منشأ آن از اعماق غول‌های ستاره‌ای سرخ است، بخشی از چربی‌ها، اسیدهای آمینه و کربوهیدرات‌های حیاتی است، می‌تواند میلیون‌ها ترکیب را با عناصر شیمیایی مختلف تشکیل دهد و بسته به ساختار، خواص مکانیکی کاملاً متفاوتی دارد. ساقه مداد نرم و شکننده و سخت ترین الماس معدنی از همان ماده ساختمانی - کربن ساخته شده اند. چه چیزی یک الماس را منحصر به فرد می کند؟ کجا استفاده می شود؟ ارزش آن چیست؟
رسانای حرارتی تخریب ناپذیر
در ترجمه از یونانی باستان، کلمه "الماس" به معنای "نابودی" است. حتی قبل از دوران باستان، مردم قدرت باورنکردنی این سنگ را می دانستند. در زمان های قدیم، الماس به طور گسترده در هند و مصر معامله می شد. و این ماده معدنی پس از لشکرکشی های تهاجمی اسکندر مقدونی به گستره های اروپایی آمد. او سنگ ها را به عنوان مصنوعات جادویی آورد. یونانیان باستان این سخت ترین ماده معدنی را اشک خدایان که به زمین می ریزد نامیده اند.
اما راز شکست ناپذیری سنگ نهفته است،البته نه در عرفان و نه در ارتباط با عالم روحانی. ساختار شبکه ای شفاف عنصر به شکل چهار وجهی و پیوند قوی بین اتم های کربن بالاترین استحکام را ایجاد می کند. به دلیل ساختار مشابه، الماس یک رسانای گرما عالی است. به عنوان مثال، اگر می شد از یک تکه الماس یک قاشق چای خوری درست کرد، نمی توانستید با آن شکر را به چای داغ بریزید، زیرا در لحظه تماس قاشق با آب جوش، خود را می سوزانید.
مقایسه سختی معدنی
چگونه تعیین کنیم که کدام ماده معدنی سخت ترین است؟ کارل فردریش موس، کانی شناس با استعداد آلمانی، در قرن نوزدهم به این موضوع دست یافت. در سال 1811، دانشمند پیشنهاد استفاده از مقیاس مقایسه ای را برای تعیین سختی کانی های مختلف داد. از ده نقطه تشکیل شده است که هر کدام مربوط به یک ماده معدنی خاص است. اولین (تالک) نرم ترین و آخرین به ترتیب سخت ترین است. تأیید به صورت آزمایشی انجام می شود. اگر نمونه ای (مثلاً نقره) توسط فلوریت که در خط چهارم ترازو قرار دارد خراشیده شود، اما توسط گچ آسیبی نبیند (مقیاس استاندارد شماره دو)، نقره دارای سختی 3 در مقیاس موس است.
سخت ترین ماده معدنی الماس است. او در رتبه دهم قرار دارد. و اگرچه جدول Mohs در آغاز قرن نوزدهم در گردش قرار گرفت، هنوز هم به طور گسترده قابل استفاده است. با این حال، شایان ذکر است که این جدول خطی نیست. این بدان معنی است که الماس شماره ده دقیقاً دو برابر سخت تر نخواهد بود.آپاتیت که در رتبه پنجم جدول قرار دارد. روش های دیگری برای تعیین مقدار مطلق سختی استفاده می شود.
از پادشاهان تا کارگران
برای مدت طولانی، الماس در انحصار استادان جواهرسازی بود. با این حال، با توسعه صنعت، این سخت ترین ماده معدنی نه تنها از جنبه زیبایی شناختی معمول، بلکه از نظر خواص فیزیکی منحصر به فرد آن نیز به طور فزاینده ای مورد توجه قرار گرفته است. ابتدا در تولید ابزار از الماس طبیعی استفاده می شد که قابل تراش نبود. اینها سنگهایی هستند که چنان عیوب داشتند که از بین بردن جواهرساز غیرممکن بود. آنها به عنوان الماس فنی شناخته شدند.
