Temperatura topnienia diamentu, właściwości fizyczne i struktura minerału

Jaki jest punkt topnienia i temperatura wrzenia diamentu? Czy w stanie płynnym występuje minerał w środowisku naturalnym? Będziemy szukać odpowiedzi na te i inne pytania w prezentowanym materiale.

Jak diamenty formowały się w trzewiach Ziemi?

Według naukowców mogą pojawić się diamentykiedy rdzeń planety powstaje w wyniku działania ogromnego nacisku na stopioną magmę. Do powierzchni skorupy ziemskiej kamienie szlachetne posunęły się naprzód z powodu procesów formowania się gazu w głębokich skałach. W rezultacie powstały tak zwane diamentowe rury, które są pustkami w skalistej glebie z dużymi złożami minerałów.

Właściwości materiału

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

1. Diamenty mają najwyższy wskaźnik twardościwśród wszystkich istniejących skamieniałości. Z tego powodu żaden materiał nie może zniszczyć struktury diamentu ani zadrapać jego powierzchni. On sam może uszkodzić dowolny obiekt fizyczny.
2. Diament jest bardzo skutecznym izolatorem. Jest odporny na kwasy i inne agresywne media chemiczne.
3. Diament ma najwyższą przewodność cieplną spośród wszystkich minerałów stałych. Możesz trzymać cenny kamień tyle, ile chcesz w dłoni. W tym samym czasie jego temperatura pozostanie niezmieniona.
4. Diament ma unikalną luminescencję. Promienie światła o dowolnym pochodzeniu podczas przechodzenia przez minerał sprawiają, że świeci jasno i migocze wszystkimi kolorami tęczy.

Struktura

W rzeczywistości diament składa się z atomów węgla. Jednak każdy z nich znajduje się w środku czworościanu - wielościanu, która jest utworzona z czterech płaszczyzn trójkąta. Zapewnia to niezwykle silne wiązanie atomów. To tłumaczy najwyższą twardość, a także imponującą temperaturę topnienia diamentu.

Warunki topnienia diamentów

W 2010 r. Podczas eksperymentów z laboratorium fizykiUniwersytet Kalifornijski, zlokalizowany w Berkeley, określił poziom wpływu temperatury na diament, co prowadzi do jego topnienia. Naukowcy ustalili, że przekształcenie materiału w postać płynną w normalnych warunkach jest niemożliwe, niezależnie od poziomu ogrzewania. Aby osiągnąć ten cel, możliwe jest tylko wtedy, gdy na diament wpływa nie tylko temperatura, ale także najwyższe ciśnienie. Zwiększenie ciśnienia jest konieczne, aby minerał nie zamienił się w grafit. Tak więc przejście diamentu do formy płynnej jest niezwykle trudnym procesem.

Jaki jest punkt topnienia i temperatura wrzenia diamentu?

Zgodnie z danymi uzyskanymi podczas badania właściwości materiału, jego topnienie w przestrzeni powietrznej pod wysokim ciśnieniem następuje po ogrzaniu do 850-1000 ^oC przed wrzącą diament może być regulowana przez działającą od temperatury ją od 1800 do 2000 ^oC w próżni. W obu przypadkach, po schłodzeniu, minerał przekształca się w grafit.

Ustawianie, jaki jest punkt topnieniadiament, naukowcy przeprowadzili eksperymenty przy użyciu małego naturalnego minerału, którego masa wynosiła 1/10 karata. Wrzenie powierzchni materiału nastąpiło pod wpływem fali uderzeniowej wytwarzanej przez krótkotrwałe impulsy laserowe.

Ustaw, który wskaźnik jest równytemperatura topnienia diamentu (w stopniach), naukowcom udało się tylko stworzyć ciśnienie, które było 40 milionów razy większe niż normalne ciśnienie atmosferyczne na poziomie morza. Przy spadku ciśnienia do 11 milionów atmosfer cząsteczki stałe utworzyły się na powierzchni wrzącego minerału, który nie tonie, ale unosi się jak lód w wodzie.

Gdzie diamenty spotykają się w skorupie ziemskiej?

Te minerały są niezwykle rzadkie. Jednak depozyty przemysłowe są obecnie rozwijane praktycznie na wszystkich kontynentach świata. Wyjątkiem jest tylko Antarktyda.

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

Według naukowców, wiek niektórych diamentówwynosi od 100 milionów do 2,5 miliarda lat. Naukowcom udało się uzyskać więcej "starych" minerałów pochodzenia nie-ziemskiego. Te ostatnie są sprowadzane na planetę razem z meteorytami, które formowały się w kosmosie jeszcze przed utworzeniem układu słonecznego.

Czy diamenty są w stopionej formie in vivo?

Temperatura topnienia diamentu jest tak wysoka,że na Ziemi minerał nie może już istnieć we wrzącej formie. Jak jednak są rzeczy z obiektami kosmicznymi? Według naukowców, temperatura topnienia diamentu nadal utrzymuje się w głębinach takich planet jak Neptun i Uran. Warto zauważyć, że ostatnie 10% tworzy się z węgla, który jest strukturalną podstawą tego minerału.

Według wielu naukowców, na powyższeplanety są całe oceany diamentów w płynnej, wrzącej formie. Ta hipoteza wyjaśnia, dlaczego pole magnetyczne tych ciał niebieskich zachowuje się tak dziwnie. W końcu Neptun i Uran są jedynymi planetami Układu Słonecznego, w których bieguny geograficzne nie mają wyraźnej pozycji i są dosłownie rozmieszczone w przestrzeni. Aby potwierdzić interesującą hipotezę, pozostaje tylko eksperymentalnie symulować podobne warunki na Ziemi. Jednak taka decyzja w tej chwili pozostaje niezwykle kosztowna i czasochłonna. W związku z tym nie można jeszcze ustalić, czy rzeczywiście istnieją całe oceany diamentów w stopionej formie na pobliskich planetach.