаются и более сложные комбинированные формы, двойники срастания (по шпинелевому закону) и прорастания. Грани кристаллов часто покрыты фигурами роста и растворения – выступами, углублениями и ступеньками. Среди поликристаллич. агрегатов А. выделяют баллас (шаровидной формы сферолиты радиально-лучистого строения), сростки, карбонадо (скрыто- и микрокристаллич. агрегаты неправильной формы, плотные или шлакоподобные), карбонадо с лонсдейлитом (гексагональная модификация углерода) и борт (неправильной формы мелко- и крупнозернистые поликристаллич. образования). Размер А. колеблется от микроскопич. зёрен до весьма крупных кристаллов массой в сотни и тысячи карат. Масса добываемых А. обычно 0,1–1,0 кар (1 кар = 0,2 г); крупные кристаллы св. 100 кар встречаются очень редко; как правило, таким камням присваивают собственные имена (табл. 1). Из самого крупного – «Куллинана» сделано 105 бриллиантов, в т. ч. «Звезда Африки» («Куллинан I») в 530,2 кар и «Куллинан II» в 317,4 кар, которые вставлены в имп. корону и скипетр Великобритании. Крупнейший рос. А. (342,5 кар) найден в Якутии (трубка «Мир»).
Таблица 1. Крупнейшие в мире алмазы
Название | Масса, кар | Место находки — страна, рудник | Год находки | Количество полученных из алмаза бриллиантов | Масса наиболее крупных бриллиантов, кар |
«Куллинан» | 3106,0 | ЮАР, Премьер | 1905 | 105 | 530,2; 317,4 |
Без названия | 1640 (разбит) | ЮАР, Премьер | 1919 | … | … |
Без названия | 1195,5 | ЮАР, Премьер | 1924 | … | … |
«Эксельсиор» («Эксцельсиор») | 971,50 | ЮАР, Яхерсфонтейн | 1893 | 21 | 69,8; 47,15 |
«Звезда Сьерра-Леоне» | 968,90 | Сьерра-Леоне, Енгема | 1972 | 17 | 153,96 |
«Великий Могол» | 778,00 | Индия, Голконда | 1304? | … | 280 |
«Алмаз Победы» | 770,00 | Сьерра-Леоне, Коиду | 1945 | 30 | 31,35 |
«Безымянный коричневый» | 775,5 | ЮАР, Премьер | 1986 | 1, «Золотой юбилей», крупнейший в мире | 545,67 |
«Президент Варгас» | 726,60 | Бразилия, Диамантина | 1938 | 29 | 48,26 |
«Йонкер» («Джонкер») | 726,00 | ЮАР, Трансвааль | 1934 | 12 | 125,65 |
«Юбилейный» | 650,80 | ЮАР | 1895 | 2 | 245,35 |
«Дютойтспан» | 616,00 | ЮАР, Дютойтспан | 1974 | Не огранён | |
«Баумгольд» | 609,25 | Южная Африка | 1922 | 14 | 50,00 |
«Лесото Браун» | 601,25 | Лесото, Летсенг-ла-Терае | 1967 | 18 | 71,73 |
Образование и происхождение алмазов:
Большинство природных алмазов имеют возраст от 1 миллиарда до 3,5 миллиардов лет. Многие из них были сформированы на глубинах от 150 до 250 километров в мантии Земли, хотя некоторые из них формировались на глубине около 800 километров.
Под высоким давлением и температурой углеродсодержащие жидкости растворяли минералы в породе и заменяли их алмазами.
Алмазы образовывались из этой жидкости либо путем восстановления окисленного углерода (например, CO2 или CO3), либо путем окисления восстановленной фазы, такой как метан.
Гораздо позднее (десятки – сотни миллионов лет назад) они были вынесены на поверхность в результате извержений вулканов и отложились в магматических породах, известных как кимберлиты и лампроиты.
Немного истории
Существует множество легенд и поверий, связанных с удивительным камнем. И одно из них — алмаз приносит удачу своему владельцу. Но владеть им могут только победители по жизни. И к известным людям, носившим его, относятся Наполеон Бонапарт, Юлий Цезарь и император Священной Римской империи Людовик Четвертый.
Европа узнала алмаз примерно в 5-6 веке до н. э., но лишь 550 лет назад он получил свою невероятную популярность. Ведь именно тогда его научились правильно гранить, чтобы максимально раскрыть свойства бриллианта. А все из-за его невероятного свойства — огромной прочности, при этом плотность алмаза 3500 кг/м3. Какой еще из известных минералов может похвастаться такими же характеристиками?
Но вот то, что многие считают алмаз минералом, который нельзя разбить, привело к утере редких и красивейших камней. Например, в 1476 году, во время войны между герцогом Карлом Смелым (одним из первых владельцев ограненных алмазов подобием бриллиантовой огранки) и королем Людовиком XI наемникам короля удалось ворваться в палатку, стоящую на поле сражения. Их поразили россыпи бриллиантов, находящиеся там. Подлинность камней они решили проверить с помощью молота, и большое количество дорогих и красивейших камней были превращены ими в пыль.
«Друзьями девушек» алмазы стали лишь в середине пятнадцатого века, благодаря Агнессе Сорель, фаворитке Карла Седьмого. Теперь вы знаете имя той, кто сделала многих мужчин «несчастными».
Механические, оптические, химические и иные свойства алмаза:
– алмаз представляет собой твердую форму чистого углерода. Твердость по шкале Мооса 10,
– твердость алмаза зависит от его чистоты, отсутствия дефектов кристаллической решетки и ориентации. Твердость выше для безупречных, чистых кристаллов, ориентированных в направлении по самой длинной диагонали кубической алмазной решетки. Поэтому алмазы могут быть поцарапаны и подвергаться обработке только другими алмазами,
– из всех известных веществ алмаз имеет наибольшее количество атомов на единицу объема, поэтому он одновременно и самый твердый, и наименее сжимаемый. У алмаза самый низкий коэффициент сжатия,
– имеет высокую плотность от 3,47-3,55 г/см³,
– обладает хрупкостью, легко раскалывается,
– излом раковистый,
– имеет большой показатель преломления и относительно высокую оптическую дисперсию (способность рассеивать свет разных цветов). Эти свойства заставляют нанесенные при обработке алмаза грани блестеть, играя на свету,
– обладает наиболее высокой теплопроводностью среди всех твёрдых тел 900-2300 Вт/(м·К). Из-за этого алмаз на ощупь холодный,
– у алмаза очень низкий коэффициент трения по металлу,
– имеет самый высокий модуль упругости,
– на воздухе алмаз сгорает при 850-1000 °C, а в струе чистого кислорода горит слабо-голубым пламенем при 720-800 °C, полностью превращаясь в углекислый газ,
– под действием солнечного света, а также под действием катодных, ультрафиолетовых и рентгеновских лучей алмазы начинают люминесцировать – светиться различными цветами. Именно это специфическое свойство алмаза позволяет его выявлять в породе,
– поверхность алмаза гидрофобна и липофильна, т.е. алмаз не смачивается водой, а хорошо смачивается маслом и жиром. Это свойство использует для того, чтобы отличить алмаз от подделки. Жир на подделке не смачивает поверхность полностью, а собирается в маленькие капельки. Кроме того, алмаз, смазанный жиром, прилипает к стеклу, а подделка – нет,
– алмазы химически стабильны. При комнатной температурой они не реагируют с кислоты и щелочами. Поверхность алмаза может окисляться только при температуре воздуха выше 850 °C. Алмаз также реагирует с газом фтора при температуре свыше 700 °C,
– лучепреломление алмаза таково, что, поместив бесцветный кристалл на страницу с печатным текстом, прочитать написанное не получится. Эта характеристика алмаза позволяет отличить подделку от оригинала. Также если посмотреть сквозь алмаз на солнце, то будет видна лишь тусклая точка,
– под действием радиоактивного излучения алмаз меняет окраску на насыщенный зеленый цвет.