با گذشت زمان، نیاز به ابزارهایی با لبه های برش و سوراخکاری الماس افزایش یافت. به عنوان مثال، در صنعت ساخت و ساز، مته الماس تقاضای زیادی دارد. مزیت آنها نسبت به همتایان ساخته شده از آلیاژهای فلزی سخت این است که هنگام کار با مته الماس، ریزترک در مواد ایجاد نمی شود. الماس به راحتی و تمیز هر ماده ای را اعم از سنگ، بتن یا فلز برش می دهد. و عدم وجود ریزترک ها کلید دوام سازه است. علاوه بر این، فرآیند کار به خودی خود بسیار سریع‌تر، به طور قابل توجهی آسان‌تر و بسیار آرام‌تر است.
بر این اساس، جای تعجب نیست که طبق داده های سال 2016، روسیه به تنهایی 1200 نوع ابزار و تجهیزات مختلف تولید می کند که بخش اصلی کار آن الماس است.
کاربردهای پزشکی
سخت ترین ماده معدنی موجود در طبیعت نه تنها برای استفاده در فرآوری مواد زبر و سخت مناسب است.نژاد می کند. الماس در ابزار پزشکی نیز ضروری است. از این گذشته ، هرچه برش بافت ها نازک تر و دقیق تر باشد ، بدن بهتر با بهبودی مقابله می کند. و برای اعمال پیچیده بر روی اندام های حیاتی، پهنای برش نقش تعیین کننده ای دارد.
علاوه بر این، چاقوی جراحی با یک لایه الماس نازک روی تیغه برای مدت طولانی تیز باقی می ماند.
چشم انداز در الکترونیک
توسعه مدارهای مجتمع الماسی نیز به طور فعال در حال ترویج است. در این ها از الماس های ریز برای پشتی استفاده می شود. تجهیزات تولید شده با این روش در برابر تغییرات دما و نوسانات ولتاژ زیاد مقاومت بیشتری دارند. همچنین می توان از الماس برای انتقال داده در ارتباطات راه دور استفاده کرد. ویژگی های این کریستال ها به شما این امکان را می دهد که سیگنال های فرکانس های مختلف را به طور همزمان روی یک کابل انتقال دهید.
سخت ترین ماده معدنی روی زمین به اکتشافات فضایی کمک می کند
همچنین الماس در صنایع شیمیایی مورد تقاضا است. محیط تهاجمی که به راحتی به شیشه آسیب می زند برای الماس مطلقاً وحشتناک نیست. فیزیکدانان از کریستال ها برای انجام آزمایش های فیزیک کوانتومی و اکتشافات فضایی استفاده می کنند.
هنگام ایجاد اپتیک تلسکوپ، الزامات مربوط به دقت و قابلیت اطمینان مواد حیاتی می شود. اینجاست که سخت ترین ماده معدنی طبیعی که دارای پارامترهای فیزیکی و شیمیایی فوق العاده ای است، وارد عمل می شود.
سنتز الماس
با چنین تقاضای شدیدی برایسخت ترین ماده معدنی گرانبها، مسئله سنتز مصنوعی آن به شدت مطرح شد. توجه داشته باشید که هیچ ذخیره سنگی قادر به برآوردن تقاضای روزافزون نیست. و پس از آزمایش های طولانی، دانشمندان موفق به ایجاد یک آنالوگ از الماس طبیعی شدند که تمام ویژگی های لازم را دارد. تا به امروز، تولید الماس مصنوعی برای نیازهای صنعتی در حال حاضر به یک روش معمول تبدیل شده است.
روش های مختلفی برای سنتز این ماده معدنی وجود دارد. اولین مورد نزدیکترین به شکل گیری آن در محیط طبیعی است. سنتز با استفاده از دمای فوق العاده بالا و فشار بسیار زیاد انجام می شود. تکنیک دوم به شما امکان می دهد الماس را از بخار استخراج کنید. در تکنولوژی فیلم استفاده می شود - کریستال ها به عنوان یک لایه نازک بر روی لبه های برش ابزار اعمال می شوند. این روش به ویژه در ساخت ابزار جراحی مورد تقاضا است. و سومی با استفاده از انفجار و خنک‌سازی سریع، کریستال‌های کوچکی را پراکنده می‌کند.
آزمایش ها ادامه یافت و نیترید بور سنتز شد که 20 درصد سخت تر از الماس طبیعی است. با این حال، در حالی که این ماده به قدری کوچک است که الماس به طور سنتی سخت‌ترین ماده معدنی محسوب می‌شود.
