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.
Эти прекрасные драгоценные камни можно воссоздать синтетическим путем

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.
Источники:
  • 1 Сравните строение алмаза и графита и их физические свойства: твердость, оптические свойства, электропроводность
  • Народные изобретения, технологии – История и технология получения алмазов

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.
Что такое графит



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 в 2018
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500