Как отличить оригинал от подделки
Говоря о методах определения подлинности алмазов, стоит различать проверку подлинности бриллиантов и необработанных алмазов. Неопытный человек может спутать алмаз с кварцем, хрусталем, другими прозрачными минералами, и даже со стеклом. Тем не менее исключительные физические и химические свойства алмаза позволяют с легкостью определить подделку.
В первую очередь стоит вспомнить о твердости. Этот камень способен поцарапать любую поверхность, а вот на нем оставить следы может только другой алмаз. Также на натуральном кристалле не остается испарины, если на него подышать. На мокром камне будет след как от карандаша, если провести по нему алюминием. Можно проверить его рентгеном: натуральный камень под излучением имеет насыщенный зеленый окрас. Или посмотреть сквозь него на текст: сквозь натуральный алмаз его будет невозможно разобрать. Отдельно стоит отметить, что натуральность камня можно проверить на преломление света: поднеся к источнику света подлинник, можно увидеть лишь светящуюся точку в центе.
Физические свойства алмаза:
Наименование показателя: | Значение: |
Длина связи С–С, нм | 0,15 |
Плотность, г/см2 | от 3,47 до 3,55 |
Температура плавления (при давлении 11 ГПа), оС | 3700-4000 °C |
Теплопроводность, Вт/(м·К) | от 900 до 2300 |
Показатель преломления | от 2,417 до 2,419 (в желтом цвете), в других цветах – от 2,402 (красный цвет) до 2,465 (фиолетовый цвет). |
Дисперсия | 0,0574 |
Твердость (шкала Мооса) | 10 |
Твердость, ГПа | от 70 до 150 |
Применение
Изучив свойства алмаза, можно смело заявлять: камень просто уникален. Но не только в ювелирном деле его сейчас применяют. Наука и промышленность забирает часть мировых запасов камня для своих нужд. Только используют они камни мелкие или дефектные.
Какие же свойства ценятся наукой и промышленностью:
- высокая теплопроводность;
- твердость;
- прозрачность (способность пропускать УФ и ИК-лучи);
- строение кристалла (может быть проводником, изолятором). Он выдерживает высокое напряжение, резкие перепады температур.
Не осталась в стороне и медицина, используя алмазы в хирургии. Производятся сейчас скальпели, лезвие которых алмазное. Заточка таких лезвий делает надрезы сверхтонкими. В лазерных установках с помощью алмазов прижигают раны. В лабораториях с опасными химикатами ставят алмазные окна.
Строительный и ремонтный инструмент как бытового назначения, так и профессиональный — пилы, ножи по металлу, фрезы и стеклорезы, шлифкруги и многое другое – покрывают алмазной крошкой, для увеличения срока эксплуатации. Тоннели прокладываются с помощью так называемого проходческого комбайна. Его ножи покрываются слоем алмазной крошки.
Огранка алмаза:
Основными типами огранки алмаза являются:
– круглая (со стандартным числом 57 граней),
– фантазийная, к которой относятся такие виды огранки, как «овальная», «груша», «маркиза», «принцесса», «радиант», «сердце», «квадрат», «изумруд», «треугольник» и другие виды.
Форма огранки бриллианта зависит от формы исходного кристалла алмаза.
Цветовая гамма
Еще одно физическое свойство, о котором хочется упомянуть, — цвет камня. И окраска оказывает значительное влияние на плотность алмаза. Самые распространенные — бесцветные или желтоватые, есть с голубоватым или коричневым оттенком. Гораздо реже в природе встречаются цветные кристаллы, но вариации цветов весьма разнообразны: розовые и красные, оранжевые и ярко-желтые, зеленые и синие, пурпурные и коньячные, вишневые, серые и даже черные. Еще одно название цветных алмазов — фантазийные. Хотя самыми дорогими были и остаются прозрачные бесцветные или с голубоватым оттенком, но спрос на камни редких оттенков растет, а значит, повышается и цена на них.
К тому же мы привыкли к тому, что бриллианты прозрачные, но есть они и непрозрачные. Цвет и прозрачность напрямую зависят от химического состава кристаллов. Замечена и еще одна закономерность: чем темнее, тем меньше плотность алмаза (г/см3).
В школьной программе
Такая характеристика, как плотность алмаза, встречается даже в школьной программе. Изучают ее по такому предмету, как физика, в разделе «Основы молекулярно-кинетической теории» в 10 классе. И задача решается. Полностью звучит она так:
Есть алмаз, плотность в кг/м3 которого составляет 3500. Какой объем займут атомы вещества в количестве 1022? (задачник Мякишева). Оказывается, свойства алмазов изучаются еще в школе. И не только в этом задачнике встречаются подобные задачи. Возможна и такая запись условия:
- плотность алмаза 3500. Какой объем займут 1022 его молекул?
Состав, формула и свойства алмазов
Алмаз — это драгоценный минерал, который одновременно является самым твердым веществом на Земле. А также среди драгоценностей алмаз выступает одним из самых дорогих камней, привлекающих внимание девушек. Поэтому многим интересно, как образуется камень, какая формула алмаза и можно ли его вырастить в лаборатории. Ученые по-прежнему после столетия опытов не могут ответить на все вопросы с точностью, поскольку в некоторых ситуациях камень ведет себя аномально.
Формула вещества
Состоит алмаз полностью из углерода. Этого элемента содержится около 0,15% в Земной коре. Атомный номер вещества — 6, что говорит о количестве протонов в ядре. Соответственно, у алмазов, которые полностью состоят из углерода, то есть являются аллотропной формой этого вещества, атомный номер такой же.
Расположение атомов у алмаза и графита
Такое понятие, как форма аллотропной модификации, означает, что из простого вещества, например, углерода, могут формироваться другие простые вещества, которые будут отличаться между собой свойствами и строением атомов. То есть содержание одно, а форма и вид — абсолютно разные, взять хотя бы противоположности: графит и алмаз. При этом углерод — один из немногих веществ, которое имеет несколько форм модификаций.
Выделяют такие вещества, которые состоят только из углерода:
- алмаз;
- графит;
- карбин;
- лонсдейлит;
- фуллерены;
- углеродные нанотрубки для изготовления микроволокон;
- графен;
- уголь, сажа.
