Dimants ir dabisks minerāls, viens no slavenākajiem un dārgākajiem. Ap viņu klīst daudzas spekulācijas un leģendas, īpaši attiecībā uz tā vērtību un viltojumu atklāšanu. Atsevišķa tēma izpētei ir dimanta un grafīta attiecības. Daudzi cilvēki zina, ka šie minerāli ir līdzīgi, bet ne visi precīzi zina, kādi. Un arī uz jautājumu, kā tie atšķiras, ne visi var atbildēt. Ko mēs zinām par dimanta uzbūvi? Vai arī dārgakmeņu vērtēšanas kritēriji?
Dimanta struktūra
Dimants ir viens no trim minerāliem, kas ir oglekļa kristāliska modifikācija. Pārējie divi ir grafīts un lonsdaleīts, otro var atrast meteorītos vai radīt mākslīgi. Un, ja šie akmeņi ir sešstūra formas modifikācijas, tad dimanta kristāla režģa veids ir kubs. Šajā sistēmā oglekļa atomi ir izkārtoti šādi: pa vienam katrā virsotnē un sejas centrā un četri kuba iekšpusē. Tādējādi izrādās, kaatomi ir sakārtoti tetraedru formā, un katrs atoms atrodas viena no tiem centrā. Daļiņas savstarpēji savieno spēcīgākā saite - kovalentā, kuras dēļ dimantam ir augsta cietība.
Ķīmiskās īpašības
Rupji runājot, dimants ir tīrs ogleklis, tāpēc dimanta kristāliem jābūt absolūti caurspīdīgiem un jālaiž cauri visa redzamā gaisma. Bet pasaulē nav nekā ideāla, kas nozīmē, ka arī šim minerālam ir piemaisījumi. Tiek uzskatīts, ka maksimālais piemaisījumu saturs dārgakmeņu dimantos nedrīkst pārsniegt 5%. Dimanta sastāvā var būt gan cietas, gan šķidras un gāzveida vielas, visizplatītākās no tām:
- slāpeklis;
- bors;
- alumīnijs;
- silīcijs;
- kalcijs;
- magnijs.
Tāpat sastāvā var būt kvarcs, granāti, olivīns, citi minerāli, dzelzs oksīdi, ūdens un citas vielas. Bieži vien šie elementi ir atrodami minerāla sastāvā mehānisku minerālu ieslēgumu veidā, bet daži no tiem var aizstāt oglekli dimanta struktūrā - šo parādību sauc par izomorfismu. Šajā gadījumā ieslēgumi var būtiski ietekmēt minerāla fizikālās īpašības, tā krāsa, gaismas atstarošana, un slāpekļa ieslēgumi piešķir tam luminiscējošas īpašības.
Fizikālās īpašības
Dimanta struktūra nosaka tā fizikālās īpašības, tās vērtē pēc četriem kritērijiem:
- cietība;
- blīvums;
- gaismas izkliede un laušana;
- kristāla režģis.
Minerālu cietība tiek novērtēta pēc Mosa skalas, tās vērtējums šajā sistēmā ir 10, tas ir maksimālais rādītājs. Nākamais sarakstā ir korunds, tā rādītājs ir 9, bet cietība ir 150 reizes mazāka, kas nozīmē dimanta absolūto pārākumu šajā rādītājā.
Tomēr minerāla cietība nebūt nenozīmē tā stiprumu. Dimants ir diezgan trausls un viegli saplīst, ja sit ar āmuru.
Dimanta īpatnējo svaru (blīvumu) nosaka diapazonā no 3,42 līdz 3,55 g/cm3. To nosaka pēc minerāla svara attiecības pret tāda paša tilpuma ūdens svaru.
Papildus cietībai tai ir arī augsts laušanas koeficients (2,417-2,421) un izkliede (0,0574). Šī īpašību kombinācija ļauj dimantam kļūt par visdārgāko un ideālāko rotaslietu akmeni.
Svarīgas ir arī citas minerāla fizikālās īpašības, piemēram, siltumvadītspēja (900-2300 W/m·K), kas arī ir augstākā no visām vielām. Var atzīmēt arī minerāla spēju nešķīst skābēs un sārmos, dielektriķa īpašības, zemo metāla berzes koeficientu gaisā un augsto kušanas temperatūru 3700-4000 °C pie 11 GPa spiediena.
