Istorija sintetičkog dijamanta

Feb 16, 2023

Ostavi poruku

Umjetni dijamant se rađa 68 godina. Tokom ovog perioda ljudi su kontinuirano unapređivali proces i postigli dobre rezultate

1, Legenda o dijamantu

Posebno je atraktivan kristalno čisti dijamant najveće tvrdoće. Prvi dijamant pronađen je prije 4000 godina na koritu rijeke Golconda u Indiji. Sadržaj dijamanta u prirodi nije rijedak, ali je često skriven u dubljim slojevima. Tako su stari Grci vjerovali da su dijamanti dijelovi zvijezda, stari Rimljani su vjerovali da su dijamanti suze bogova, a Indijci su vjerovali da su dijamanti odredište munje.

 

Drevni Hindusi su koristili dijamante kao oči kipa i vjerovali su da dijamanti mogu zaštititi svog nosioca od opasnosti. U davna vremena smatralo se da nošenje dijamanata dodaje snagu, nepobjedivost i hrabrost. Mali dijamant je savršen poklon i za muškarce i za žene. Riječ dijamant dolazi od grčke riječi "adamas", što znači neosvojiv ili neosvojiv.


Dijamant je originalni kamen dijamanta. Kada dijamant dostigne nivo dragog kamenja, može se nazvati dijamantom. Pametni draguljari koriste prelamanje dijamanta za obradu i brušenje dijamanta, čineći ga sjajnim i postajući dijamant na prstenovima za djevojčice. Za proizvodnju 1 karata dijamanata potrebno je iskopati 250 tona sirove rude. I sam dijamant treba dosta preraditi da bi postao prekrasna ogrlica ili dio prstena.

 

2, Alotropija


Fizičar Newton jednom je posumnjao da je dijamant zapaljiva supstanca. Francuski hemičari Macquer (PJ 1718~1784) i Cadet (IC1731~1799) su radili eksperimente sa sagorevanjem dijamanata u vazduhu na visokoj temperaturi.

 

Godine 1772. hemičar Lavasi i oni zajedno su ponovili eksperiment, dokazujući da čak i ako dijamant ne dođe u kontakt sa zrakom, ne može izgorjeti čak ni ako se zagrije. Međutim, kada je u kontaktu sa zrakom ili kisikom, dijamant može izgorjeti kada se zagrije velikim kondenzatorom. Tačka paljenja dijamanta u čistom kiseoniku je 720~800 stepeni, a tačka paljenja u vazduhu je samo 850~1000 stepeni. 1797. hemičar Smithson Tennant otkrio je da je dijamant jednostavna supstanca ugljika. Utvrđeno je da je plin koji nastaje sagorijevanjem dijamanata potpuno isti kao plin koji nastaje izgaranjem drvenog uglja.


Od toplote sagorevanja, toplota sagorevanja grafita je 393 51 kJ/mol, dok je toplota sagorevanja dijamanta 395,41 kJ/mol. Stoga je grafit stabilniji od dijamanta pri normalnoj temperaturi i pritisku. Godine 1799. francuski hemičar Molvo pretvorio je dijamant u grafit. Naravno, u normalnim uslovima, dijamant i dalje postoji stabilno, i ljudi ne moraju da brinu da će postati grafit. Eksperiment pretvaranja dijamanta u grafit potaknuo je ljude na obrnuto razmišljanje. Možemo li grafit pretvoriti u dijamant? Od tada su ljudi pokazali veliko interesovanje za pretvaranje grafita u dijamant.

 

Mosonite and diamond have similar luster
Mosonit i dijamant imaju sličan sjaj
3, Movasanov pokušaj

Francuski hemičar Moissan (H.1852-1907) bio je prvi hemičar koji je pokušao sintetizirati dijamant. Koristio je reakciju raspadanja svjetlosti zamjene fluora za proizvodnju dijamanta, a rezultat je bio amorfni ugljik. U to vrijeme naučnici nisu poznavali uslove za sintezu dijamanata i počeli su proučavati prirodne uslove za nastanak dijamanata. Godine 1890. francuski hemičar Daubrey (GA 1814~1896) proučavao je proces formiranja dijamanata u prirodi i istakao da se dijamanti moraju formirati pod visokom temperaturom i visokim pritiskom. S obzirom na prirodu dijamanata, oni mogu nastati u tečnom ili barem u mekom okruženju. Godine 1892. francuski hemičar Friedel (C. 1832-1899) otkrio je mnogo finih dijamanata iz meteorita pronađenih u Arizoni, SAD.