Интересным вопросом для ученых является вопрос, можно ли превратить одну аллотропную модификацию в другую. Как раз этим они и занимаются по отношению к графиту и другим веществам из этой группы. Поскольку стоимость алмаза — самая высокая, а цена других модификаций ниже. Пока процесс возможен только лишь в обратную сторону: если алмаз нагреть без воздуха до температуры свыше 500 градусов по Цельсию, то камень взорвется и превратится в графит. При этом дальнейшее плавление камня показывает аномальные результаты, отличные от других веществ. А вот в обратном направлении реакция не происходит.
Разница между модификациями объясняется строением кристаллической решетки вещества. Химическая формула тут не играет никакой роли. Вся суть заключается в пространственной конфигурации атомов углерода и связи между ними. Так, в строении алмаза решетка имеет кубическое строение.
Связь между атомами — самая прочная, с точки зрения химии, ковалентная. При этом кубическая система использует всего 18 атомов и считается самой плотной формой упаковки этих частиц. Поэтому алмаз и является самым твердым веществом планеты.
В центрах граней тетраэдра также располагаются атомы, связанные между собой ковалентно. А вот если рассматривать тот же графит, то в его кристаллической решетке часть связей ковалентная, а часть дисульфидная, которая имеет свойство разрываться. Вследствие этого электроны могут мигрировать, и вещество получает металлические свойства.
Но это разбор атомных форм углерода, поскольку именно атомы и формируют кристаллическую решетку. А вот недавно ученые обнаружили и молекулярные формы вещества в составе фуллеренов, многогранников из углерода. Сейчас обнаружили новые молекулярные соединения с содержанием углерода — от С60 до С540, над которыми проводятся исследования.
На основе формулы, а также конфигурации атомов, ученые пытаются воссоздать картину в лабораторных условиях. В природе алмазы находят в кимберлитовых и лампроитовых трубках, а также на россыпях. Камни формируются миллионы лет в определенных условиях с участием магматических пород, сейсмоактивности, а также под действием высоких температур.
Существует и версия о занесении алмаза вместе с метеоритами, поскольку углерода достаточно много в космическом пространстве. А также одну из его модификаций — лосдейлит — ученые обнаружили в составе метеоритов.
На сегодняшний день алмазы изготавливают такими способами:
- Под давлением и высокой температурой в специальных машинах. Ученые добиваются от графита образования новых ковалентных связей. Такой тип камней называют HPHT.
- Пленочный способ происходит также с участием графита, осаждение которого происходит под действием паров метана.
- Производство камней вследствие взрывного синтеза.
Даже несмотря на то, что все знают формулу бриллианта, ну или его не ограненного вещества (алмаза), никто из ученых не смог с точностью воспроизвести камень с таким же строением кристаллической решетки, как это сделала природа. Поэтому стоимость камня держится на высоком уровне, а добыча из недр Земли не прекращается.
Физические свойства алмазов
Примеси в составе алмаза
Конечно, в природе не бывает ничего идеального. Так, и в алмазы входят определенные примеси, которые никак не отображаются на формуле вещества, хотя они влияют на его внешний вид. В частности, меняется оттенок и прозрачность камня, но не его свойства. Количество таких примесей может достигать 1018 атомов на 1 см3. И в зависимости от вида примесей, камень приобретает оттенок, а также меняется стоимость алмаза. Среди таких примесей выделяют:
- кремний;
- кальций;
- магний;
- азот;
- бор;
- алюминий.
Чтоб не нарушить формулу и состав камня, таких веществ должно быть не более 2% одного вида, и не более 5% в целом. Если количество примесей в алмазе больше, то камень значительно меняет внешний вид и не используется в ювелирном деле, а отправляется на нужды промышленности.
Благодаря этим свойствам камень и приобрел такую высокую стоимость. Он широко используется в технике, промышленности, ювелирном далее, участвует в разработке нанотехнологических устройств. Перспективы работы с алмазом все еще есть, благодаря отличным физическим свойствам камня: твердости, высокой теплопроводности, изоляционным характеристикам.
В целом формула вещества хоть и изучена, но все равно ученые продолжают вести поиски в особенностях алмаза, поскольку хотелось бы получать идентичные минералы искусственным путем, воссоздавая кристаллическую решетку камня. Ну а пока такие разработки находятся на стадии экспериментальной науки.
Рекомендуем похожие статьи
Diamond | |
---|---|
An octahedral diamond crystal in matrix |
|
General | |
Category | Native Nonmetal, Mineral |
Formula (repeating unit) |
Carbon (C) |
Crystal system | Diamond cubic (a = 3.56683 Å) |
Identification | |
Color | Most often colorless to yellow or brown. Rarely pink, orange, green, blue, gray, or red. |
Crystal habit | Octahedral, cubo-octahedral, spherical or cubic |
Cleavage | Perfect; parallel to the octahedral face |
Fracture | Irregular |
Mohs scale hardness | 10 |
Streak | white |
Diaphaneity | Clear to not |
Specific gravity | 3.516–3.525 |
Refractive index | 2.417 |
Pleochroism | None |
Fusibility | Burns above 700 °C in air. |
Solubility | Resistant to acids, but dissolves irreversibly in hot steel |
Other characteristics | boiling point = none, very low vapor pressure before decomposing in solid state |
Major varieties | |
Ballas | Spherical, radial structure, cryptocrystalline, opaque black |
Bort | Poorly formed, cryptocrystalline, shapeless, translucent |
Carbonado | Massive, microcrystalline, opaque black |
Diamond is the allotrope of carbon in which the carbon atoms are arranged in the specific type of cubic lattice called diamond cubic. It is a crystal that is transparent to opaque and which is generally isotropic (no or very weak birefringence). Diamond is the hardest naturally occurring material known. Yet, due to important structural brittleness, bulk diamond’s toughness is only fair to good. The precise tensile strength of bulk diamond is little known; however, compressive strength up to 60 GPa has been observed, and it could be as high as 90–100 GPa in the form of micro/nanometer-sized wires or needles (~100–300 nm in diameter, micrometers long), with a corresponding maximum tensile elastic strain in excess of 9%.[1][2] The anisotropy of diamond hardness is carefully considered during diamond cutting. Diamond has a high refractive index (2.417) and moderate dispersion (0.044) properties that give cut diamonds their brilliance. Scientists classify diamonds into four main types according to the nature of crystallographic defects present. Trace impurities substitutionally replacing carbon atoms in a diamond’s crystal structure, and in some cases structural defects, are responsible for the wide range of colors seen in diamond. Most diamonds are electrical insulators and extremely efficient thermal conductors. Unlike many other minerals, the specific gravity of diamond crystals (3.52) has rather small variation from diamond to diamond.
