Diament

Original: http://www.chm.bris.ac.uk/motm/diamond/diamond.htm

Jeśli masz plug-in, który pozwala na przeglądanie osadzone cząsteczki, jest alternatywą dla wersji tej strony. Jeśli chcesz uzyskać odpowiednie wtyczki, zobacz główne strony startowej MOTM. Istnieje również wersja Chemsymphony z tej strony, która wymaga przeglądarki Java-świadomość.

Diament

Diament został ceniona od wieków jako kamień wyjątkowych blasku i połysku. Ale do diamentu naukowiec jest interesujący dla jego zakresu wyjątkowych i ekstremalnych właściwościach. W porównaniu z prawie żadnym innym materiałem, diament prawie zawsze jest na górze. Oprócz tego, że najtrudniej znanym materiałem, to także najmniej ściśliwy i najsztywniejszego materiału, najlepiej przewodnik termiczny o bardzo niski współczynnik rozszerzalności cieplnej, chemicznie obojętny w stosunku do większości kwasów i zasad, przezroczysty z głębokim UV poprzez widoczne dalekiej podczerwieni, i jest jednym z niewielu materiałów znanych z ujemnym powinowactwa elektronowego (lub funkcji pracy).

 

0d29obRMLUyvgdt7jADMdw

 

Diament i grafit

Diament składa się z pojedynczego elementu węgla i jest układ atomów węgla w sieci krystalicznej, które dają diament jego zdumiewające właściwości. Porównanie struktury diamentu i grafitu, zarówno w składzie tylko węgiel. W diament mamy najtrudniejszy znany materiał, grafit mamy jeden z najbardziej miękkie, po prostu poprzez zmianę sposobu atomy są połączone ze sobą.
Zależność pomiędzy diamentu i grafitu termodynamiczną i kinetyczną, co można zobaczyć na wykresie fazowym na węglu. W normalnych warunkach temperatury i ciśnienia, grafit tylko kilka eV bardziej stabilne niż diamentu, a fakt, że istnieje diamentu jest w ogóle ze względu na bardzo dużą barierę aktywacji konwersji między nimi. Nie ma prostego mechanizmu do konwersji między nimi, a więc przemiana wymaga prawie tyle samo energii, niszcząc całą siatkę i odbudowywać. Po diament jest utworzona z tego powodu nie może powrócić do przestawienia grafitu, ponieważ bariera jest zbyt wysoka. Tak więc uważa się diament metastabilne, ponieważ jest kinetycznie trwały, nie termodynamicznie stabilna. Diament jest utworzony głęboki ziemią w warunkach ekstremalnych ciśnień oraz temperatur. W tych warunkach faktycznie diament bardziej stabilne z dwóch form węgla, a więc w ciągu milionów lat osady węglowe powoli krystalizuje do postaci pojedynczych kamieni kryształów diamentowych.

Naturalne diamenty

Naturalne diamenty są klasyfikowane według rodzaju i poziomu zanieczyszczeń występujących w nich.
Typu IA diament – najbardziej naturalne diamenty są tego rodzaju, które zawierają do 0,3% azotu.
Typ Ib diament – Bardzo rzadko (~ 0,1%) w przyrodzie, ale prawie wszystkie syntetyczne (przemysłowe) diamenty są tego typu. Zawierają azot w stężeniach do 500 ppm.
Typu II diamentu – bardzo rzadko w przyrodzie, diamenty zawierać tak mało azotu, że nie może być łatwo wykryty za pomocą zwykle stosowanych pomiarów absorpcji IR lub UV.
Wpisz IIb diament – Bardzo rzadko w przyrodzie. Mają one takie niskie stężenie azotu (jeszcze niższego niż typu II), które kryształ półprzewodnikowych typu p (ze względu na nieskompensowanych zanieczyszczeń B akceptorem).
Syntetycznych diamentów przemysłowych

Te zostały dokonane od początku 1950, w procesie zwanym High Pressure High Temperature (synteza HPHT). To jest próba, aby naśladować warunki naturalne formy diament głęboko w ziemi. Grafit jest wprowadzone do wielkiej prasy hydraulicznej w wysokich temperaturach i ciśnieniach, a także z dodaniem katalizatora metalicznego, przekształca się diamentem w ciągu kilku godzin. Kryształy diamentów, które są produkowane z zastosowaniem tej metody zazwyczaj kilka mm wielkości, które są zbyt wadliwy do stosowania jako kamieni szlachetnych, ale są bardzo przydatne jako wytrzymałe krawędzie na narzędzia i wiertła bity cięcia.

Thin Film Diamentowa

To jest stosunkowo nowy (ostatnich 10 lat lub więcej), które pozwala cienkie folie (jm do mm) z polikrystalicznego diamentu, który zostanie złożony na różnych materiałów, przy użyciu techniki zwanej pary lotnej (CVD). To stwarza wiele emocji w środowisku akademickim, ponieważ po raz pierwszy mamy dostęp do wszystkich znakomitych właściwości diamentu w formie, która jest przydatna w zastosowaniach inżynierskich. Możemy sobie wyobrazić, wytrzymałe powłoki diamentowe na części maszyn, okien diamentowych, elektronika, wyświetlacze diament diament, diament, wzmocnienia z włókna i całe mnóstwo innych zastosowań.Przegląd ostatnich zmian w tej dziedzinie można znaleźć tutaj.

 

  Film CVD polikrystalicznego diamentu.
Referencje:
JE Pole, Właściwości naturalny i syntetyczny diament, Academic Press, Londyn, 1992.
F.P. Bundy, P, T i schemat fazy reakcji na pierwiastkowego węgla, 1979; J. Geophys. Res. 85 (B12) (1980) 6930.
Podziękowania dla bazy danych w Krystalografii Cambridge w Daresbury CDS dla zaopatrywania struktur krystalicznych diamentu i grafitu.

Comments are closed.