Совет 1: Можно ли из графита сделать алмаз

Ученые уже достаточно давно задавались идеями получения алмазов из графита подобно алхимикам прошлого, искавшим всевозможные пути создания золота из различных материалов.

Алмаз и графит



Добыча алмазов, несомненно, достаточно прибыльный бизнес, который может поддержать экономику любой страны. Но тем не менее, наверняка многим предпринимателям хотелось бы снизить затраты на получение этих драгоценных камней и этим самым еще увеличить доход алмазодобывающей отрасли. А что, если возможно получать алмазы синтетическим способом из графита?

Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо разобраться в природе двух материалов – алмаза и графита. Многие еще из уроков химии помнят, что эти два, казалось бы, таких разных материала целиком и полностью состоят из углерода.

Алмаз представляет собой обычно прозрачный кристалл, но может быть и синим, и голубым, и красным, и даже черным. Это самое твердое и прочное вещество на Земле. Такая твердость обусловлена особым строением кристаллической решетки. Она имеет форму тетраэдра, и все атомы углерода находятся на одном расстоянии друг от друга. Графит же темно-серый с металлическим отливом, мягкий и совершенно непрозрачный. Кристаллическая решетка графита расположена слоями, в каждом из которых молекулы собраны в прочные шестиугольники, однако между слоями связь молекул достаточно слабая. То есть, по сути, разница между алмазом и графитом заключается в различном строении кристаллической решетки.

Получение алмаза из графита



Как таковое превращение графита в алмаз возможно. Это доказали еще ученые ХХ века. В 1955 г. был представлен отчет компании General Electric и синтезированы первые алмазы, правда, очень мелкие. Первым осуществил синтез исследователь компании Т. Холл. Для достижения таких успехов было применено оборудование, позволяющее создавать давление в 120 тыс. атмосфер и температуру в 1800°С.

Группой ученых из Allied Chemical Corporation было осуществлено прямое превращение графита в алмаз. Для этого были использованы более экстремальные условия по сравнению с предыдущими методами. Для создания на 1 микросекунду предельного давления в 300 тыс. атмосфер и температуры в 1200°С применялось взрывчатое вещество огромной мощности. В результате в образце графита обнаруживалось несколько мелких частичек алмаза. Данные о результате эксперимента были опубликованы в 1961 г.

Однако это были не все способы получения алмазов из графита. В 1967 г. Р. Уэнторф вырастил первый алмаз на затравке. Скорость роста оказалась достаточно низкой. Самый крупный синтетический алмаз Р. Уэнторфа, изготовленный данным методом, достиг размера в 6 мм и веса в 1 карат (примерно 0,2 г).

Современные методы синтеза алмазов из графита



Современные технологии позволяют получать алмазы из графита несколькими методами. Алмазы синтезируются в условиях, максимально приближенных к природным, а также с использованием катализаторов. Производится наращивание кристаллов алмаза в метановой среде, а мелкую алмазную пыль для производства различных абразивов получают методом взрыва взрывчатых веществ или проволоки большим импульсом тока.

Совет 2: Что такое графит

Человек уже давно и близко знаком с таким веществом, как графит. Этот минерал обладает множеством полезных свойств, позволяющих применять его в самых разных областях, начиная с повседневной жизни и заканчивая сложными фабричными процессами.



Название «графит» произошло от слова, которое можно перевести с древнегреческого языка как «пишу», «писать». Такое наименование обусловлено тем, что именно из графита изготавливаются стержни для карандашей, которые уже не одно столетие помогают людям излагать свои мысли на бумаге, рисовать и делать наброски для живописных полотен. Цвет у графита темно-серый или серовато-черный, также это вещество обладает характерным блеском, сродни металлическому.


Графит представляет собой одну из форм, которые в природе может принимать углерод, в зависимости от того, каким способом связаны друг с другом атомы этого элемента. Графит очень хорошо проводит электричество и обладает высокой устойчивостью к тепловому воздействию, плавится он при температуре более 3500оС. Этот минерал слабо подвержен воздействию кислот, особенно при низких и средних температурах, а уровень его диамагнетизма существенно превосходит нормальные показатели.


Графит добывают из различных горных пород, а также изготавливают его искусственные аналоги. Сырьем для этого, к примеру, могут служить карбиды, которые подвергают воздействию высоких температур, или чугун, который, напротив, постепенно охлаждают, чтобы получить искусственный графит.


Помимо многовековой практики изготовления графитовых стержней для карандашей, этот минерал применяется и в ряде других сфер, включая высокотехнологичные. Его используют в производстве нагревательных элементов (благодаря способности хорошо проводить электричество), смазочных и огнеупорных материалов, в ракетостроении, в качестве наполнителя пластмасс и при работе на ядерных реакторах. Также с помощью этого минерала изготавливают даже искусственные алмазы. Существенным преимуществом графита перед другими схожими веществами является относительно невысокая стоимость его добычи и внушительные объемы природных запасов.


Видео по теме
Источники:
  • что такое графит какого цвета
Источники:
  • 1 Сравните строение алмаза и графита и их физические свойства: твердость, оптические свойства, электропроводность
  • Народные изобретения, технологии – История и технология получения алмазов
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500