Χημεία Διαμαντιών: Ιδιότητες και Τύποι

Το διαμάντι είναι το πιο σκληρό φυσικό υλικό. ο Mohs κλίμακα σκληρότητας, στο οποίο το διαμάντι είναι «10» και το κορούνδιο (ζαφείρι) είναι «9», δεν αποδεικνύει επαρκώς αυτή την απίστευτη σκληρότητα, καθώς το διαμάντι είναι εκθετικά σκληρότερο από το κορούνδιο. Διαμάντι είναι επίσης η λιγότερο συμπιεστή και σκληρότερη ουσία.

Το Diamond είναι εξαιρετικό θερμικό αγωγό - 4 φορές καλύτερα από τον χαλκό - που δίνει σημασία στα διαμάντια που ονομάζονται «πάγος». Το Diamond έχει εξαιρετικά χαμηλή θερμική διαστολή, είναι χημικά αδρανές σε σχέση με τα περισσότερα οξέα και αλκάλια, είναι διαφανές από η υπέρυθρη υπέρυθρη ακτινοβολία μέσω του βαθιού υπεριώδους ακτινοβολίας και είναι ένα από τα λίγα υλικά με αρνητική λειτουργία (ηλεκτρόνιο συγγένεια). Μια συνέπεια της αρνητικής συγγένειας ηλεκτρονίων είναι ότι τα διαμάντια απωθεί το νερό, αλλά δέχονται εύκολα υδρογονάνθρακες όπως κερί ή λίπος.

Τα διαμάντια δεν εκτελούν ηλεκτρική ενέργεια καλά, αν και μερικά είναι ημιαγωγοί. Το Diamond μπορεί να καεί εάν υποβληθεί σε υψηλή θερμοκρασία παρουσία οξυγόνου. Το Diamond έχει υψηλό ειδικό βάρος. είναι εκπληκτικά πυκνό δεδομένου του χαμηλού ατομικού βάρους του

Οι πολύτιμοι λίθοι διαμαντιών είναι συνήθως σαφείς ή ανοιχτόχρωμοι, αλλά σε όλα τα χρώματα του ουράνιου τόξου έχουν βρεθεί χρωματιστά διαμάντια, που ονομάζονται «φαντασιώσεις». Βόριο, που προσδίδει ένα γαλαζωπό χρώμα, και το άζωτο, το οποίο προσθέτει ένα κίτρινο απόρριμμα, είναι κοινές ίχνη ακαθαρσιών. Δύο ηφαιστειογενείς βράχοι που μπορεί να περιέχουν διαμάντια είναι κιμπερλίτης και λάμπη. Οι διαμάντι κρύσταλλοι συχνά περιέχουν εγκλείσματα άλλων ορυκτών, όπως γρανάτης ή χρωμίτη. Πολλά διαμάντια φθορίζουν μπλε σε βιολετί, μερικές φορές αρκετά δυνατά για να το δουν στο φως της ημέρας. Κάποια μπλε φθορίζοντα διαμάντια φωσφορίζονταν κίτρινα (λάμπει στο σκοτάδι σε μια αντίδραση μετά την ανάφλεξη).

Φυσικά διαμάντια

Τα φυσικά διαμάντια ταξινομούνται ανάλογα με τον τύπο και την ποσότητα των προσμείξεων που βρίσκονται μέσα σε αυτά.

• Τύπος Ia - Αυτός είναι ο πιο κοινός τύπος φυσικού διαμαντιού, που περιέχει μέχρι 0,3% άζωτο.
• Τύπος Ib - Πολύ λίγα φυσικά διαμάντια είναι αυτού του τύπου (~ 0,1%), αλλά σχεδόν όλα τα συνθετικά βιομηχανικά διαμάντια είναι. Τα διαμάντια τύπου Ib περιέχουν έως και 500 ppm αζώτου.
• Τύπος ΙΙα - Αυτός ο τύπος είναι πολύ σπάνιος. Τα διαμάντια τύπου IIa περιέχουν τόσο μικρό άζωτο που δεν ανιχνεύεται άμεσα χρησιμοποιώντας μεθόδους απορρόφησης υπερύθρων ή υπεριώδους ακτινοβολίας.
• Τύπος ΙΙβ - Αυτός ο τύπος είναι επίσης πολύ σπάνιος. Τα διαμάντια τύπου ΙΙβ περιέχουν τόσο μικρό άζωτο (ακόμη χαμηλότερο από τον τύπο ΙΙα) ότι ο κρύσταλλος είναι ημιαγωγός τύπου ρ.

Συνθετικά Βιομηχανικά Διαμάντια

Τα συνθετικά βιομηχανικά διαμάντια έχουν παραγάγει τη διαδικασία σύνθεσης υψηλής πίεσης υψηλής θερμοκρασίας (HPHT). Στη σύνθεση HPHT, γραφίτης και μεταλλικός καταλύτης τοποθετούνται σε υδραυλική πρέσα κάτω από υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις. Κατά τη διάρκεια μερικών ωρών, ο γραφίτης μετατρέπεται σε διαμάντι. Τα διαμάντια που προκύπτουν είναι συνήθως μερικά χιλιοστά σε μέγεθος και πολύ λανθασμένα για χρήση ως πολύτιμοι λίθοι, αλλά είναι εξαιρετικά χρήσιμες ως άκρες για τα εργαλεία κοπής και τα τρυπάνια και για να συμπιεστούν για να παράγουν πολύ υψηλά πιέσεις. (Ενδιαφέρουσες σημειώσεις πλευρά: Αν και χρησιμοποιείται για να κοπεί, να αλέσει, και να γυαλίζει πολλά υλικά, τα διαμάντια δεν χρησιμοποιούνται για μηχανή κράματα σιδήρου επειδή το διαμάντι λιώνει πολύ γρήγορα, λόγω αντίδρασης υψηλής θερμοκρασίας μεταξύ σιδήρου και άνθρακας.)

Λεπτά διαμάντια με φιλμ

Μια διαδικασία που ονομάζεται απόθεση χημικής ατμόσφαιρας (CVD) μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εναποθέσει λεπτές μεμβράνες πολυκρυσταλλικού διαμαντιού. Η τεχνολογία CVD καθιστά δυνατή την τοποθέτηση επικαλύψεων «μηδενικής φθοράς» σε τμήματα μηχανών, χρήση επικαλύψεων με διαμάντια για την απομάκρυνση της θερμότητας από ηλεκτρονικά εξαρτήματα, παράθυρα μόδας που είναι διαφανή σε ένα ευρύ φάσμα μήκους κύματος και να επωφεληθούν από άλλες ιδιότητες του διαμάντια.