Diamond is een natuurlijk mineraal, een van de beroemdste en duurste. Er zijn veel speculaties en legendes om hem heen, vooral met betrekking tot de waarde ervan en het opsporen van vervalsingen. Een apart onderwerp voor studie is de relatie tussen diamant en grafiet. Veel mensen weten dat deze mineralen op elkaar lijken, maar niet iedereen weet precies wat. En ook de vraag hoe ze verschillen, kan niet iedereen beantwoorden. Wat weten we over de structuur van een diamant? Of de criteria voor het beoordelen van edelstenen?
Diamantstructuur
Diamond is een van de drie mineralen die een kristallijne modificatie van koolstof zijn. De andere twee zijn grafiet en lonsdaleiet, de tweede is te vinden in meteorieten of kunstmatig gemaakt. En als deze stenen hexagonale modificaties zijn, dan is het type diamantkristalrooster een kubus. In dit systeem zijn koolstofatomen op deze manier gerangschikt: één op elk hoekpunt en in het midden van het vlak, en vier in de kubus. Zo blijkt datde atomen zijn gerangschikt in de vorm van tetraëders, en elk atoom bevindt zich in het midden van een ervan. De deeltjes zijn onderling verbonden door de sterkste binding - covalent, waardoor de diamant een hoge hardheid heeft.
Chemische eigenschappen
Een diamant is ruwweg pure koolstof, daarom moeten diamantkristallen absoluut transparant zijn en al het zichtbare licht doorlaten. Maar er is niets perfects in de wereld, wat betekent dat dit mineraal ook onzuiverheden heeft. Er wordt aangenomen dat het maximale geh alte aan onzuiverheden in edelsteendiamanten niet hoger mag zijn dan 5%. De samenstelling van een diamant kan zowel vaste als vloeibare en gasvormige stoffen bevatten, de meest voorkomende:
- stikstof;
- boor;
- aluminium;
- silicium;
- calcium;
- magnesium.
De samenstelling kan ook kwarts, granaten, olivijn, andere mineralen, ijzeroxiden, water en andere stoffen bevatten. Vaak worden deze elementen in de samenstelling van het mineraal aangetroffen in de vorm van mechanische minerale insluitsels, maar sommige kunnen koolstof in de diamantstructuur vervangen - dit fenomeen wordt isomorfisme genoemd. In dit geval kunnen insluitsels de fysieke eigenschappen van het mineraal aanzienlijk beïnvloeden, de kleur, lichtreflectie en stikstofinsluitsels geven het lichtgevende eigenschappen.
Fysieke eigenschappen
De structuur van een diamant bepa alt zijn fysieke eigenschappen, ze worden beoordeeld volgens vier criteria:
- hardheid;
- dichtheid;
- dispersie en breking van licht;
- kristalrooster.
De hardheid van mineralen wordt geschat op de schaal van Mohs, de score op dit systeem is 10, dit is de maximale indicator. De volgende in de lijst is korund, de indicator is 9, maar de hardheid is 150 keer minder, wat de absolute superioriteit van diamant in deze indicator betekent.
De hardheid van een mineraal betekent echter helemaal niet zijn sterkte. Diamant is vrij broos en breekt gemakkelijk als er met een hamer op wordt geslagen.
Het soortelijk gewicht van een diamant (dichtheid) wordt bepaald in het bereik van 3,42 tot 3,55 g/cm3. Het wordt bepaald door de verhouding van het gewicht van het mineraal tot het gewicht van water van hetzelfde volume.
Naast de hardheid heeft het ook hoge brekingsindices (2,417-2,421) en dispersie (0,0574). Door deze combinatie van eigenschappen kan de diamant de meest kostbare en ideale sieraadsteen zijn.
De andere fysische eigenschappen van het mineraal zijn ook belangrijk, zoals thermische geleidbaarheid (900-2300 W/m·K), ook de hoogste van alle stoffen. Je kunt ook letten op het vermogen van het mineraal om niet op te lossen in zuren en logen, de eigenschappen van het diëlektricum, de lage wrijvingscoëfficiënt voor metaal in lucht en het hoge smeltpunt van 3700-4000 °C bij een druk van 11 GPa.
