Dijamant je prirodni mineral, jedan od najpoznatijih i najskupljih. Oko njega postoje mnoga nagađanja i legende, posebno u vezi s njegovom vrijednošću i otkrivanjem lažnjaka. Posebna tema za proučavanje je odnos dijamanta i grafita. Mnogi ljudi znaju da su ti minerali slični, ali ne znaju svi točno što. A na pitanje kako se razlikuju, također, ne može svatko odgovoriti. Što znamo o strukturi dijamanta? Ili kriteriji za ocjenjivanje dragulja?
dijamantna struktura
Dijamant je jedan od tri minerala koji su kristalna modifikacija ugljika. Druga dva su grafit i lonsdaleit, drugi se može naći u meteoritima ili stvoren umjetno. A ako su ovo kamenje heksagonalne modifikacije, tada je tip kristalne rešetke dijamanta kocka. U ovom sustavu atomi ugljika su raspoređeni na ovaj način: jedan na svakom vrhu i u središtu lica, a četiri unutar kocke. Dakle, ispada daatomi su raspoređeni u obliku tetraedara, a svaki atom je u središtu jednog od njih. Čestice su međusobno povezane najjačom vezom - kovalentnom, zbog čega dijamant ima veliku tvrdoću.
Kemijska svojstva
Ugrubo govoreći, dijamant je čisti ugljik, stoga kristali dijamanata moraju biti apsolutno prozirni i propuštati svu vidljivu svjetlost. Ali na svijetu ne postoji ništa savršeno, što znači da i ovaj mineral ima nečistoće. Vjeruje se da maksimalni sadržaj nečistoća u dragim dijamantima ne smije biti veći od 5%. Sastav dijamanta može uključivati i čvrste i tekuće i plinovite tvari, od kojih su najčešće:
- dušik;
- bor;
- aluminij;
- silicij;
- kalcij;
- magnezij.
Također, sastav može uključivati kvarc, granate, olivin, druge minerale, željezove okside, vodu i druge tvari. Često se ovi elementi nalaze u sastavu minerala u obliku mehaničkih mineralnih inkluzija, ali neki od njih mogu zamijeniti ugljik u strukturi dijamanta - ovaj fenomen se naziva izomorfizam. U ovom slučaju, inkluzije mogu značajno utjecati na fizička svojstva minerala, njegova boja, refleksija svjetlosti, a inkluzije dušika daju mu luminescentna svojstva.
Fizička svojstva
Struktura dijamanta određuje njegova fizička svojstva, ona se ocjenjuju prema četiri kriterija:
- tvrdoća;
- gustoća;
- disperzija i lom svjetlosti;
- kristalna rešetka.
Tvrdoća minerala se procjenjuje na Mohsovoj ljestvici, njegova ocjena na ovom sustavu je 10, ovo je maksimalni pokazatelj. Sljedeći na listi je korund, njegov pokazatelj je 9, ali tvrdoća mu je 150 puta manja, što znači apsolutnu superiornost dijamanta u ovom pokazatelju.
Međutim, tvrdoća minerala uopće ne znači njegovu snagu. Dijamant je prilično krhak i lako se lomi ako ga udarite čekićem.
Specifična težina dijamanta (gustoća) određena je u rasponu od 3,42 do 3,55 g/cm3. Određuje se omjerom težine minerala i težine vode istog volumena.
Osim tvrdoće, ima i visoke indekse loma (2,417-2,421) i disperziju (0,0574). Ova kombinacija svojstava omogućuje dijamantu da bude najdragocjeniji i idealan kamen za nakit.
Ostala fizička svojstva minerala su također važna, kao što je toplinska vodljivost (900-2300 W/m·K), također najviša od svih tvari. Također možete primijetiti sposobnost minerala da se ne otapa u kiselinama i lužinama, svojstva dielektrika, nizak koeficijent trenja metala u zraku i visoku točku taljenja od 3700-4000 °C pri tlaku od 11 GPa.