Hardness and crystal structure[edit]
Known to the ancient Greeks as ἀδάμας (adámas, ‘proper, unalterable, unbreakable’)[3] and sometimes called adamant, diamond is the hardest known naturally occurring material, and serves as the definition of 10 on the Mohs scale of mineral hardness. Diamond is extremely strong owing to its crystal structure, known as diamond cubic, in which each carbon atom has four neighbors covalently bonded to it. Bulk cubic boron nitride (c-BN) is nearly as hard as diamond. Diamond reacts with some materials, such as steel, and c-BN wears less when cutting or abrading such material.[4] (Its zincblende structure is like the diamond cubic structure, but with alternating types of atoms.) A currently hypothetical material, beta carbon nitride (β-C3N4), may also be as hard or harder in one form. It has been shown that some diamond aggregates having nanometer grain size are harder and tougher than conventional large diamond crystals, thus they perform better as abrasive material.[5][6] Owing to the use of those new ultra-hard materials for diamond testing, more accurate values are now known for diamond hardness. A surface perpendicular to the [111] crystallographic direction (that is the longest diagonal of a cube) of a pure (i.e., type IIa) diamond has a hardness value of 167 GPa when scratched with a nanodiamond tip, while the nanodiamond sample itself has a value of 310 GPa when tested with another nanodiamond tip. Because the test only works properly with a tip made of harder material than the sample being tested, the true value for nanodiamond is likely somewhat lower than 310 GPa.[5]
Visualisation of a diamond cubic unit cell: 1. Components of a unit cell, 2. One unit cell, 3. A lattice of 3×3×3 unit cells
Molar volume vs. pressure at room temperature.
3D ball-and-stick model of a diamond lattice
The precise tensile strength of diamond is unknown, though strength up to 60 GPa has been observed, and theoretically it could be as high as 90–225 GPa depending on the sample volume/size, the perfection of diamond lattice and on its orientation: Tensile strength is the highest for the [100] crystal direction (normal to the cubic face), smaller for the [110] and the smallest for the [111] axis (along the longest cube diagonal).[7] Diamond also has one of the smallest compressibilities of any material.
Cubic diamonds have a perfect and easy octahedral cleavage, which means that they only have four planes—weak directions following the faces of the octahedron where there are fewer bonds—along which diamond can easily split upon blunt impact to leave a smooth surface. Similarly, diamond’s hardness is markedly directional: the hardest direction is the diagonal on the cube face, 100 times harder than the softest direction, which is the dodecahedral plane. The octahedral plane is intermediate between the two extremes. The diamond cutting process relies heavily on this directional hardness, as without it a diamond would be nearly impossible to fashion. Cleavage also plays a helpful role, especially in large stones where the cutter wishes to remove flawed material or to produce more than one stone from the same piece of rough (e.g. Cullinan Diamond).[8]
Diamonds crystallize in the diamond cubic crystal system (space group Fd3m) and consist of tetrahedrally, covalently bonded carbon atoms. A second form called lonsdaleite, with hexagonal symmetry, has also been found, but it is extremely rare and forms only in meteorites or in laboratory synthesis. The local environment of each atom is identical in the two structures. From theoretical considerations, lonsdaleite is expected to be harder than diamond, but the size and quality of the available stones are insufficient to test this hypothesis.[9] In terms of crystal habit, diamonds occur most often as euhedral (well-formed) or rounded octahedra and twinned, flattened octahedra with a triangular outline. Other forms include dodecahedra and (rarely) cubes. There is evidence that nitrogen impurities play an important role in the formation of well-shaped euhedral crystals. The largest diamonds found, such as the Cullinan Diamond, were shapeless. These diamonds are pure (i.e. type II) and therefore contain little if any nitrogen.[8]
The faces of diamond octahedrons are highly lustrous owing to their hardness; triangular shaped growth defects (trigons) or etch pits are often present on the faces. A diamond’s fracture is irregular. Diamonds which are nearly round, due to the formation of multiple steps on octahedral faces, are commonly coated in a gum-like skin (nyf). The combination of stepped faces, growth defects, and nyf produces a «scaly» or corrugated appearance. Many diamonds are so distorted that few crystal faces are discernible. Some diamonds found in Brazil and the Democratic Republic of the Congo are polycrystalline and occur as opaque, darkly colored, spherical, radial masses of tiny crystals; these are known as ballas and are important to industry as they lack the cleavage planes of single-crystal diamond. Carbonado is a similar opaque microcrystalline form which occurs in shapeless masses. Like ballas diamond, carbonado lacks cleavage planes and its specific gravity varies widely from 2.9 to 3.5. Bort diamonds, found in Brazil, Venezuela, and Guyana, are the most common type of industrial-grade diamond. They are also polycrystalline and often poorly crystallized; they are translucent and cleave easily.[8]
Hydrophobia and Lipophilia[edit]
Due to great hardness and strong molecular bonding, a cut diamond’s facets and facet edges appear the flattest and sharpest. A curious side effect of a natural diamond’s surface perfection is hydrophobia combined with lipophilia. The former property means a drop of water placed on a diamond forms a coherent droplet, whereas in most other minerals the water would spread out to cover the surface. Additionally, diamond is unusually lipophilic, meaning grease and oil readily collect and spread on a diamond’s surface, whereas in other minerals oil would form coherent drops. This property is exploited in the use of so-called «grease pens,» which apply a line of grease to the surface of a suspect diamond simulant. Diamond surfaces are hydrophobic when the surface carbon atoms terminate with a hydrogen atom and hydrophilic when the surface atoms terminate with an oxygen atom or hydroxyl radical. Treatment with gases or plasmas containing the appropriate gas, at temperatures of 450 °C or higher, can change the surface property completely.[10] Naturally occurring diamonds have a surface with less than a half monolayer coverage of oxygen, the balance being hydrogen and the behavior is moderately hydrophobic. This allows for separation from other minerals at the mine using the so-called «grease-belt».[11]
Toughness[edit]
Unlike hardness, which denotes only resistance to scratching, diamond’s toughness or tenacity is only fair to good. Toughness relates to the ability to resist breakage from falls or impacts. Because of diamond’s perfect and easy cleavage, it is vulnerable to breakage. A diamond will shatter if hit with an ordinary hammer.[12] The toughness of natural diamond has been measured as 2.0 MPa⋅m1/2, which is good compared to other gemstones like aquamarine (blue colored), but poor compared to most engineering materials. As with any material, the macroscopic geometry of a diamond contributes to its resistance to breakage. Diamond has a cleavage plane and is therefore more fragile in some orientations than others. Diamond cutters use this attribute to cleave some stones, prior to faceting.[13][14]
Ballas and carbonado diamond are exceptional, as they are polycrystalline and therefore much tougher than single-crystal diamond; they are used for deep-drilling bits and other demanding industrial applications.[15] Particular faceting shapes of diamonds are more prone to breakage and thus may be uninsurable by reputable insurance companies. The brilliant cut of gemstones is designed specifically to reduce the likelihood of breakage or splintering.[8]
Solid foreign crystals are commonly present in diamond. They are mostly minerals, such as olivine, garnets, ruby, and many others.[16] These and other inclusions, such as internal fractures or «feathers», can compromise the structural integrity of a diamond. Cut diamonds that have been enhanced to improve their clarity via glass infilling of fractures or cavities are especially fragile, as the glass will not stand up to ultrasonic cleaning or the rigors of the jeweler’s torch. Fracture-filled diamonds may shatter if treated improperly.[17]
Pressure resistance[edit]
Used in so-called diamond anvil experiments to create high-pressure environments, diamonds are able to withstand crushing pressures in excess of 600 gigapascals (6 million atmospheres).[18]
Optical properties[edit]
Color and its causes[edit]
Synthetic diamonds of various colors grown by the high-pressure high-temperature technique, the diamond size is ~2 mm
Pure diamonds, before and after irradiation and annealing. Clockwise from left bottom: 1) initial (2 mm × 2 mm); 2–4) irradiated by different doses of 2 MeV electrons; 5–6) irradiated by different doses and annealed at 800 °C.