Overeenkomsten en verschillen tussen diamant en grafiet
Koolstof is een van de meest voorkomende elementen op aarde, het wordt in veel stoffen aangetroffen, vooral in levende organismen. Grafiet bestaat, net als diamant, uit koolstof, maar de structuren van diamant en grafiet zijn heel verschillend. Diamant kan onder invloed van hoge temperaturen in grafiet veranderen zonder toegang tot zuurstof, maar onder normale omstandigheden is het in staat om voor onbepaalde tijdonveranderd blijven, dit wordt metastabiliteit genoemd, bovendien is het type diamantkristalrooster een kubus. Maar grafiet is een gelaagd mineraal, de structuur lijkt op een reeks lagen in verschillende vlakken. Deze lagen zijn opgebouwd uit zeshoeken die een honingraatachtig systeem vormen. Alleen tussen deze zeshoeken worden sterke bindingen gevormd, maar tussen de lagen zijn ze extreem zwak, dit veroorzaakt de gelaagdheid van het mineraal. Naast zijn lage hardheid absorbeert grafiet licht en heeft het een metaalachtige glans, die ook heel anders is dan diamant.
Deze mineralen zijn het meest opvallende voorbeeld van allotropie - een fenomeen waarbij stoffen verschillende fysische eigenschappen hebben, hoewel ze uit hetzelfde chemische element bestaan.
Oorsprong van diamant
Er is geen eenduidige mening over hoe diamanten in de natuur worden gevormd, er zijn magmatische, mantel-, meteoriet- en andere theorieën. De meest voorkomende is echter magmatisch. Er wordt aangenomen dat diamanten worden gevormd op een diepte van ongeveer 200 km onder een druk van 50.000 atmosfeer, en vervolgens samen met magma naar de oppervlakte worden gebracht tijdens de vorming van kimberlietpijpen. De leeftijd van diamanten varieert van 100 miljoen tot 2,5 miljard jaar. Het is ook wetenschappelijk bewezen dat diamanten kunnen worden gevormd wanneer een meteoriet het aardoppervlak raakt, en ook in het meteorietgesteente zelf. Kristallen van deze oorsprong zijn echter extreem klein en zelden geschikt voor verwerking.
Diamantafzettingen
De eerste stortingen die warendiamanten werden ontdekt en gedolven, gelegen in India, maar tegen het einde van de 19e eeuw waren ze ernstig uitgeput. Daar werden echter de meest bekende, grote en dure monsters gedolven. En in de 17e en 19e eeuw werden minerale afzettingen ontdekt in Brazilië en Zuid-Afrika. De geschiedenis is vol met legendes en feiten over de diamantkoorts, die specifiek worden geassocieerd met Zuid-Afrikaanse mijnen. De laatst ontdekte diamantafzettingen bevinden zich in Canada, hun ontwikkeling begon pas in het laatste decennium van de 20e eeuw.
De mijnen van Namibië zijn bijzonder interessant, hoewel diamantwinning daar een moeilijke en gevaarlijke zaak is. Afzettingen van kristallen zijn geconcentreerd onder een laag aarde, wat, hoewel het het werk bemoeilijkt, spreekt van de hoge kwaliteit van mineralen. Diamanten die honderden kilometers naar de oppervlakte zijn gereisd met constante wrijving tegen andere rotsen zijn hoogwaardige kristallen van mindere kwaliteit die zo'n reis gewoon niet kunnen weerstaan, en daarom is 95% van de gedolven stenen van edelsteenkwaliteit. Er zijn ook bekende en mineraalrijke kimberlietpijpen in Rusland, Botswana, Angola, Guinee, Liberia, Tanzania en andere landen.
Diamantverwerking
Diamantverwerking vereist veel ervaring, kennis en vaardigheden. Voordat u met het werk begint, is het noodzakelijk om de steen grondig te bestuderen om vervolgens zijn gewicht zoveel mogelijk te behouden en insluitsels te verwijderen. De meest voorkomende diamantslijpvorm is rond, hierdoor kan de steen schitteren met alle kleuren en wordt het licht zo gunstig mogelijk weerkaatst. Maar dit werk is ook het moeilijkste:een ronde diamant heeft 57 vlakken en bij het slijpen is het belangrijk om de meest precieze verhoudingen in acht te nemen. Ook populaire soorten snit zijn: ovaal, traan, hart, marquise, smaragd en andere. Er zijn verschillende stadia van minerale verwerking:
- markup;
- splitsen;
- zagen;
- afronding;
- cut.
