История на синтетичния диамант

Feb 16, 2023

Остави съобщение

Изкуственият диамант се ражда от 68 години. През този период хората непрекъснато подобряват процеса и постигат добри резултати

1, Легенда за диаманта

Кристално чистият диамант с най-висока твърдост е особено привлекателен. Първият диамант е открит преди 4000 години в коритото на река Голконда в Индия. Съдържанието на диамант в природата не е рядкост, но често се крие в по-дълбоки слоеве. И така, древните гърци са вярвали, че диамантите са фрагменти от звезди, древните римляни са вярвали, че диамантите са сълзи на богове, а индийците са вярвали, че диамантите са целта на мълнията.

 

Древните индуси използвали диаманти като очи на статуята и вярвали, че диамантите могат да защитят своя носител от опасност. В древни времена се е смятало, че носенето на диаманти придава сила, непобедимост и смелост. Малък диамант е перфектен подарък както за мъж, така и за жена. Думата диамант идва от гръцкото „адамас“, което означава непобедим или непревземаем.


Диамантът е оригиналният камък на диаманта. Когато диамантът достигне нивото на скъпоценния камък, той може да се нарече диамант. Интелигентните бижутери използват коефициента на пречупване на диаманта, за да го обработят и шлифоват, правейки го блестящ и се превръща в диамант на пръстените на момичетата. За да се произведе 1 карат диаманти, трябва да се добият 250 тона сурова руда. А самият диамант има нужда от доста преработки, за да стане красива огърлица или част от пръстена.

 

2, Алотропия


Физикът Нютон веднъж подозираше, че диамантът е горимо вещество. Френските химици Macquer (PJ 1718~1784) и Cadet (IC1731~1799) са направили експерименти за изгаряне на диаманти във въздуха при висока температура.

 

През 1772 г. химикът Лавази и те съвместно повториха експеримента, доказвайки, че дори ако диамантът не влезе в контакт с въздуха, той не може да изгори, дори ако се нагрее. Въпреки това, когато е в контакт с въздух или кислород, диамантът може да изгори при нагряване от голям кондензатор. Точката на запалване на диаманта в чист кислород е 720~800 градуса, а точката на запалване във въздуха е само 850~1000 градуса. През 1797 г. химикът Смитсън Тенант разкрива, че диамантът е просто вещество от въглерод. Установено е, че газът, получен при изгаряне на диаманти, е точно същият като този, получен при изгаряне на въглен.


От топлината на изгаряне, топлината на изгаряне на графита е 393 51 kJ/mol, докато топлината на изгаряне на диаманта е 395,41 kJ/mol. Следователно графитът е по-стабилен от диаманта при нормална температура и налягане. През 1799 г. френският химик Молво превръща диамант в графит. Разбира се, при нормални условия диамантът все още съществува стабилно и хората не трябва да се притесняват, че ще се превърне в графит. Експериментът за превръщане на диаманта в графит стимулира обратното мислене на хората. Можем ли да превърнем графита в диамант? Оттогава хората проявяват голям интерес към това как да превърнат графита в диамант.

 

Mosonite and diamond have similar luster
Мозонитът и диамантът имат подобен блясък
3, опит на Мовасан

Френският химик Моасан (H.1852-1907) е първият химик, който се опитва да синтезира диамант. Той използва реакцията на светлинно разлагане на флуорно заместване, за да произведе диамант и резултатът е аморфен въглерод. По това време учените не знаеха условията за синтез на диаманти и започнаха да изучават естествените условия за образуване на диаманти. През 1890 г. френският химик Добри (GA 1814~1896) изследва процеса на образуване на диаманти в природата и посочи, че диамантите трябва да се образуват при висока температура и високо налягане. Като се има предвид природата на диамантите, те могат да се образуват в течна или поне в мека среда. През 1892 г. френският химик Фридел (C. 1832-1899) открива много фини диаманти от метеоритите, намерени в Аризона, САЩ.


Movasan изучава метеорити, метеорити и диамантени скали и открива, че освен диаманти, те съдържат също графит и аморфен въглерод. След тези изследвания Movasan е убеден, че диамантът се образува от графит и аморфен въглерод в среда, съдържаща желязо.

 

Затова той изобретил следния метод за производство на диамант: нагряване на металното желязо в графитния тигел в електрическата пещ, за да се разтопи, и насищане на разтопеното желязо с въглерод. След това изсипете разтопеното желязо в студена вода. Когато въглеродното желязо се охлади бързо, външният метал първо ще се втвърди, което ще генерира високо налягане вътре в метала. Диамантът може да се получи чрез отстраняване на желязото от твърдо вещество с киселина.


На 6 февруари 1893 г. Мовасан докладва на Академията на науките за резултатите от експеримента с изкуствен диамант, който предизвиква сензация във всички аспекти. Като първия синтетичен диамант французите го нарекоха "Регент" и го събраха в Лувъра като най-ценното съкровище. Тогава манията по синтетичния диамант разтърси света.

 

Всичко това обаче е далеч от реалната ситуация. Въпреки че експерименталното оборудване е подобрено, много нови методи са изследвани и количеството на суровините е увеличено, но не са получени задоволителни резултати. Изкуственият диамант е не само малък по размер, но и тъмен на цвят. По това време имаше един от най-големите и почти безцветни малки кристали с диаметър по-малък от един милиметър.

 

 

4, Синтез на диамант

Movasan направи експеримента с изкуствен диамант само веднъж и никога повече не го направи. Поради огромните търговски печалби и промишлената стойност на диаманта, много компании и групи предприятия са организирали учени да повторят експеримента със синтетични диаманти на Mohs, надявайки се да превърнат научните постижения в промишлено производство, но никой от тях не успя. (Така че някои хора подозират, че изкуственият диамант, получен успешно, е естествен диамант).


През 1955 г. американският общ електротехник FP Bundy и Hall et al. синтезиран диамант при 1650 градуса и 95,00 атмосферно налягане. При подобни условия продуктът е успешно повторен многократно. Чрез различни физически и химически тестове се потвърждава, че е диамант. Впоследствие методите за производство на синтетичен диамант са безкрайни. Учените също са изследвали технологията на синтетичен диамант, използващ разтопен метал (Ni, Cr, Mn, Fe, Co и др.) като катализатор при 5-100kbar високо налягане и 1200-2400K висока температура. Понастоящем могат да се синтезират 10-каратови диаманти.


Наскоро учените успяха да произвеждат изкуствени диаманти от пепелта на починали домашни любимци. Те го наричат ​​"LifeGem", което е висококачествен възпоменателен скъпоценен камък от вашия скъпоценен домашен любимец. Истинските диаманти също могат да бъдат направени от фъстъчено масло. Направата на този диамант обаче изисква изключително сложно научно оборудване и може да издържи на висока температура и налягане, така че е напълно излишно да бързате до супермаркета, за да купите цялото фъстъчено масло сега. В очите на учените по материали диамантът е просто кристал от сравнително чист въглерод и няма нищо особено.

Изпрати запитване