Гауһар – табиғи минерал, ең танымал және қымбаттарының бірі. Оның айналасында көптеген болжамдар мен аңыздар бар, әсіресе оның құндылығы мен жалғанды анықтауға қатысты. Зерттеуге арналған жеке тақырып - алмас пен графит арасындағы байланыс. Көптеген адамдар бұл минералдардың ұқсас екенін біледі, бірақ бәрі де дәл не екенін білмейді. Және олар қалай ерекшеленеді деген сұраққа да әркім жауап бере алмайды. Алмаздың құрылысы туралы не білеміз? Немесе асыл тастарды бағалау критерийлері ме?
Гауһар құрылымы
Гауһар көміртектің кристалдық модификациясы болып табылатын үш минералдың бірі. Қалған екеуі графит және лонсдалейт, екіншісі метеориттерде кездеседі немесе жасанды түрде жасалуы мүмкін. Ал егер бұл тастар алтыбұрышты модификациялар болса, онда алмаз кристалдық тордың түрі текше болып табылады. Бұл жүйеде көміртек атомдары осылай орналасады: әрбір шыңда және беттің ортасында бір, ал текшенің ішінде төрт. Осылайша, бұл шығадыатомдар тетраэдрлер түрінде орналасады және әрбір атом олардың біреуінің ортасында болады. Бөлшектер бір-бірімен ең күшті байланыс – коваленттік байланыс арқылы байланысқан, соның арқасында алмас жоғары қаттылыққа ие.
Химиялық қасиеттері
Дөрекі түрде айтатын болсақ, гауһар таза көміртек, сондықтан алмаз кристалдары мүлдем мөлдір болуы және барлық көрінетін жарықты өткізуі керек. Бірақ әлемде мінсіз ештеңе жоқ, яғни бұл минералдың да қоспалары бар. Асыл алмаздардағы қоспалардың максималды мөлшері 5% -дан аспауы керек деп саналады. Алмаздың құрамына қатты және сұйық және газ тәрізді заттар кіруі мүмкін, олардың ең көп тарағаны:
- азот;
- бор;
- алюминий;
- кремний;
- кальций;
- магний.
Сонымен қатар композиция кварц, гранат, оливин, басқа минералдар, темір оксидтері, су және басқа заттарды қамтуы мүмкін. Көбінесе бұл элементтер минералдың құрамында механикалық минералды қосындылар түрінде кездеседі, бірақ олардың кейбіреулері алмаз құрылымында көміртекті алмастыра алады - бұл құбылыс изоморфизм деп аталады. Бұл жағдайда қосындылар минералдың физикалық қасиеттеріне, оның түсіне, жарықтың шағылысуына, ал азот қосындылары оған люминесценттік қасиет береді.
Физикалық қасиеттері
Алмастың құрылымы оның физикалық қасиеттерін анықтайды, олар төрт критерий бойынша бағаланады:
- қаттылық;
- тығыздығы;
- жарықтың дисперсиясы және сынуы;
- кристалдық тор.
Минералдардың қаттылығы Mohs шкаласы бойынша бағаланады, оның бұл жүйедегі баллы 10, бұл ең жоғары көрсеткіш. Келесі тізімде корунд тұр, оның көрсеткіші 9, бірақ оның қаттылығы 150 есе аз, бұл осы көрсеткіштегі алмаздың абсолютті артықшылығын білдіреді.
Алайда минералдың қаттылығы оның беріктігін білдірмейді. Алмаз өте сынғыш және балғамен соғылғанда оңай сынады.
Алмастың меншікті салмағы (тығыздығы) 3,42-3,55 г/см3 аралығында анықталады. Ол минерал салмағының бірдей көлемдегі су салмағына қатынасымен анықталады.
Қаттылықтан басқа оның жоғары сыну көрсеткіштері (2,417-2,421) және дисперсиясы (0,0574) бар. Бұл қасиеттердің үйлесімі гауһардың ең қымбат және тамаша зергерлік тас болуына мүмкіндік береді.
Минералдың басқа физикалық қасиеттері де маңызды, мысалы, жылу өткізгіштік (900-2300 Вт/м·К), сонымен қатар барлық заттардың ішіндегі ең жоғарысы. Сондай-ақ, минералдың қышқылдар мен сілтілерде ерімейтін қабілетін, диэлектриктің қасиеттерін, ауадағы метал үшін үйкеліс коэффициентінің төмендігін және 11 ГПа қысымда 3700-4000 ° C жоғары балқу температурасын атап өтуге болады.