Sličnosti i razlike između dijamanta i grafita
Ugljik je jedan od najčešćih elemenata na Zemlji, nalazi se u mnogim tvarima, posebno u živim organizmima. Grafit se, kao i dijamant, sastoji od ugljika, ali strukture dijamanta i grafita su vrlo različite. Dijamant se može pretvoriti u grafit pod utjecajem visokih temperatura bez pristupa kisiku, ali u normalnim uvjetima, sposoban je neograničenoostaju nepromijenjeni, to se zove metastabilnost, osim toga, tip kristalne rešetke dijamanta je kocka. Ali grafit je slojeviti mineral, njegova struktura izgleda kao niz slojeva smještenih u različitim ravninama. Ovi slojevi se sastoje od šesterokuta koji tvore sustav nalik saću. Jake veze nastaju samo između ovih šesterokuta, ali između slojeva su izrazito slabe, što uzrokuje slojevitost minerala. Osim niske tvrdoće, grafit apsorbira svjetlost i ima metalni sjaj, koji se također jako razlikuje od dijamanta.
Ovi minerali su najupečatljiviji primjer alotropije - fenomena u kojem tvari imaju različita fizička svojstva, iako se sastoje od istog kemijskog elementa.
Porijeklo dijamanta
Ne postoji jednoznačno mišljenje o tome kako nastaju dijamanti u prirodi, postoje magmatske, plaštne, meteoritske i druge teorije. Međutim, najčešći je magmatski. Vjeruje se da dijamanti nastaju na dubini od oko 200 km pod pritiskom od 50.000 atmosfera, a zatim izvlače na površinu zajedno s magmom tijekom formiranja kimberlitnih cijevi. Starost dijamanata varira od 100 milijuna do 2,5 milijardi godina. Znanstveno je dokazano i da dijamanti mogu nastati kada meteorit udari u površinu zemlje, a mogu se naći i u samoj stijeni meteorita. Međutim, kristali ovog porijekla su izuzetno mali i rijetko prikladni za obradu.
Depoziti dijamanata
Prvi depoziti koji su biliotkriveni su i iskopani dijamanti, smješteni u Indiji, ali su do kraja 19. stoljeća bili ozbiljno iscrpljeni. Međutim, tamo su minirani najpoznatiji, veliki i skupi uzorci. A u 17. i 19. stoljeću otkrivena su ležišta minerala u Brazilu i Južnoj Africi. Povijest je prepuna legendi i činjenica o dijamantnoj groznici, koje su povezane upravo s južnoafričkim rudnicima. Posljednja otkrivena nalazišta dijamanata nalaze se u Kanadi, njihov razvoj je započeo tek u posljednjem desetljeću 20. stoljeća.
Rudnici Namibije su posebno zanimljivi, iako je tamo iskopavanje dijamanata težak i opasan posao. Naslage kristala koncentrirane su ispod sloja tla, što, iako otežava rad, govori o visokoj kvaliteti minerala. Dijamanti koji su prešli nekoliko stotina kilometara do površine uz stalno trenje o druge stijene su visokokvalitetni kristali niže kvalitete jednostavno ne bi mogli izdržati takav put, pa je stoga 95% iskopanog kamenja kvalitete dragog kamenja. Također postoje poznate i mineralima bogate kimberlitne cijevi u Rusiji, Bocvani, Angoli, Gvineji, Liberiji, Tanzaniji i drugim zemljama.
Obrada dijamanata
Obrada dijamanata zahtijeva veliko iskustvo, znanje i vještine. Prije početka rada potrebno je temeljito proučiti kamen kako bi naknadno sačuvao njegovu težinu što je više moguće i riješio se inkluzija. Najčešći tip dijamantnog reza je okrugli, omogućuje kamenu da svjetluca svim bojama i što povoljnije reflektira svjetlost. Ali ovaj posao je i najteži:okrugli dijamant ima 57 ravnina, a prilikom rezanja važno je promatrati najpreciznije proporcije. Također popularne vrste rezanja su: ovalni, suza, srce, markiza, smaragd i drugi. Postoji nekoliko faza obrade minerala:
- markup;
- cijepanje;
- piljenje;
- zaokruživanje;
- rez.