Movasan je proučavao meteorite, meteorite i stijene koje sadrže dijamante i otkrio da osim dijamanata sadrže i grafit i amorfni ugljik. Nakon ovih studija, Movasan je uvjeren da dijamant nastaje od grafita i amorfnog ugljika u okruženju koje sadrži željezo.

 

Stoga je izmislio sljedeću metodu izrade dijamanta: zagrijavanje metalnog željeza u grafitnom lončiću u električnoj peći da bi se rastopio i zasićenje rastopljenog željeza ugljikom. Zatim sipajte rastopljeno gvožđe u hladnu vodu. Kada se ugljično željezo brzo ohladi, vanjski metal će se prvo stvrdnuti, što će stvoriti visoki tlak unutar metala. Dijamant se može dobiti uklanjanjem gvožđa iz čvrste supstance kiselinom.


Dana 6. februara 1893. Movasan je prijavio rezultate eksperimenta s umjetnim dijamantom Akademiji nauka, što je izazvalo senzaciju u svim aspektima. Kao prvi sintetički dijamant, Francuzi su ga nazvali "Regent" i sakupili u Luvru kao najvrednije blago. Tada je ludnica za sintetičkim dijamantima potresla svijet.

 

Međutim, sve je to daleko od stvarnog stanja. Iako je eksperimentalna oprema unaprijeđena, istražene su mnoge nove metode i povećana količina sirovina, ali nisu postignuti zadovoljavajući rezultati. Umjetni dijamant nije samo male veličine, već je i tamne boje. U to vrijeme postojao je jedan od najvećih i gotovo bezbojnih malih kristala promjera manjeg od jednog milimetra.

 

 

4, Sinteza dijamanta

Movasan je samo jednom izveo eksperiment sa umjetnim dijamantom i nikada ga više nije uradio. Zbog ogromnog komercijalnog profita i industrijske vrijednosti dijamanata, mnoge kompanije i grupe preduzeća organizovale su naučnike da ponove Mohsov eksperiment sa sintetičkim dijamantima, nadajući se da će naučno istraživačka dostignuća transformisati u industrijsku proizvodnju, ali nijedna od njih nije uspela. (Tako neki ljudi sumnjaju da je umjetni dijamant uspješno dobiven prirodni dijamant).


Godine 1955. američki opći naučnik elektrotehnike FP Bundy i Hall et al. sintetizovani dijamant na 1650 stepeni i 95,00 atmosferskom pritisku. U sličnim uvjetima, proizvod je uspješno ponovljen više puta. Različitim fizičkim i hemijskim testovima potvrđeno je da je dijamant. Nakon toga, metode proizvodnje sintetičkog dijamanta su beskonačne. Naučnici su također istražili tehnologiju sintetičkog dijamanta koristeći rastopljeni metal (Ni, Cr, Mn, Fe, Co, itd.) kao katalizator pod 5-100kbar visokim pritiskom i 1200-2400K visokom temperaturom. Trenutno se 10-karatni dijamanti mogu sintetizirati.


Nedavno su naučnici uspjeli proizvesti umjetne dijamante iz pepela preminulih kućnih ljubimaca. Zovu ga "LifeGem", što je visokokvalitetni komemorativni dragulj vašeg dragocjenog ljubimca. Pravi dijamanti se mogu napraviti i od putera od kikirikija. Međutim, za izradu ovog dijamanta potrebna je izuzetno složena naučna oprema i može izdržati visoku temperaturu i pritisak, tako da je potpuno nepotrebno žuriti u supermarket da sada kupite sav puter od kikirikija. U očima naučnika o materijalima, dijamant je samo kristal relativno čistog ugljika i nema mnogo posebnog.

Pošaljite upit