Алмас пен графиттің ұқсастықтары мен айырмашылығы
Көміртек - жер бетіндегі ең көп таралған элементтердің бірі, ол көптеген заттарда, әсіресе тірі организмдерде кездеседі. Графит, алмаз сияқты, көміртектен тұрады, бірақ алмас пен графиттің құрылымдары өте әртүрлі. Алмаз жоғары температураның әсерінен оттегіге қол жеткізбестен графитке айналуы мүмкін, бірақ қалыпты жағдайда ол шексіз қабілетті.өзгеріссіз қалады, бұл метатұрақтылық деп аталады, сонымен қатар алмаз кристалдық тордың түрі текше болып табылады. Бірақ графит - бұл қабатты минерал, оның құрылымы әртүрлі жазықтықта орналасқан қабаттар тізбегіне ұқсайды. Бұл қабаттар бал ұясына ұқсас жүйені құрайтын алтыбұрыштардан тұрады. Күшті байланыстар тек осы алтыбұрыштар арасында пайда болады, бірақ қабаттар арасында олар өте әлсіз, бұл минералдың қабатталуын тудырады. Төмен қаттылықтан басқа, графит жарықты сіңіреді және металдық жылтырға ие, ол да алмаздан өте ерекшеленеді.
Бұл минералдар аллотропияның ең жарқын мысалы болып табылады - заттардың бір химиялық элементтен тұратынына қарамастан әртүрлі физикалық қасиеттері болатын құбылыс.
Алмастың шығу тегі
Алмастардың табиғатта қалай пайда болатыны туралы біржақты пікір жоқ, магмалық, мантия, метеорит және басқа да теориялар бар. Дегенмен, ең көп таралғаны магмалық. Алмаздар шамамен 200 км тереңдікте 50 000 атмосфера қысымында пайда болады, содан кейін кимберлит құбырларының пайда болуы кезінде магмамен бірге жер бетіне шығарылады деп есептеледі. Алмаздардың жасы 100 миллионнан 2,5 миллиард жылға дейін өзгереді. Сондай-ақ, гауһар тастардың жер бетіне метеорит түскенде пайда болатыны, сонымен қатар метеорит жынысының өзінде де кездесетіні ғылыми түрде дәлелденген. Дегенмен, мұндай шыққан кристалдар өте кішкентай және өңдеуге сирек жарамды.
Гауһар депозиттері
Алғашқы депозиттергауһар табылды және өндірілді, Үндістанда орналасқан, бірақ 19 ғасырдың аяғында олар қатты таусылды. Дегенмен, дәл сол жерде ең танымал, үлкен және қымбат үлгілер өндірілді. Ал 17-19 ғасырларда Бразилия мен Оңтүстік Африкада пайдалы қазбалардың кен орындары ашылды. Тарих Оңтүстік Африканың кеніштерімен байланысты гауһар тастары туралы аңыздар мен фактілерге толы. Соңғы ашылған алмаз кен орындары Канадада, оларды игеру 20 ғасырдың соңғы онжылдығында ғана басталды.
Намибияның шахталары ерекше қызықты, дегенмен алмаз өндіру қиын әрі қауіпті кәсіп. Кристаллдардың шөгінділері топырақ қабатының астында шоғырланған, бұл жұмысты қиындатқанымен, пайдалы қазбалардың жоғары сапасы туралы айтады. Басқа тау жыныстарымен тұрақты үйкеліспен жер бетіне бірнеше жүздеген шақырым жол жүріп өткен гауһар тастар жоғары сапалы, сапасы төмен кристалдар мұндай саяхатқа төтеп бере алмады, сондықтан өндірілген тастардың 95% асыл тастардан тұрады. Сондай-ақ Ресейде, Ботсванада, Анголада, Гвинеяда, Либерияда, Танзанияда және басқа елдерде танымал және минералға бай кимберлит құбырлары бар.
Гауһар өңдеу
Гауһар өңдеу үлкен тәжірибе, білім мен дағдыларды қажет етеді. Жұмысқа кіріспес бұрын, оның салмағын мүмкіндігінше сақтау және кірмелерден арылу үшін тасты мұқият зерттеу керек. Алмаз кесудің ең көп таралған түрі - дөңгелек, ол тасты барлық түстермен жарқыратуға және жарықты мүмкіндігінше жақсы көрсетуге мүмкіндік береді. Бірақ бұл жұмыс ең қиын:дөңгелек гауһар 57 ұшақтан тұрады және оны кесу кезінде ең дәл пропорцияларды сақтау маңызды. Сондай-ақ, кесудің танымал түрлері: сопақ, көз жасы, жүрек, маркиз, изумруд және т.б. Минералды өңдеудің бірнеше кезеңдері бар:
- белгілеу;
- бөлу;
- аралау;
- дөңгелектеу;
- кесілген.
