Sintetinis deimantas

Mineralogija informuoja mus, kad ir grafitas, ir deimantas turi tą patį cheminį komponentą: anglį. Dėl skirtingų kristalų struktūrų grafitas yra minkštas, o deimantas – kietas.

Leiskite paaiškinti plačiau:

Deimanto struktūra yra į veidą nukreipta kubinė struktūra, sudaryta iš tetraedro, kur kiekvieno tetraedro centrinis anglies atomas yra kovalentiškai sujungtas stipriu, tiesioginiu ryšiu su keturiais anglies atomais viršūnėse. Dėl kovalentinių ryšių prisotinimo ir kryptingo pobūdžio struktūra tampa ypač tvirta.

Norėdami daugiau paaiškinti:

Deimantų karkasui būdinga į veidą orientuota kubinė gardelė, sudaryta iš tarpusavyje sujungtų tetraedrų. Kiekviename tetraedre centrinis anglies atomas sudaro kovalentinius ryšius su keturiais aplinkiniais anglies atomais kampuose.

Kovalentinėms jungtims būdingos savybės, ypač jų prisotinimas ir kryptingumas, prisideda prie ypatingo šio susitarimo stabilumo ir stiprumo.

Grafito kristalinė struktūra parodyta paveikslėlyje, kur anglies atomai yra išdėstyti plokštuminiais šešiakampiais sluoksniais, o atstumas tarp anglies atomų plokštumoje yra mažas ir surištas kovalentinėmis jungtimis, kurios yra stiprios ir tvirtos. Atstumas tarp anglies atomų gretimuose sluoksniuose yra didelis, surištas van der Waals jėgų, todėl susidaro minkšta grafito tekstūra. Todėl grafitas taip pat yra lubrikantas.

Pagrindinis dirbtinio deimantų gamybos principas yra pakeisti sluoksniuotą šešiakampę grafito struktūrą į kubinę deimanto struktūrą, nukreiptą į veidą. Visi sintetiniai deimantai yra paverčiami iš grafito maždaug 5,6–6 GPa slėgio ir maždaug 1300 laipsnių temperatūros sąlygomis.