それは赤い星の深さから始まります巨人は、重要な脂肪、アミノ酸、炭水化物の一部であり、さまざまな化学元素を持つ何百万もの化合物を形成する可能性があり、構造に応じて、完全に異なる機械的特性を持っています。柔らかくて脆いペンシルシャフトと最も硬いミネラルダイヤモンドは、同じ建築材料であるカーボンでできています。ダイヤモンドがとてもユニークな理由は何ですか？どこで使われていますか？その価値は何ですか？
古代ギリシャ語から翻訳された、「ダイヤモンド」という言葉「破壊できない」という意味です。古代の前でさえ、人々はこの石の信じられないほどの強さを知っていました。古代、ダイヤモンドはインドとエジプトで広く取引されていました。そして、この鉱物はアレキサンダー大王の攻撃的なキャンペーンの後にヨーロッパの広がりに来ました。彼は魔法のアーティファクトとして石を持ってきました。古代ギリシャ人は、この最も硬い鉱物を、地球に落ちた神々の涙と呼びました。
しかし、石の無敵の秘密はもちろん、神秘主義ではなく、霊界との関係でもありません。四面体の形の元素の格子の明確な構造と炭素原子間の強い結合が最高の強度を提供します。同じ構造のため、ダイヤモンドは優れた熱伝導体です。たとえば、一枚のダイアモンドから小さじ1杯を作ることができた場合、スプーンが沸騰したお湯に触れた瞬間に燃えるため、熱いお茶で砂糖をかき混ぜることはできません。
どのミネラルが最も難しいかを判断する方法は？才能のあるドイツの鉱物学者カール・フリードリッヒ・モースは、19世紀にこの問題を取り上げました。 1811年に、科学者はさまざまな鉱物の硬度を決定するために比較スケールを使用することを提案しました。それは10のポイントで構成され、それぞれが特定のミネラルに対応します。最初の（タルク）が最も柔らかく、最後の（タルク）がそれぞれ最も硬いです。検証は実験的に行われます。サンプル（銀など）が蛍石で引っかかれている場合、これはスケールの4行目にありますが、石膏による損傷はありません（スケールの標準は2番目です）。銀の硬度は3です。モース硬度。
最も硬い鉱物はダイヤモンドです。彼は10位にランクされています。そして、モース硬度表は19世紀の初めに流通し始めましたが、それでも広く適用可能です。ただし、このテーブルは線形ではないことに注意してください。これは、10番目のダイヤモンドが5番目のアパタイトの正確に2倍の硬さではないことを意味します。硬度の絶対値を決定するために他の方法が使用されます。
長い間、ダイヤモンドは特権でした専らジュエリー職人。しかし、産業の発展に伴い、この最も硬い鉱物は、通常の美的側面だけでなく、その独特の物理的特性の観点からもますます考慮されるようになっています。当初、工具の製造には、カットできない天然ダイヤモンドが使用されていました。これらは、宝石職人が取り除くことができないような欠陥を持っていた石です。それらはテクニカルダイヤモンドと呼ばれるようになりました。
時間が経つにつれて、そしてツールの必要性ダイヤモンドの切削エッジと穴あけエッジが増加しました。たとえば、建設業界では、ダイヤモンドドリルの需要が非常に高くなっています。硬質金属合金で作られた対応物に対するそれらの利点は、ダイヤモンドドリルで作業するときに、材料にマイクロクラックが形成されないことです。ダイヤモンドは、石、コンクリート、金属など、あらゆる材料を簡単かつきれいに切断します。そして、マイクロクラックがないことが構造の耐久性の鍵です。さらに、作業自体のプロセスははるかに速く、はるかに簡単で、はるかに静かです。
これに基づくと、2016年のデータによると、ロシアだけで1200種類のさまざまな工具や機器が生産されており、その主要な作業部分はダイヤモンドです。
自然界で最も硬いミネラルは適していませんラフロックとハードロックでのみ使用します。ダイヤモンドは医療機器でもかけがえのないものです。結局のところ、組織の切断が薄く正確であるほど、体は回復にうまく対処できます。また、重要な臓器の複雑な手術では、切開の幅がさらに決定的な役割を果たします。
また、刃にダイヤの薄い膜が付いたメスは、長期間シャープな状態を保ちます。
ダイヤモンドの開発集積回路。彼らは裏打ちに小さなダイヤモンドを使用しています。この方法で製造された技術は、温度変化や大きな電圧サージに対してより耐性があります。ダイヤモンドは、電気通信のデータ伝送にも使用できます。これらの水晶の特徴により、異なる周波数の信号を同じケーブルで同時に送信することができます。
また、ダイヤモンドは化学薬品で需要があります業界。ガラスを傷つけやすい攻撃的な環境は、ダイヤモンドにとって絶対に怖いものではありません。物理学者は結晶を使用して、量子物理学と宇宙探査の実験を行います。
望遠鏡の光学系を作成する場合、材料の精度と信頼性が重要になりつつあります。ここで最も硬い天然ミネラルが作用し、優れた物理的および化学的パラメーターが特徴です。
最も困難なものに対するそのような激しい需要で貴重な鉱物であり、その人工合成の問題が生じています。増大する需要を満たすことができる石の在庫はないことに注意してください。そして、長い実験の後、科学者たちは、必要なすべての機能を備えた天然ダイヤモンドの類似体を作成することに成功しました。今日まで、産業用の人工ダイヤモンドの製造はすでに一般的な慣行になっています。
これを合成するためのいくつかのテクニックがありますミネラル。 1つ目は、自然環境での形成に最も近いものです。合成は超高温と巨大な圧力を使用して実行されます。 2番目の手法では、蒸気からダイヤモンドを抽出できます。それはフィルム技術で使用されます-結晶はツールの刃先に最も薄いフィルムで適用されます。この方法は、手術器具の製造において特に需要があります。そして3つ目は、爆発と急速冷却を使用して小さな結晶の散乱を生成します。
実験は継続され、合成されました天然ダイヤモンドより20％硬い窒化ホウ素。しかし、これまでのところ、この物質は非常に小さいため、ダイヤモンドは伝統的に最も硬い鉱物と見なされています。