Diamonds occur in various colors: black, brown, yellow, gray, white, blue, orange, purple to pink and red. Colored diamonds contain crystallographic defects, including substitutional impurities and structural defects, that cause the coloration. Theoretically, pure diamonds would be transparent and colorless. Diamonds are scientifically classed into two main types and several subtypes, according to the nature of defects present and how they affect light absorption:[8]
Type I diamond has nitrogen (N) atoms as the main impurity, at a concentration of up to 1%. If the N atoms are in pairs or larger aggregates, they do not affect the diamond’s color; these are Type Ia. About 98% of gem diamonds are type Ia: these diamonds belong to the Cape series, named after the diamond-rich region formerly known as Cape Province in South Africa, whose deposits are largely Type Ia. If the nitrogen atoms are dispersed throughout the crystal in isolated sites (not paired or grouped), they give the stone an intense yellow or occasionally brown tint (type Ib); the rare canary diamonds belong to this type, which represents only ~0.1% of known natural diamonds. Synthetic diamond containing nitrogen is usually of type Ib. Type Ia and Ib diamonds absorb in both the infrared and ultraviolet region of the electromagnetic spectrum, from 320 nm. They also have a characteristic fluorescence and visible absorption spectrum (see Optical properties).[19]
Type II diamonds have very few if any nitrogen impurities. Pure (type IIa) diamond can be colored pink, red, or brown owing to structural anomalies arising through plastic deformation during crystal growth;[20] these diamonds are rare (1.8% of gem diamonds), but constitute a large percentage of Australian diamonds. Type IIb diamonds, which account for ~0.1% of gem diamonds, are usually a steely blue or gray due to boron atoms scattered within the crystal matrix. These diamonds are also semiconductors, unlike other diamond types (see Electrical properties). Most blue-gray diamonds coming from the Argyle mine of Australia are not of type IIb, but of Ia type. Those diamonds contain large concentrations of defects and impurities (especially hydrogen and nitrogen) and the origin of their color is yet uncertain.[21] Type II diamonds weakly absorb in a different region of the infrared (the absorption is due to the diamond lattice rather than impurities), and transmit in the ultraviolet below 225 nm, unlike type I diamonds. They also have differing fluorescence characteristics, but no discernible visible absorption spectrum.[19]
Certain diamond enhancement techniques are commonly used to artificially produce an array of colors, including blue, green, yellow, red, and black. Color enhancement techniques usually involve irradiation, including proton bombardment via cyclotrons; neutron bombardment in the piles of nuclear reactors; and electron bombardment by Van de Graaff generators. These high-energy particles physically alter the diamond’s crystal lattice, knocking carbon atoms out of place and producing color centers. The depth of color penetration depends on the technique and its duration, and in some cases the diamond may be left radioactive to some degree.[8][22]
Some irradiated diamonds are completely natural; one famous example is the Dresden Green Diamond.[11] In these natural stones the color is imparted by «radiation burns» (natural irradiation by alpha particles originating from uranium ore) in the form of small patches, usually only micrometers deep. Additionally, Type IIa diamonds can have their structural deformations «repaired» via a high-pressure high-temperature (HPHT) process, removing much or all of the diamond’s color.[23]
Luster[edit]
A scattering of round-brilliant cut diamonds shows the many reflecting facets
The luster of a diamond is described as ‘adamantine’, which simply means diamond-like. Reflections on a properly cut diamond’s facets are undistorted, due to their flatness. The refractive index of diamond (as measured via sodium light, 589.3 nm) is 2.417. Because it is cubic in structure, diamond is also isotropic. Its high dispersion of 0.044 (variation of refractive index across the visible spectrum) manifests in the perceptible fire of cut diamonds. This fire—flashes of prismatic colors seen in transparent stones—is perhaps diamond’s most important optical property from a jewelry perspective. The prominence or amount of fire seen in a stone is heavily influenced by the choice of diamond cut and its associated proportions (particularly crown height), although the body color of fancy (i.e., unusual) diamonds may hide their fire to some degree.[22]
More than 20 other minerals have higher dispersion (that is difference in refractive index for blue and red light) than diamond, such as titanite 0.051, andradite 0.057, cassiterite 0.071, strontium titanate 0.109, sphalerite 0.156, synthetic rutile 0.330, cinnabar 0.4, etc. (see dispersion).[24] However, the combination of dispersion with extreme hardness, wear and chemical resistivity, as well as clever marketing, determines the exceptional value of diamond as a gemstone.
Fluorescence[edit]
A photograph (top) and UV-excited photoluminescence image (bottom) from a plate cut from a synthetic diamond (width ~3 mm). Most of yellow color and green emission originate from nickel impurities.
Diamonds exhibit fluorescence, that is, they emit light of various colors and intensities under long-wave ultraviolet light (365 nm): Cape series stones (type Ia) usually fluoresce blue, and these stones may also phosphoresce yellow, a unique property among gemstones. Other possible long-wave fluorescence colors are green (usually in brown stones), yellow, mauve, or red (in type IIb diamonds).[25] In natural diamonds, there is typically little if any response to short-wave ultraviolet, but the reverse is true of synthetic diamonds. Some natural type IIb diamonds phosphoresce blue after exposure to short-wave ultraviolet. In natural diamonds, fluorescence under X-rays is generally bluish-white, yellowish or greenish. Some diamonds, particularly Canadian diamonds, show no fluorescence.[19][22]
The origin of the luminescence colors is often unclear and not unique. Blue emission from type IIa and IIb diamonds is reliably identified with dislocations by directly correlating the emission with dislocations in an electron microscope.[26] However, blue emission in type Ia diamond could be either due to dislocations or the N3 defects (three nitrogen atoms bordering a vacancy).[27] Green emission in natural diamond is usually due to the H3 center (two substitutional nitrogen atoms separated by a vacancy),[28] whereas in synthetic diamond it usually originates from nickel used as a catalyst (see figure).[19] Orange or red emission could be due to various reasons, one being the nitrogen-vacancy center which is present in sufficient quantities in all types of diamond, even type IIb.[29]
Optical absorption[edit]
Cape series (Ia) diamonds have a visible absorption spectrum (as seen through a direct-vision spectroscope) consisting of a fine line in the violet at 415.5 nm; however, this line is often invisible until the diamond has been cooled to very low temperatures. Associated with this are weaker lines at 478 nm, 465 nm, 452 nm, 435 nm, and 423 nm.
