Timantin sulamispiste, mineraalin fysikaaliset ominaisuudet ja rakenne

Mikä on timantin sulamispiste ja kiehumispiste? Onko sulassa muodossa mineraali luonnollisessa ympäristössä? Me etsimme vastausta näihin ja muihin esitettyihin kysymyksiin.

Miten timantit muodostuivat maapallon suolistossa?

Tutkijoiden mukaan timantteja voi esiintyä planeetan ytimen muodostumisen aikana, kun valtamääräinen paine vaikuttaa sulaan magmaan. Maankuoren pinta-alueille jalokivet ovat edenneet syvempien kivien kaasutuksen vuoksi. Tämän seurauksena muodostettiin niin kutsuttuja timanttiputkia, jotka ovat tyhjiä kallioisessa maaperässä, jossa on suuria mineraalikertymiä.

Materiaaliominaisuudet

Ennen kuin huomaamme, mikä on timantin sulamispiste, katsotaan mineraalin ominaisuuksia:

1. Timantilla on suurin kovuusindeksi kaikkien olemassa olevien fossiilien joukossa. Tästä syystä mikään aine ei pysty tuhoamaan timantin rakennetta tai naarmuttamaan sen pintaa. Hän itse voi vahingoittaa kaikkia fyysisiä esineitä.
2. Timantti on erittäin tehokas eristin. Se kestää happoja ja muita syövyttäviä kemiallisia aineita.
3. Timantilla on korkein lämmönjohtavuus kaikkien kiinteiden mineraalien joukossa. Voit pitää arvokasta kiveä niin paljon kuin haluat kättesi kämmenessä. Samalla lämpötila pysyy muuttumattomana.
4. Timantilla on ainutlaatuinen luminesenssi. Mineraalin läpi kulkevien valonsäteiden ansiosta se loistaa kirkkaasti ja sävyttää kaikki sateenkaaren värit.

rakenne

Itse asiassa timantti koostuu hiiliatomista. Kuitenkin kukin niistä sijaitsee tetraedrin keskiosassa - polyhedron, joka on muodostettu kolmesta kolmesta tasosta. Tämä tarjoaa erittäin vahvan atomien sidoksen. Tämä selittää suurimman kovuuden sekä timantin vaikuttavan sulamispisteen.

Timanttien sulatusolosuhteet

Vuonna 2010 Berkeleyssä sijaitsevan Kalifornian yliopiston fysiikan kokeiden aikana määritettiin lämpötilan vaikutus timanttiin, joka johtaa sen sulamiseen. Tutkijat ovat todenneet, että aineen muuntaminen nestemäiseksi muodoksi normaaleissa olosuhteissa on mahdotonta riippumatta lämmitystasosta. Tämän tavoitteen saavuttamiseksi se on mahdollista vain silloin, kun timantti vaikuttaa paitsi lämpötilaan myös korkeimpaan paineeseen. Lisää paine on tarpeen, jotta mineraali ei muutu grafiitiksi. Niinpä timantin siirtyminen nestemäiseen muotoon on äärimmäisen vaikea prosessi.

Mikä on timantin sulamispiste ja kiehumispiste?

Materiaalin ominaisuuksien tutkimisen aikana saatujen tietojen mukaan sen sulaminen korkeassa paineessa ilmatilassa tapahtuu, kun se kuumennetaan 850-1000 ° C: seen. Ennen kiehumista timantti voidaan palauttaa lämpötilaan 1800-2000 ° C tyhjössä. Molemmissa tapauksissa jäähdytyksen aikana mineraali muunnetaan grafiitiksi.

Timantin sulamispisteen määrittäminen tutkijat suorittivat kokeita käyttäen pienen luonnollisen mineraalin, jonka massa oli kymmenen karaattia. Materiaalin pintojen keittäminen tapahtui lyhytaikaisten lasersimpulssien aikaansaaman shokki-aallon vaikutuksesta.

Timantin sulamispisteen indikaattorin määrittämiseksi (asteina) tutkijat onnistuivat vain luomaan paineen, joka oli 40 miljoonaa kertaa suurempi kuin merenpinnan ilmakehän normaali paine. Kun paine laskeutuu 11 miljoonaan ilmakehään, kiehuvan mineraalin pintaan muodostuu kiinteitä hiukkasia, jotka eivät uppoa, vaan kelluvat kuin jäätä vedessä.

Missä vinoneliöt kohtaavat maankuoressa?

Nämä mineraalit ovat erittäin harvinaisia. Teollisuustalletuksia kehitetään kuitenkin käytännössä kaikilla maanosissa. Poikkeus on vain Etelämantereella.

1800-luvun puoliväliin asti uskottiin, että mineraalit muodostuivat jokikerrostumissa. Myöhemmin ensimmäiset timanttikantavat ontelot löydettiin kallioisella vuoristomaitoksella useiden sadan metrin syvyydessä.

Tutkijoiden mukaan joidenkin timanttien ikä vaihtelee 100 miljoonasta 2,5 miljardiin vuoteen. Tutkijat onnistuivat saamaan enemmän "vanhoja" muita maanpäällisiä alkuperää olevia mineraaleja. Jälkimmäiset tuodaan planeetalle yhdessä meteoriittien kanssa, jotka muodostettiin ulkoavaruudessa jo ennen aurinkokunnan muodostumista.

Onko timantteja sulassa muodossa in vivo?

Timantin sulamispiste on niin korkea, että maan päällä mineraali ei enää voi olla kiehuvaan muotoon. Mutta miten asiat ovat avaruuskohteineen? Tutkijoiden mukaan timantin sulamislämpötila säilyy edelleen sellaisten planeettojen syvyyksissä kuin Neptunus ja Uranus. On huomionarvoista, että viimeiset 10% muodostuu hiilestä, joka on tämän mineraalin rakenteellinen perusta.

Monien tutkijoiden mukaan edellä olevilla planeettoilla on täysiä timantteja, nestemäisiä, kiehuvaan muotoon. Tämä hypoteesi selittää, miksi näiden taivaankappaleiden magneettikenttä käyttäytyy niin oudosti. Loppujen lopuksi Neptunus ja Uranus ovat ainoita aurinkokennojen planeettoja, joissa maantieteellisillä navoilla ei ole selkeää asemaa ja ne ovat kirjaimellisesti välimatkat avaruudessa. Vahvistaakseen mielenkiintoisen hypoteesin, se vain jäljittelee samanlaisia olosuhteita maapallolla kokeellisesti. Tällainen päätös on kuitenkin tällä hetkellä erittäin kallista ja aikaa vievää. Siksi ei ole vielä mahdollista määritellä, onko läheisesti lähellä olevilla planeettoilla suljettuina muotoisia timantti-valtameriä.