Dimanta un grafīta līdzības un atšķirības
Ogleklis ir viens no visizplatītākajiem elementiem uz Zemes, tas ir atrodams daudzās vielās, īpaši dzīvos organismos. Grafīts, tāpat kā dimants, sastāv no oglekļa, taču dimanta un grafīta struktūras ir ļoti atšķirīgas. Dimants var pārvērsties par grafītu augstas temperatūras ietekmē bez skābekļa pieejamības, bet normālos apstākļos tas spēj darboties bezgalīgi.paliek nemainīgs, to sauc par metastabilitāti, turklāt dimanta kristāla režģa veids ir kubs. Bet grafīts ir slāņains minerāls, tā struktūra izskatās kā slāņu virkne, kas atrodas dažādās plaknēs. Šos slāņus veido sešstūri, kas veido šūnveida sistēmu. Spēcīgas saites veidojas tikai starp šiem sešstūriem, bet starp slāņiem tās ir ārkārtīgi vājas, tas izraisa minerāla noslāņošanos. Papildus zemajai cietībai grafīts absorbē gaismu un tam ir metālisks spīdums, kas arī ļoti atšķiras no dimanta.
Šie minerāli ir visspilgtākais alotropijas piemērs - parādība, kurā vielām ir dažādas fizikālās īpašības, lai gan tās sastāv no viena ķīmiskā elementa.
Dimanta izcelsme
Nav viennozīmīga viedokļa par to, kā dabā veidojas dimanti, ir magmatiskās, mantijas, meteorīta un citas teorijas. Tomēr visizplatītākā ir magmatiskā. Tiek uzskatīts, ka dimanti veidojas apmēram 200 km dziļumā zem 50 000 atmosfēru spiediena un pēc tam kopā ar magmu tiek izcelti uz virsmas, veidojot kimberlīta caurules. Dimantu vecums svārstās no 100 miljoniem līdz 2,5 miljardiem gadu. Ir arī zinātniski pierādīts, ka dimanti var veidoties meteorītam atsitoties pret zemes virsmu, kā arī atrasties pašā meteorīta iezi. Tomēr šādas izcelsmes kristāli ir ārkārtīgi mazi un reti piemēroti apstrādei.
Dimanta noguldījumi
Pirmie iemaksas, kas bijadimanti tika atklāti un iegūti, atradās Indijā, taču līdz 19. gadsimta beigām tie bija stipri noplicināti. Tomēr tieši tur tika iegūti slavenākie, lielākie un dārgākie paraugi. Un 17. un 19. gadsimtā Brazīlijā un Dienvidāfrikā tika atklātas derīgo izrakteņu atradnes. Vēsture ir piepildīta ar leģendām un faktiem par dimantu skriešanu, kas ir īpaši saistīti ar Dienvidāfrikas raktuvēm. Pēdējās atklātās dimantu atradnes atrodas Kanādā, to attīstība sākās tikai 20. gadsimta pēdējā desmitgadē.
Īpaši interesantas ir Namībijas raktuves, lai gan dimantu ieguve tur ir grūts un bīstams bizness. Kristālu nogulsnes koncentrējas zem augsnes slāņa, kas, lai arī apgrūtina darbu, liecina par augsto minerālu kvalitāti. Dimanti, kas ar pastāvīgu berzi pret citiem akmeņiem ir nobraukuši uz virsmas vairākus simtus kilometru, ir augstas kvalitātes, zemākas kvalitātes kristāli vienkārši nevarēja izturēt šādu ceļojumu, un tāpēc 95% no iegūtajiem akmeņiem ir dārgakmeņu kvalitāte. Arī Krievijā, Botsvānā, Angolā, Gvinejā, Libērijā, Tanzānijā un citās valstīs ir labi zināmas un minerālvielām bagātas kimberlīta caurules.
Dimantu apstrāde
Dimantu apstrādei nepieciešama liela pieredze, zināšanas un prasmes. Pirms darba uzsākšanas ir rūpīgi jāizpēta akmens, lai pēc tam pēc iespējas vairāk saglabātu tā svaru un atbrīvotos no ieslēgumiem. Visizplatītākais dimanta griezuma veids ir apaļš, tas ļauj akmenim mirdzēt visās krāsās un atstarot gaismu pēc iespējas labvēlīgāk. Bet šis darbs ir arī visgrūtākais:apaļajam dimantam ir 57 plaknes, un, to griežot, ir svarīgi ievērot visprecīzākās proporcijas. Arī populāri griezuma veidi ir: ovāls, asaras, sirds, marķīze, smaragds un citi. Ir vairāki minerālu apstrādes posmi:
- uzcenojums;
- šķelšanās;
- zāģēšana;
- noapaļošana;
- izgriezt.