All those lines are labeled as N3 and N2 optical centers and associated with a defect consisting of three nitrogen atoms bordering a vacancy. Other stones show additional bands: brown, green, or yellow diamonds show a band in the green at 504 nm (H3 center, see above),[28] sometimes accompanied by two additional weak bands at 537 nm and 495 nm (H4 center, a large complex presumably involving 4 substitutional nitrogen atoms and 2 lattice vacancies).[30] Type IIb diamonds may absorb in the far red due to the substitutional boron, but otherwise show no observable visible absorption spectrum.[8]
Gemological laboratories make use of spectrophotometer machines that can distinguish natural, artificial, and color-enhanced diamonds. The spectrophotometers analyze the infrared, visible, and ultraviolet absorption and luminescence spectra of diamonds cooled with liquid nitrogen to detect tell-tale absorption lines that are not normally discernible.[8][31]
Electrical properties[edit]
Diamond is a good electrical insulator, having a resistivity of 100 GΩ⋅m to 1 EΩ⋅m[32] (1.0×1011 – 1.0×1018 Ω⋅m), and is famous for its wide bandgap of 5.47 eV. High carrier mobilities[33] and high electric breakdown field[34] at room temperature are also important characteristics of diamond. Those characteristics allow single crystalline diamond to be one of the promising materials for semiconductors. Its wide bandgap helps semiconductors to keep their quality because it secures high resistivity even in high temperature (High power supply). Semiconductors whose carrier mobilities are high such as diamond do not need high input voltage, which make it easier to utilize in the industry. High breakdown voltage avoids semiconductors from huge current suddenly occurs at a certain input voltage.
Most natural blue diamonds are an exception and are semiconductors due to substitutional boron impurities replacing carbon atoms. Natural blue or blue-gray diamonds, common for the Argyle diamond mine in Australia, are rich in hydrogen; these diamonds are not semiconductors and it is unclear whether hydrogen is actually responsible for their blue-gray color.[21] Natural blue diamonds containing boron and synthetic diamonds doped with boron are p-type semiconductors. N-type diamond films are reproducibly synthesized by phosphorus doping during chemical vapor deposition.[35] Diode p-n junctions and UV light emitting diodes (LEDs, at 235 nm) have been produced by sequential deposition of p-type (boron-doped) and n-type (phosphorus-doped) layers.[36]
Diamond’s electronic properties can be also modulated by strain engineering.[1]
Diamond transistors have been produced (for research purposes).[37] FETs with SiN dielectric layers, and SC-FETs have been made.[38]
In April 2004, the journal Nature reported that below the superconducting transition temperature 4 K, boron-doped diamond synthesized at high temperature and high pressure is a bulk superconductor.[39] Superconductivity was later observed in heavily boron-doped films grown by various chemical vapor deposition techniques, and the highest reported transition temperature (by 2009) is 11.4 K.[40][41] (See also Covalent superconductor#Diamond)
Uncommon magnetic properties (spin glass state) were observed in diamond nanocrystals intercalated with potassium.[42] Unlike paramagnetic host material, magnetic susceptibility measurements of intercalated nanodiamond revealed distinct ferromagnetic behavior at 5 K. This is essentially different from results of potassium intercalation in graphite or C60 fullerene, and shows that sp3 bonding promotes magnetic ordering in carbon. The measurements presented first experimental evidence of intercalation-induced spin-glass state in a nanocrystalline diamond system.
Thermal conductivity[edit]
Unlike most electrical insulators, diamond is a good conductor of heat because of the strong covalent bonding and low phonon scattering. Thermal conductivity of natural diamond was measured to be about 2200 W/(m·K), which is five times more than silver, the most thermally conductive metal. Monocrystalline synthetic diamond enriched to 99.9% the isotope 12C had the highest thermal conductivity of any known solid at room temperature: 3320 W/(m·K), though reports exist of superior thermal conductivity in both carbon nanotubes and graphene.[43][44] Because diamond has such high thermal conductance it is already used in semiconductor manufacture to prevent silicon and other semiconducting materials from overheating. At lower temperatures conductivity becomes even better, and reaches 41000 W/(m·K) at 104 K (12C-enriched diamond).[44]
Diamond’s high thermal conductivity is used by jewelers and gemologists who may employ an electronic thermal probe to distinguish diamonds from their imitations. These probes consist of a pair of battery-powered thermistors mounted in a fine copper tip. One thermistor functions as a heating device while the other measures the temperature of the copper tip: if the stone being tested is a diamond, it will conduct the tip’s thermal energy rapidly enough to produce a measurable temperature drop. This test takes about 2–3 seconds. However, older probes will be fooled by moissanite, a crystalline mineral form of silicon carbide introduced in 1998 as an alternative to diamonds, which has a similar thermal conductivity.[8][31]
Technologically, the high thermal conductivity of diamond is used for the efficient heat removal in high-end power electronics. Diamond is especially appealing in situations where electrical conductivity of the heat sinking material cannot be tolerated e.g. for the thermal management of high-power radio-frequency (RF) microcoils that are used to produce strong and local RF fields.[45]
Thermal stability[edit]
Diamond and graphite are two allotropes of carbon: pure forms of the same element that differ in structure.
If heated over 700 °C in air, diamond, being a form of carbon, oxidizes and its surface blackens, but can be recovered by re-polishing.[46] In absence of oxygen, e.g. in a flow of high-purity argon gas, diamond can be heated up to about 1700 °C.[47][48] At high pressure (~20 GPa) diamond can be heated up to 2500 °C,[49] and a report published in 2009 suggests that diamond can withstand temperatures of 3000 °C and above.[50]
Diamonds are carbon crystals that form under high temperatures and extreme pressures such as deep within the Earth. At surface air pressure (one atmosphere), diamonds are not as stable as graphite, and so the decay of diamond is thermodynamically favorable (δH = −2 kJ/mol).[22] So, contrary to De Beers’ ad campaign extending from 1948 to at least 2013 under the slogan «A diamond is forever»,[51] diamonds are definitely not forever. However, owing to a very large kinetic energy barrier, diamonds are metastable; they will not decay into graphite under normal conditions.[22]
See also[edit]
- Chemical vapor deposition of diamond
- Crystallographic defects in diamond
- Nitrogen-vacancy center
- Synthetic diamond
References[edit]
- ^ a b Dang, Chaoqun; et al. (January 1, 2021). «Achieving large uniform tensile elasticity in microfabricated diamond». Science. 371 (6524): 76–78. Bibcode:2021Sci…371…76D. doi:10.1126/science.abc4174. PMID 33384375.
- ^ Banerjee, Amit; et al. (20 Apr 2018). «Ultralarge elastic deformation of nanoscale diamond». Science. 360 (6386): 300–302. Bibcode:2018Sci…360..300B. doi:10.1126/science.aar4165. PMID 29674589.
- ^
Liddell, H.G.; Scott, R. «Adamas». A Greek–English Lexicon. Perseus Project. - ^ Ing, Pavel Brazda Dpl (2006-02-01). «Hard Choices: Diamond or CBN? | Gear Solutions Magazine Your Resource to the Gear Industry». Retrieved 2023-05-25.
- ^ a b Blank, V.; Popov, M.; Pivovarov, G.; Lvova, N.; et al. (1998). «Ultrahard and superhard phases of fullerite C60: comparison with diamond on hardness and wear». Diamond and Related Materials. 7 (2–5): 427. Bibcode:1998DRM…..7..427B. CiteSeerX 10.1.1.520.7265. doi:10.1016/S0925-9635(97)00232-X.