Er wordt nog steeds aangenomen dat de diamant na verwerking ongeveer de helft van zijn gewicht verliest.
Diamond evaluatiecriteria
Wanneer diamanten worden gedolven, is slechts 60% van de mineralen geschikt voor verwerking, ze worden sieraden genoemd. Natuurlijk zijn de kosten van ruwe stenen veel lager dan de prijs van diamanten (meer dan het dubbele). Diamanten worden gewaardeerd volgens het 4C-systeem:
- Karaat (karaatgewicht) - 1 karaat is gelijk aan 0,2 g.
- Kleur (kleur) - puur witte diamanten worden bijna nooit gevonden, de meeste mineralen hebben een bepaalde tint. De waarde ervan hangt grotendeels af van de kleur van de diamant, de meeste stenen die in de natuur worden gevonden hebben een gele of bruine tint, roze, blauwe en groene stenen zijn minder vaak te vinden. De meest zeldzame, mooie en daarom dure mineralen zijn verzadigde kleuren, ze worden fantasie genoemd. De zeldzaamste zijn groen, paars en zwart.
- Helderheid (helderheid) is ook een belangrijke indicator die de aanwezigheid van defecten in de steen bepa alt en de waarde ervan aanzienlijk beïnvloedt.
- Cut (cut) - het uiterlijk van een diamant hangt sterk af van de snede. Breking en reflectie van lichteen soort "briljante" uitstraling maakt deze steen zo waardevol, en de verkeerde vorm of verhouding van verhoudingen tijdens de verwerking kan hem volledig verpesten.
Vervaardiging van kunstmatige diamanten
Now-technologie stelt u in staat om diamanten te "kweken", die bijna niet te onderscheiden zijn van natuurlijke. Er zijn verschillende manieren om te synthetiseren:
- Het maken van HPHT-diamanten is de methode die de natuurlijke omstandigheden het dichtst benadert. Mineralen worden gemaakt uit grafiet en zaaddiamant bij een temperatuur van 1400 ° C onder een druk van 50.000 atmosfeer. Met deze methode kun je stenen van edelsteenkwaliteit synthetiseren.
- Creatie van CVD-diamanten (filmsynthese) - de vervaardiging van stenen in vacuümomstandigheden met behulp van een zaad en methaan- en waterstofgassen. Deze methode maakt het mogelijk om de zuiverste mineralen te synthetiseren, maar ze zijn extreem klein van formaat, daarom worden ze voornamelijk gebruikt voor industriële doeleinden.
- Explosieve fusie is een methode waarbij kleine diamantkristallen worden geproduceerd door explosieven te laten ontploffen en vervolgens af te koelen.
Hoe onderscheid je een origineel van een nep
Over methoden voor het bepalen van de authenticiteit van diamanten gesproken, het is de moeite waard om onderscheid te maken tussen de verificatie van de authenticiteit van diamanten en ruwe diamanten. Een onervaren persoon kan een diamant verwarren met kwarts, kristal, andere transparante mineralen en zelfs glas. De uitzonderlijke fysische en chemische eigenschappen van een diamant maken het echter gemakkelijk om een nep te herkennen.
BAllereerst is het de moeite waard om de hardheid te onthouden. Deze steen kan op elk oppervlak krassen, maar alleen een andere diamant kan er sporen op achterlaten. Ook blijft transpiratievocht niet op een natuurlijk kristal achter als je erop ademt. Op een natte steen zal er een markering zijn zoals een potlood als je er aluminium overheen laat lopen. Je kunt het controleren met een röntgenfoto: een natuursteen onder bestraling heeft een rijke groene kleur. Of kijk er doorheen naar de tekst: het zal onmogelijk zijn om het door een natuurlijke diamant te onderscheiden. Afzonderlijk is het vermeldenswaard dat de natuurlijkheid van de steen kan worden gecontroleerd op de breking van het licht: als je het origineel naar de lichtbron brengt, zie je alleen een lichtgevende stip in het midden.