Joprojām tiek uzskatīts, ka pēc apstrādes dimants zaudē apmēram pusi no sava svara.
Dimantu vērtēšanas kritēriji
Kad tiek iegūti dimanti, apstrādei der tikai 60% minerālu, tos sauc par rotaslietām. Protams, neapstrādātu akmeņu izmaksas ir daudz zemākas nekā dimantu cena (vairāk nekā divas reizes). Dimanti tiek novērtēti saskaņā ar 4C sistēmu:
- Karāts (svars karātos) - 1 karāts ir vienāds ar 0,2 g.
- Krāsa (krāsa) - tīri b alti dimanti gandrīz nekad nav atrasti, lielākajai daļai minerālu ir noteikts tonis. Tā vērtība lielā mērā ir atkarīga no dimanta krāsas, lielākā daļa dabā sastopamo akmeņu ir ar dzeltenu vai brūnu nokrāsu, retāk sastopami rozā, zili un zaļi akmeņi. Retākie, skaistākie un tāpēc dārgākie ir piesātinātu krāsu minerāli, tos sauc par fantāziju. Retākās ir zaļas, violetas un melnas.
- Skaidrums (dzidrums) ir arī svarīgs rādītājs, kas nosaka defektu esamību akmenī un būtiski ietekmē tā vērtību.
- Izgriezt (griezt) - dimanta izskats lielā mērā ir atkarīgs no griezuma. Gaismas refrakcija un atstarošanasava veida "spožs" mirdzums padara šo akmeni tik vērtīgu, un nepareiza forma vai proporciju attiecība apstrādes laikā var to pilnībā sabojāt.
Mākslīgo dimantu ražošana
Tagad tehnoloģija ļauj "audzēt" dimantus, kas gandrīz neatšķiras no dabīgajiem. Ir vairāki veidi, kā sintezēt:
- HPHT dimantu radīšana ir dabiskajiem apstākļiem vistuvākā metode. Minerāli tiek radīti no grafīta un sēklu dimanta 1400 ° C temperatūrā zem 50 000 atmosfēru spiediena. Šī metode ļauj sintezēt dārgakmeņu kvalitātes akmeņus.
- CVD-dimantu radīšana (plēves sintēze) - akmeņu ražošana vakuuma apstākļos, izmantojot sēklu un metāna un ūdeņraža gāzes. Šī metode ļauj sintezēt tīrākos minerālus, taču tiem ir ārkārtīgi mazs izmērs, tāpēc tos galvenokārt izmanto rūpnieciskiem mērķiem.
- Sprāgstvielu saplūšana ir metode, kas rada mazus dimanta kristālus, detonējot sprāgstvielas un pēc tam tos atdzesējot.
Kā atšķirt oriģinālu no viltota
Runājot par dimantu autentiskuma noteikšanas metodēm, ir vērts nošķirt dimantu autentiskuma pārbaudi no neapstrādātiem dimantiem. Nepieredzējis cilvēks var sajaukt dimantu ar kvarcu, kristālu, citiem caurspīdīgiem minerāliem un pat stiklu. Tomēr dimanta izcilās fizikālās un ķīmiskās īpašības ļauj viegli pamanīt viltojumu.
BPirmkārt, ir vērts atcerēties cietību. Šis akmens spēj saskrāpēt jebkuru virsmu, bet tikai cits dimants var uz tā atstāt pēdas. Arī svīšana nepaliek uz dabīgā kristāla, ja uz to elpo. Uz slapja akmens būs tāda zīme kā zīmulis, ja palaižat tam pāri alumīniju. To var pārbaudīt ar rentgenu: dabiskajam akmenim, kas pakļauts starojumam, ir piesātināta zaļa krāsa. Vai arī paskatieties uz tekstu: to nebūs iespējams izdalīt caur dabisko dimantu. Atsevišķi ir vērts atzīmēt, ka akmens dabiskumu var pārbaudīt attiecībā uz gaismas laušanu: novietojot oriģinālu pie gaismas avota, centrā var redzēt tikai gaismas punktu.