- ^ Irifune, T.; Kurio, A.; Sakamoto, S.; Inoue, T.; et al. (2003). «Ultrahard polycrystalline diamond from graphite». Nature. 421 (6923): 599–600. Bibcode:2003Natur.421..599I. doi:10.1038/421599b. PMID 12571587. S2CID 52856300.
- ^ Telling, R. H.; Pickard, C. J.; Payne, M. C.; Field, J. E. (2000). «Theoretical Strength and Cleavage of Diamond». Physical Review Letters. 84 (22): 5160–5163. Bibcode:2000PhRvL..84.5160T. doi:10.1103/PhysRevLett.84.5160. PMID 10990892.
- ^ a b c d e f g h i Read, P. G. (1999). Gemmology (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. pp. 52, 53, 275, 276. ISBN 978-0-7506-4411-2.
- ^ Pan, Zicheng; Sun, Hong; Zhang, Yi; Chen, Changfeng (2009). «Harder than Diamond: Superior Indentation Strength of Wurtzite BN and Lonsdaleite». Physical Review Letters. 102 (5): 055503. Bibcode:2009PhRvL.102e5503P. doi:10.1103/PhysRevLett.102.055503. PMID 19257519.
- Lisa Zyga (12 February 2009). «Scientists Discover Material Harder Than Diamond». Phys.org.
- ^ Hansen, J. O.; Copperthwaite, R. G.; Derry, T. E.; Pratt, J. M. (1989). «A tensiometric study of Diamond (111) and (110) faces». Journal of Colloid and Interface Science. 130 (2): 347–358. Bibcode:1989JCIS..130..347H. doi:10.1016/0021-9797(89)90114-8.
- ^ a b Harlow, G. E. (1998). The Nature of Diamonds. Cambridge University Press. pp. 112, 223. ISBN 978-0-521-62935-5.
- ^ The Action Lab. «Can You Break a Diamond With a Hammer?». YouTube. Archived from the original on 2021-11-16. Retrieved 14 June 2020.
- ^ Weber, M. J. (2002). Handbook of Optical Materials. CRC Press. p. 119. ISBN 978-0-8493-3512-9.
- ^ Field, J. E.; Freeman, C. J. (1981). «Strength and Fracture Properties of Diamond». Philosophical Magazine A. 43 (3): 595–618. Bibcode:1981PMagA..43..595F. doi:10.1080/01418618108240397.
- ^ Moriyoshi, Y.; Kamo, M.; Setaka, N.; Sato, Y. (1983). «The microstructure of natural polycrystal diamond, carbonado and ballas». Journal of Materials Science. 18 (1): 217–224. Bibcode:1983JMatS..18..217M. doi:10.1007/BF00543828. S2CID 135628997.
- ^ Iakoubovskii, K.; Adriaenssens, G. J. (2002). «Comment on ‘Evidence for a Fe-related defect centre in diamond’» (PDF). Journal of Physics: Condensed Matter. 14 (21): 5459. Bibcode:2002JPCM…14.5459I. doi:10.1088/0953-8984/14/21/401. S2CID 250752181.
- ^ Taylor, W.R.; Lynton, A.J.; Ridd, M. (1990). «Nitrogen defect aggregation of some Australasian diamonds: Time-temperature constraints on the source regions of pipe and alluvial diamonds» (PDF). American Mineralogist. 75: 1290–1310.
- ^ Wogan, Tim (2 November 2012). «Improved diamond anvil cell allows higher pressures». Physics World. Retrieved 8 December 2014.
- ^ a b c d Walker, J. (1979). «Optical absorption and luminescence in diamond» (PDF). Rep. Prog. Phys. 42 (10): 1605–1659. Bibcode:1979RPPh…42.1605W. CiteSeerX 10.1.1.467.443. doi:10.1088/0034-4885/42/10/001. S2CID 250857323.
- ^ Hounsome, L. S.; Jones, R.; Martineau, P.; Fisher, D.; et al. (2006). «Origin of brown coloration in diamond». Phys. Rev. B. 73 (12): 125203. Bibcode:2006PhRvB..73l5203H. doi:10.1103/PhysRevB.73.125203.
- ^ a b Iakoubovskii, K.; Adriaenssens, G. J. (2002). «Optical characterization of natural Argyle diamonds» (PDF). Diamond and Related Materials. 11 (1): 125. Bibcode:2002DRM….11..125I. doi:10.1016/S0925-9635(01)00533-7.
- ^ a b c d e Webster, R.; Read, P. G. (2000). Gems: Their sources, descriptions and identification. Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-1674-4.
- ^ Collins, A. T.; Connor, A.; Ly, C.; Shareef, A.; Spear, P. M. (2005). «High-temperature annealing of optical centers in type-I diamond». Journal of Applied Physics. 97 (8): 083517–083517–10. Bibcode:2005JAP….97h3517C. doi:10.1063/1.1866501.
- ^ Schumann, Walter (2009). Gemstones of the World (4th ed.). Sterling. p. 42. ISBN 978-1-4027-6829-3.
- ^ Eaton-Magaña, S.; Post, J. E.; Heaney, P. J.; Freitas, J.; et al. (2008). «Using phosphorescence as a fingerprint for the Hope and other blue diamonds». Geology (abstract). 36 (1): 83–86. Bibcode:2008Geo….36…83E. doi:10.1130/G24170A.1.
- ^ Hanley, P. L.; Kiflawi, I.; Lang, A. R. (1977). «On Topographically Identifiable Sources of Cathodoluminescence in Natural Diamonds». Phil. Trans. Roy. Soc. A. 284 (1324): 329–368. Bibcode:1977RSPTA.284..329H. doi:10.1098/rsta.1977.0012. JSTOR 74759. S2CID 120959202.
- ^ van Wyk, J. A. (1982). «Carbon-12 hyperfine interaction of the unique carbon of the P2 (ESR) or N3 (optical) centre in diamond». Journal of Physics C: Solid State Physics. 15 (27): L981–L983. Bibcode:1982JPhC…15L.981V. doi:10.1088/0022-3719/15/27/007.
- ^ a b Davies, G.; Nazaré, M. H.; Hamer, M. F. (1976). «The H3 (2.463 eV) Vibronic Band in Diamond: Uniaxial Stress Effects and the Breakdown of Mirror Symmetry». Proceedings of the Royal Society A. 351 (1665): 245. Bibcode:1976RSPSA.351..245D. doi:10.1098/rspa.1976.0140. S2CID 93034755.
- ^ Freitas, J. A.; Klein, P. B.; Collins, A. T. (1993). «Observation of new vibronic luminescence band in semiconducting diamond». Electronics Letters. 29 (19): 1727–1728. Bibcode:1993ElL….29.1727F. doi:10.1049/el:19931148.
- ^ de Sa, E. S.; Davies, G. (1977). «Uniaxial Stress Studies of the 2.498 eV (H4), 2.417 eV and 2.536 eV Vibronic Bands in Diamond». Proceedings of the Royal Society A. 357 (1689): 231–251. Bibcode:1977RSPSA.357..231S. doi:10.1098/rspa.1977.0165. S2CID 98842822.
- ^ a b O’Donoghue, M.; Joyner, L. (2003). Identification of gemstones. Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-5512-5.