Алмас өңдеуден кейін салмағының жартысына жуығын жоғалтады деген пікір әлі де бар.
Гауһар бағалау критерийлері
Гауһар өндіру кезінде минералдардың 60% ғана өңдеуге жарамды, оларды зергерлік бұйымдар деп атайды. Әрине, өрескел тастардың құны гауһар тастардың бағасынан әлдеқайда төмен (екі еседен астам). Алмаздар 4C жүйесі бойынша бағаланады:
- Карат (карат салмағы) - 1 карат 0,2 г.
- Түс (түс) - таза ақ гауһар ешқашан кездеспейді, минералдардың көпшілігінде белгілі бір реңк болады. Оның құндылығы көбінесе гауһардың түсіне байланысты, табиғатта кездесетін тастардың көпшілігі сары немесе қоңыр реңкке ие, қызғылт, көк және жасыл тастар сирек кездеседі. Ең сирек, әдемі, сондықтан қымбат қаныққан түсті минералдар болып табылады, олар қиял деп аталады. Ең сирек кездесетіндері жасыл, күлгін және қара.
- Айқындық (айқындық) сонымен қатар таста ақаулардың болуын анықтайтын және оның құндылығына айтарлықтай әсер ететін маңызды көрсеткіш болып табылады.
- Кесу (кесу) - гауһардың пайда болуы кесуге көп байланысты. Жарықтың сынуы және шағылуы«жарқыраған» жарқырау бұл тасты соншалықты құнды етеді, ал өңдеу кезінде дұрыс емес пішін немесе пропорция қатынасы оны толығымен бұзуы мүмкін.
Жасанды алмаздар өндірісі
Қазір технология табиғи гауһарлардан еш айырмашылығы жоқ гауһар тастарды «өсіруге» мүмкіндік береді. Синтездеудің бірнеше жолы бар:
- HPHT-гауһар тастарын жасау - табиғи жағдайларға ең жақын әдіс. Пайдалы қазбалар графит пен тұқымдық алмаздан 1400 ° C температурада 50 000 атмосфера қысымында жасалады. Бұл әдіс асыл тастарды синтездеуге мүмкіндік береді.
- CVD-алмастарды жасау (пленка синтезі) – тұқымды және метан мен сутегі газдарын пайдалана отырып, вакуумдық жағдайда тастарды өндіру. Бұл әдіс ең таза минералдарды синтездеуге мүмкіндік береді, дегенмен олардың мөлшері өте кішкентай, сондықтан олар негізінен өнеркәсіптік мақсаттарда қолданылады.
- Жарылғышты біріктіру – жарылғыш заттарды жарып, содан кейін оларды салқындату арқылы шағын алмаз кристалдарын шығаратын әдіс.
Түпнұсқаны жалғаннан қалай ажыратуға болады
Гауһар тастардың шынайылығын анықтау әдістері туралы айтатын болсақ, алмаздар мен өрескел гауһарлардың түпнұсқалығын тексеруді ажырата білген жөн. Тәжірибесіз адам алмазды кварцпен, кристалмен, басқа мөлдір минералдармен, тіпті әйнекпен шатастыруы мүмкін. Дегенмен, гауһардың ерекше физикалық және химиялық қасиеттері жалғанды оңай анықтауға мүмкіндік береді.
БЕң алдымен, қаттылықты есте ұстаған жөн. Бұл тас кез келген бетті сызып тастауға қабілетті, бірақ тек басқа гауһар тастар оның ізін қалдыра алады. Сондай-ақ, егер сіз онымен тыныс алсаңыз, тер табиғи кристалда қалмайды. Ылғал тастың үстінен алюминий өткізсеңіз, қарындаш сияқты із қалады. Сіз оны рентген арқылы тексере аласыз: радиацияның астындағы табиғи тас қаныққан жасыл түске ие. Немесе оны мәтінге қараңыз: оны табиғи гауһар арқылы анықтау мүмкін емес. Бөлек, тастың табиғилығын жарықтың сынуы үшін тексеруге болатынын атап өткен жөн: түпнұсқаны жарық көзіне әкелгенде, ортасында тек жарық нүктені көруге болады.
