Ол қызыл жұлдызды алыптардың қойнауынан шыққан, өмірлік маңызды майлардың, амин қышқылдары мен көмірсулардың құрамына кіреді, әртүрлі химиялық элементтері бар миллиондаған қосылыстар түзе алады және құрылымына қарай мүлдем басқа механикалық қасиеттерге ие. Жұмсақ және сынғыш қарындаш сабағы және ең қатты минералды гауһар бірдей құрылыс материалынан - көміртектен жасалған. Алмазды соншалықты ерекше ететін не? Ол қайда қолданылады? Оның мәні қандай?
Бұзылмайтын жылу өткізгіш
Ежелгі грек тілінен аударғанда «алмас» сөзі «бұзылмайтын» дегенді білдіреді. Ежелгі дәуірге дейін адамдар бұл тастың керемет күшін білген. Ежелгі дәуірде гауһар Үндістан мен Египетте кеңінен сатылған. Ал бұл минерал еуропалық кеңістікке Александр Македонскийдің агрессивті жорықтарынан кейін келді. Ол тастарды сиқырлы жәдігер ретінде әкелді. Ежелгі гректер бұл ең қатты минералды жерге түскен құдайлардың көз жасы деп атаған.
Бірақ тастың жеңілмейтіндігінің сыры жатыр,әрине мистицизмде емес және рухани әлеммен байланысты емес. Тетраэдр түріндегі элементтің айқын торлы құрылымы және көміртегі атомдары арасындағы берік байланыс ең жоғары беріктікті қамтамасыз етеді. Бірдей құрылымның арқасында алмас тамаша жылу өткізгіш болып табылады. Мысалы, бір кесек гауһар тастан шай қасық жасауға болатын болса, онымен ыстық шайға қантты араластыра алмас едіңіз, өйткені қасық қайнап тұрған суға тиген сәтте өзіңізді күйдіретін едіңіз.
Минералды қаттылықты салыстыру
Қай минерал ең қиын екенін қалай анықтауға болады? Дарынды неміс минералогы Карл Фридрих Мус бұл мәселемен ХІХ ғасырда айналысты. 1811 жылы ғалым әртүрлі минералдардың қаттылығын анықтау үшін салыстырмалы шкала қолдануды ұсынды. Ол әрқайсысы белгілі бір минералға сәйкес келетін он нүктеден тұрады. Біріншісі (тальк) ең жұмсақ, ал соңғысы, тиісінше, ең қатты. Тексеру эксперименталды түрде жүргізіледі. Егер үлгі (мысалы, күміс) шкаланың төртінші қатарында тұрған флюоритпен сызылған болса, бірақ гипспен зақымдалмаған болса (шкаланың екінші стандарты), онда күмістің қаттылығы Mohs шкаласы бойынша 3-ке тең.
Ең қатты минерал – алмаз. Ол оныншы орында. Мох кестесі ХІХ ғасырдың басында айналымға енгізілгенімен, ол әлі де кеңінен қолданылады. Дегенмен, бұл кесте сызықтық емес екенін есте ұстаған жөн. Бұл ондық гауһар тас екі есе қатты болмайды дегенді білдіреді.апатит, ол кестеде бесінші орында. Қаттылықтың абсолютті мәнін анықтау үшін басқа әдістер қолданылады.
Патшалардан жұмысшыларға
Ұзақ уақыт бойы бриллианттар тек зергерлік шеберлердің құқығы болды. Дегенмен, өнеркәсіптің дамуымен бұл ең қатты минерал әдеттегі эстетикалық жағынан ғана емес, сонымен қатар оның бірегей физикалық қасиеттері тұрғысынан да қарастырыла бастады. Алғашында құрал-саймандарды өндіруде кесуге болмайтын табиғи алмаздар пайдаланылды. Бұл зергерді жою мүмкін болмайтын ақаулары бар тастар. Олар техникалық гауһар ретінде белгілі болды.