- ^ Fromentin, Sarah (2004). Glenn Elert (ed.). «Resistivity of Carbon, Diamond». The Physics Factbook. Retrieved 30 December 2011.
- ^ Isberg, Jan; Hammersberg, Johan; Johansson, Erik; Wikström, Tobias; Twitchen, Daniel J.; Whitehead, Andrew J.; Coe, Steven E.; Scarsbrook, Geoffrey A. (2002-09-06). «High Carrier Mobility in Single-Crystal Plasma-Deposited Diamond». Science. 297 (5587): 1670–1672. Bibcode:2002Sci…297.1670I. doi:10.1126/science.1074374. ISSN 0036-8075. PMID 12215638. S2CID 27736134.
- ^ Volpe, Pierre-Nicolas; Muret, Pierre; Pernot, Julien; Omnès, Franck; Teraji, Tokuyuki; Jomard, François; Planson, D.; Brosselard, Pierre; Dheilly, Nicolas; Vergne, Bertrand; Scharnholtz, Sigo (September 2010). «High breakdown voltage Schottky diodes synthesized on p-type CVD diamond layer». Physica Status Solidi (A). 207 (9): 2088–2092. Bibcode:2010PSSAR.207.2088V. doi:10.1002/pssa.201000055. S2CID 122210971.
- ^ Koizumi, S.; Nebel, C. E.; Nesladek, M. (2008). Physics and Applications of CVD Diamond. Wiley VCH. pp. 200–240. ISBN 978-3-527-40801-6.
- ^ Koizumi, S.; Watanabe, K.; Hasegawa, M.; Kanda, H. (2001). «Ultraviolet Emission from a Diamond pn Junction». Science. 292 (5523): 1899–1901. Bibcode:2001Sci…292.1899K. doi:10.1126/science.1060258. PMID 11397942. S2CID 10675358.
- ^ Geis, M.W. (1991). «Diamond transistor performance and fabrication». Proceedings of the IEEE. 79 (5): 669–676. Bibcode:1991IEEEP..79..669G. doi:10.1109/5.90131.
- ^ Wang, W.; Hu, C.; Li, S. Y.; Li, F. N.; Liu, Z. C.; Wang, F.; Fu, J.; Wang, H. X. (2015). «Diamond Based Field-Effect Transistors of Zr Gate with SiNx Dielectric Layers». Journal of Nanomaterials. 2015: 1–5. doi:10.1155/2015/124640.
- ^ Ekimov, E.; Sidorov, V. A.; Bauer, E. D.; Mel’nik, N. N.; et al. (2004). «Superconductivity in diamond» (PDF). Nature. 428 (6982): 542–545. arXiv:cond-mat/0404156. Bibcode:2004Natur.428..542E. doi:10.1038/nature02449. PMID 15057827. S2CID 4423950.
- ^ Takano, Y.; Takenouchi, T.; Ishii, S.; Ueda, S.; et al. (2007). «Superconducting properties of homoepitaxial CVD diamond». Diamond and Related Materials. 16 (4–7): 911–914. Bibcode:2007DRM….16..911T. doi:10.1016/j.diamond.2007.01.027. S2CID 95904362.
- ^ Takano, Y. (2006). «Overview». Sci. Technol. Adv. Mater. 7 (S1): S1. Bibcode:2006STAdM…7S…1T. doi:10.1016/j.stam.2006.06.003.
- ^ Kozlov, M. E.; Uwe, H.; Tokumoto, M.; Yakushi, K. (1997). «Spin-glass behaviour of nanocrystalline diamond intercalated with potassium». Journal of Physics: Condensed Matter. 9 (39): 8325. Bibcode:1997JPCM….9.8325K. doi:10.1088/0953-8984/9/39/016. S2CID 250794215.
- ^ Anthony, T. R.; Banholzer, W. F.; Fleischer, J. F.; Wei, Lanhua; et al. (1990). «Thermal conductivity of isotopically enriched 12C diamond». Physical Review B. 42 (2): 1104–1111. Bibcode:1990PhRvB..42.1104A. doi:10.1103/PhysRevB.42.1104. PMID 9995514.
- ^ a b Wei, Lanhua; Kuo, P. K.; Thomas, R. L.; Anthony, T. R.; Banholzer, W. F. (1993). «Thermal conductivity of isotopically modified single crystal diamond». Physical Review Letters. 70 (24): 3764–3767. Bibcode:1993PhRvL..70.3764W. doi:10.1103/PhysRevLett.70.3764. PMID 10053956.
- ^ Herb, Konstantin; Zopes, Jonathan; Cujia, Kristian; Degen, Christian (2020). «Broadband radio-frequency transmitter for fast nuclear spin control». Review of Scientific Instruments. 91 (11): 113106. arXiv:2005.06837. Bibcode:2020RScI…91k3106H. doi:10.1063/5.0013776. PMID 33261455. S2CID 227252470.
- ^ John, P.; Polwart, N.; Troupe, C. E.; Wilson, J. I. B. (2002). «The oxidation of (100) textured diamond». Diamond and Related Materials. 11 (3–6): 861. Bibcode:2002DRM….11..861J. doi:10.1016/S0925-9635(01)00673-2.
- ^ Davies, G.; Evans, T. (1972). «Graphitization of Diamond at Zero Pressure and at a High Pressure». Proceedings of the Royal Society A. 328 (1574): 413–427. Bibcode:1972RSPSA.328..413D. doi:10.1098/rspa.1972.0086. S2CID 95824419.
- ^ Evans, T.; James, P. F. (1964). «A Study of the Transformation of Diamond to Graphite». Proceedings of the Royal Society A. 277 (1369): 260–269. Bibcode:1964RSPSA.277..260E. doi:10.1098/rspa.1964.0020. S2CID 137885339.
- ^ Evans, T.; Qi, Z.; Maguire, J. (1981). «The stages of nitrogen aggregation in diamond». Journal of Physics C: Solid State Physics. 14 (12): L379. Bibcode:1981JPhC…14L.379E. doi:10.1088/0022-3719/14/12/005.
- ^ Shatskiy, A.; Yamazaki, D.; Morard, G.; Cooray, T.; Matsuzaki, T.; Higo, Y.; Funakoshi, K.; Sumiya, H.; Ito, E.; Katsura, T. (2009). «Boron-doped diamond heater and its application to large-volume, high-pressure, and high-temperature experiments». Rev. Sci. Instrum. 80 (2): 023907–023907–7. Bibcode:2009RScI…80b3907S. doi:10.1063/1.3084209. PMID 19256662.
- ^ Sullivan, Courtney (3 May 2013). «How Diamonds Became Forever». New York Times. Retrieved 3 December 2014.
Further reading[edit]
- Pagel-Theisen, Verena. (2001). Diamond grading ABC: The manual (9th ed.), pp. 84–85. Rubin & Son n.v.; Antwerp, Belgium. ISBN 3-9800434-6-0
- Webster, Robert, and Jobbins, E. Allan (Ed.). (1998). Gemmologist’s compendium, p. 21, 25, 31. St Edmundsbury Press Ltd, Bury St Edwards. ISBN 0-7198-0291-1
External links[edit]
- Properties of diamond
- Properties of diamond (S. Sque, PhD thesis, 2005, University of Exeter, UK)