Diamentowa temperatura topnienia, właściwości fizyczne i struktura mineralna

Jaka jest temperatura topnienia i wrzenia diamentu? Czy minerał występuje w postaci stopionej w środowisku naturalnym? Zajmiemy się poszukiwaniem odpowiedzi na te i inne pytania w prezentowanym materiale.

Jak powstały diamenty w trzewiach ziemi?

Według naukowców mogą pojawić się diamentypodczas formowania się jądra planety w wyniku narażenia na stopioną magmę o ogromnym ciśnieniu. Kamienie szlachetne przesunęły się na obszary powierzchni skorupy ziemskiej z powodu procesów powstawania gazu w głębokich skałach. W rezultacie powstają tak zwane rurki diamentowe, które są puste w kamienistej glebie z dużymi złożami minerałów.

Właściwości materiału

Zanim zastanowimy się, jaka jest temperatura topnienia diamentu, spójrzmy na właściwości tego minerału:

1. Diamenty mają najwyższą twardość.wśród wszystkich istniejących minerałów. Z tego powodu żaden materiał nie może zniszczyć struktury diamentu ani zarysować jego powierzchni. On sam może uszkodzić dowolny przedmiot fizyczny.
2. Diament jest wysoce wydajnym izolatorem. Jest odporny na kwasy i inne agresywne środowiska chemiczne.
3. Diament ma najwyższą przewodność cieplną spośród wszystkich minerałów stałych. Klejnot można trzymać tak mocno, jak chcesz. W tym samym czasie jego temperatura pozostanie niezmieniona.
4. Diament ma wyjątkową luminescencję. Promienie świetlne dowolnego pochodzenia przechodzące przez minerał sprawiają, że świeci jasno i mieni się wszystkimi kolorami tęczy.

Struktura

W rzeczywistości diament składa się z atomów węgla.Jednak każdy z nich znajduje się w środkowej części czworościanu - wielościanu utworzonego z czterech płaszczyzn trójkąta. Zapewnia to wyjątkowo silne wiązanie atomów. To wyjaśnia najwyższą twardość, a także imponującą temperaturę topnienia diamentu.

Diamentowe warunki topnienia

W 2010 r. Podczas eksperymentów laboratorium fizykiUniwersytet Kalifornijski w Berkeley określił poziom wpływu temperatury na diament, który prowadzi do jego stopienia. Naukowcy odkryli, że nie jest możliwe przekształcenie materiału w postać płynną w zwykłych warunkach, niezależnie od poziomu ogrzewania. Cel ten można osiągnąć jedynie poprzez wystawienie diamentu na działanie nie tylko temperatury, ale także najwyższego ciśnienia. Konieczne jest zwiększenie ciśnienia, aby minerał nie zamienił się w grafit. Zatem przejście diamentu w postać płynną jest niezwykle trudnym procesem.

Jaka jest temperatura topnienia i temperatura wrzenia diamentu?

Według danych uzyskanych podczas badania właściwości materiału, jego topienie w przestrzeni powietrznej pod wysokim ciśnieniem występuje po podgrzaniu do 850-1000 ^oC. Diament można doprowadzić do wrzenia, wystawiając go na działanie temperatur od 1800 do 2000 ^oC w próżni. W obu przypadkach podczas chłodzenia minerał przekształca się w grafit.

Ustawienie co do temperatury topnieniadiament, naukowcy przeprowadzili eksperymenty z użyciem małego naturalnego minerału, którego masa wynosiła 1/10 karata. Wrzenie powierzchni materiału nastąpiło pod wpływem fali uderzeniowej powstałej w wyniku krótkotrwałych impulsów laserowych.

Ustaw, która metryka jest równatemperatura topnienia diamentu (w stopniach), naukowcom udało się jedynie wytworzyć ciśnienie, które było 40 milionów razy wyższe niż normalne ciśnienie atmosferyczne na poziomie morza. Wraz ze spadkiem ciśnienia do 11 milionów atmosfer na powierzchni wrzącego minerału zaczęły tworzyć się cząstki stałe, które nie toną, ale unoszą się jak lód w wodzie.

Gdzie znajdują się diamenty w skorupie ziemskiej?

Te minerały są niezwykle rzadkie. Jednak dzisiaj złoża przemysłowe są rozwijane na prawie wszystkich kontynentach globu. Jedynym wyjątkiem jest Antarktyda.

Do połowy XIX wieku uważano, że w osadach rzecznych powstały minerały. Później pierwsze wgłębienia diamentowe odkryto w skalistej górskiej glebie na głębokości kilkuset metrów.

Według naukowców wiek niektórych diamentówwaha się od 100 milionów do 2,5 miliarda lat. Naukowcom udało się zdobyć więcej „starszych” minerałów o nieziemskim pochodzeniu. Te ostatnie są przenoszone na planetę wraz z meteorytami, które powstały w kosmosie jeszcze przed utworzeniem Układu Słonecznego.

Czy diamenty istnieją w postaci stopionej in vivo?

Temperatura topnienia diamentu jest tak wysokaże na Ziemi minerał nie może już istnieć w postaci wrzenia. Jak jednak sprawy mają się z obiektami kosmicznymi? Według naukowców temperatura topnienia diamentu do dziś jest utrzymywana w trzewiach takich planet jak Neptun i Uran. Warto zauważyć, że te ostatnie składają się w 10% z węgla, który jest strukturalną podstawą tego minerału.

Według wielu naukowców powyżejplanety mają całe oceany z diamentami w płynnej, wrzącej formie. Taka hipoteza wyjaśnia, dlaczego pole magnetyczne tych ciał niebieskich zachowuje się tak dziwnie. W końcu Neptun i Uran są jedynymi planetami w Układzie Słonecznym, na których bieguny geograficzne nie mają wyraźnej pozycji i są dosłownie rozmieszczone w przestrzeni. Aby potwierdzić interesującą hipotezę, pozostaje jedynie eksperymentalna symulacja podobnych warunków na Ziemi. Jednak obecnie takie rozwiązanie pozostaje niezwykle drogie i czasochłonne. Dlatego nie jest jeszcze możliwe ustalenie na pewno, czy pobliskie oceany mają całe oceany z diamentami w postaci stopionej.