Уақыт өте келе гауһар тасты кесетін және жиектерін бұрғылайтын құралдарға қажеттілік артты. Мысалы, құрылыс саласында алмазды бұрғылар жоғары сұранысқа ие. Олардың қатты металл қорытпаларынан жасалған аналогтардан артықшылығы алмаз бұрғымен жұмыс істегенде материалда микрожарықтар пайда болмайды. Гауһар тас, бетон немесе металл болсын, кез келген материалды оңай және таза кеседі. Ал микрожарықтардың болмауы құрылымның беріктігінің кілті болып табылады. Бұған қоса, жұмыс процесінің өзі әлдеқайда жылдам, айтарлықтай жеңіл және әлдеқайда тыныш.
Осыған сүйене отырып, 2016 жылдың деректері бойынша бір ғана Ресейде негізгі жұмыс бөлігі гауһар тас болып табылатын 1200 түрлі құрал-саймандар мен жабдықтардың шығарылуы ғажап емес.
Медициналық қолданбалар
Табиғаттағы ең қатты минерал тек өрескел және қатты өңдеуде қолдануға жарамайды.тұқымдар. Алмаз медициналық аспаптарда да таптырмас. Өйткені, тіндердің кесілуі неғұрлым жұқа және дәлірек болса, дене қалпына келтіруді жақсы жеңеді. Ал өмірлік маңызды органдарға күрделі операциялар үшін тілік ені одан да маңызды рөл атқарады.
Сонымен қатар, пышақтағы жұқа алмас қабықшасы бар скальпель ұзақ уақыт бойы өткір болып қалады.
Электроникада перспективалар
Алмас интегралдық микросхемалардың дамуы да белсенді түрде жүргізілуде. Оларда тіреуіш үшін кішкентай гауһар тастар қолданылады. Бұл әдіспен шығарылатын жабдық температураның өзгеруіне және кернеудің үлкен асқынуларына төзімдірек. Алмаздарды телекоммуникацияда деректерді беру үшін де пайдалануға болады. Бұл кристалдардың мүмкіндіктері бір кабельде әртүрлі жиіліктегі сигналдарды бір уақытта жіберуге мүмкіндік береді.
Жердегі ең қатты минерал ғарышты игеруге көмектеседі
Сонымен қатар алмаз химия өнеркәсібінде сұранысқа ие. Шыныға оңай зақым келтіретін агрессивті орта гауһар үшін мүлдем қорқынышты емес. Физиктер кванттық физика эксперименттері мен ғарышты зерттеу үшін кристалдарды пайдаланады.
Телескоп оптикасын жасау кезінде материалдардың дәлдігі мен сенімділігіне қойылатын талаптар маңызды болады. Бұл жерде керемет физикалық және химиялық параметрлері бар ең қатты табиғи минерал ойнайды.
Алмастарды синтездеу
Осындай қарқынды сұраныспенең қатты бағалы минерал, оның жасанды синтезі туралы мәселе күрт көтерілді. Есіңізде болсын, тастардың ешбір қоры үнемі өсіп келе жатқан сұранысты қанағаттандыра алмайды. Ал ұзақ эксперименттерден кейін ғалымдар барлық қажетті қасиеттері бар табиғи алмаздың аналогын жасай алды. Өнеркәсіптік қажеттіліктер үшін жасанды гауһар тастарды өндіру бүгінде әдеттегі тәжірибеге айналды.
Бұл минералды синтездеудің бірнеше әдістері бар. Біріншісі - оның табиғи ортада қалыптасуына ең жақын. Синтез ультра жоғары температура мен орасан зор қысым арқылы жүзеге асырылады. Екінші әдіс алмасты будан алуға мүмкіндік береді. Ол пленка технологиясында қолданылады - кристалдар құралдардың кесу жиектеріне жұқа қабықша ретінде қолданылады. Бұл әдіс әсіресе хирургиялық құралдарды жасауда сұранысқа ие. Үшіншісі детонация мен жылдам салқындату арқылы ұсақ кристалдардың шашырауын жасайды.
Тәжірибе жалғасты және бор нитриді синтезделді, ол табиғи алмазға қарағанда 20% қаттырақ. Дегенмен, бұл зат өте кішкентай болғандықтан, гауһар дәстүрлі түрде ең қатты минерал болып саналады.