Još uvijek se vjeruje da nakon obrade dijamant gubi otprilike polovicu svoje težine.
Kriteriji za procjenu dijamanata
Kada se kopaju dijamanti, samo 60% minerala je pogodno za obradu, nazivaju se nakitom. Naravno, cijena sirovog kamenja mnogo je niža od cijene dijamanata (više od dva puta). Dijamanti se vrednuju prema 4C sustavu:
- Karat (težina karata) - 1 karat je jednak 0,2 g.
- Boja (boja) - čisti bijeli dijamanti se gotovo nikada ne nalaze, većina minerala ima određenu nijansu. Njegova vrijednost uvelike ovisi o boji dijamanta, većina kamenja pronađenog u prirodi ima žutu ili smeđu nijansu, rjeđe se može naći ružičasto, plavo i zeleno kamenje. Najrjeđi, najljepši, a time i skupi su minerali zasićenih boja, nazivaju se fantazijama. Najrjeđi su zeleni, ljubičasti i crni.
- Bistroća (bistrina) je također važan pokazatelj koji određuje prisutnost nedostataka u kamenu i značajno utječe na njegovu vrijednost.
- Brez (rez) - izgled dijamanta uvelike ovisi o rezu. Refrakcija i refleksija svjetlostisvojevrsni "sjajni" sjaj čini ovaj kamen toliko vrijednim, a pogrešan oblik ili omjer proporcija tijekom obrade može ga potpuno uništiti.
Proizvodnja umjetnih dijamanata
Sada tehnologija omogućuje vam "uzgajanje" dijamanata, gotovo nerazlučivih od prirodnih. Postoji nekoliko načina za sintetizaciju:
- Izrada HPHT-dijamanata metoda je najbliža prirodnim uvjetima. Minerali se stvaraju od grafita i dijamanta na temperaturi od 1400°C pod pritiskom od 50.000 atmosfera. Ova metoda vam omogućuje da sintetizirate kamenje kvalitete dragog kamenja.
- Stvaranje CVD-dijamanata (sinteza filma) - proizvodnja kamenja u vakuumskim uvjetima korištenjem sjemena i plinova metana i vodika. Ova metoda omogućuje sintezu najčišćih minerala, međutim, oni su iznimno male veličine, stoga se uglavnom koriste u industrijske svrhe.
- Eksplozivna fuzija je metoda koja proizvodi male dijamantne kristale detonacijom eksploziva i potom ih hlađenjem.
Kako razlikovati original od lažnog
Kad smo već kod metoda za utvrđivanje autentičnosti dijamanata, vrijedi razlikovati provjeru autentičnosti dijamanata i neobrađenih dijamanata. Neiskusna osoba može zbuniti dijamant s kvarcom, kristalom, drugim prozirnim mineralima, pa čak i staklom. Međutim, iznimna fizička i kemijska svojstva dijamanta olakšavaju uočavanje lažnog.
BPrije svega, vrijedno je zapamtiti tvrdoću. Ovaj kamen može izgrebati bilo koju površinu, ali samo drugi dijamant može ostaviti tragove na njemu. Također, znoj se ne zadržava na prirodnom kristalu ako dišete na njega. Na mokrom kamenu ostat će trag poput olovke ako ga pređete aluminijem. To možete provjeriti rendgenskim snimkom: prirodni kamen pod zračenjem ima bogatu zelenu boju. Ili pogledajte kroz tekst: bit će nemoguće razabrati ga kroz prirodni dijamant. Zasebno, vrijedno je napomenuti da se prirodnost kamena može provjeriti zbog loma svjetlosti: dovodeći original do izvora svjetlosti, možete vidjeti samo svjetleću točku u središtu.
