Алмаз

Т. 1. стр. 106

АЛМАЗ (тюрк, алмас, от греч. adamas - несокрушимый), аллотропная модификация углерода. Кристаллич. решетка гранецентрированная кубическая (а = 0,357 нм, z = 4, пространственная группа Fd3m). Кристаллы обычно имеют форму октаэдра, ромбододекаэдра, куба и тетраэдра. Они могут быть бесцветными или окрашенными (в желтый, коричневый, розовато-лиловый, зеленый, голубой, синий и черный цвета), прозрачными, полупрозрачными и непрозрачными. Для кристаллов характерны сильный блеск, высокий показатель преломления (2,417), люминесценция в УФ, катодных и рентгеновских лучах.

При нормальных условиях алмаз метастабилен, но может существовать неопределенно долго, не превращаясь в устойчивую модификацию - графит. При высокой температуре в вакууме или инертной атмосфере, не плавясь, переходит в графит (быстро - выше 1800°С; в присутствии примесей, например следов О₂, температура перехода существенно снижается); ΔH° превращения - 1,898 кДж/моль. Температура тройной точки алмаз –графит - жидкий углерод 3700 К, давление 11 ГПа.

Пририродные алмазы подразделяются на два типа: I (непрозрачный к УФ-излучению; поглощение в областях 600-1300 нм и выше 300 нм) и более редкий II (не имеет поглощения в области 600-1300 нм). Алмазы указанных типов различаются также по интенсивности пятен на дифрактограммах.

Алмаз содержит ряд примесей, главная из которых - азот (до 0,25% в типе I и до 0,001% в типе II), Идеальная плотность (вычисленная) 3,515 г/см³. При 350 К С⁰_ср 8,472, при 550К - 14,844, при 1000 К - 21,528, при 298 К - 6,600 Дж/(моль·К); S⁰₂₉₈ 2,37 Дж/(моль·К); температура Дебая 1860±10 К; максимальная теплопроводность для типа I 6 кВт/(м·К), для типа II 10 кВт/(м·К); температурный коэффициент линейного расширения 1,3·10^-6 К^-1. Алмаз - диэлектрик: для типа I ρ 10¹⁶ Ом·см, для типа II - 10¹⁴ Ом·см; ε 5,7±0,05 (300 К); ширина запрещенной зоны 5,49 эВ (295 К).

Алмаз - самое твердое и наименее сжимаемое из всех известных веществ (твердость по шкале Мооса 10; коэффициент сжимаемости 1,8·10^-12 Па^-1); хрупок, способность к пластической деформации проявляет только при 1800-1900°С. В природе алмаз встречается в виде монокристаллов и поликристаллических образований (борт, баллас, карбонадо). Единица массы алмаза - карат (1 кар = 0,2 г); наиболее крупные кристаллы достигают 200 кар и более.

Алмаз не взаимодействует с кислотами и щелочами в отсутствие окислителей. В присутствии О₂ сгорает около 870°С.

Синтетический алмаз получают из различных углеродсодержащих веществ, главным образом из графита, в специальных аппаратах при 1200-1600°С и давлениях 4,5-8,0 ГПа в присутствии Fe, Со, Сr, Мn или их сплавов; путем наращивания алмазных пленок на алмазные затравки при разложении углеродсодержащих веществ при 1000°С и низких давлениях (130-650 гПа).

Технический алмаз (природный и синтетический) используют для изготовления резцов, фрез, сверл, шлифпорошков, буровых долот и коронок, фильер и др. Из природных ювелирных алмазов изготавливают бриллианты. Добыча природного алмаза в капиталистических странах в 1977 составляла 33,3 млн.кар, производство синтетического алмаза - 60,0.

Лит Орлов Ю Л, Минералогия алмаза, M, 1973. Алмаз Справочник, К. 1981, «Industrial Diamond Review», 1968, v 28, № 329. Bruton E, Diamonds, 2 ed. L., 1978.

Я. А. Калашников

Похожие статьи:

1. Обыкновенный синтез обыкновенного алмаза Член-корр. АН СССР Б. В. Дерягин, доктор химических наук Д. В. Федосеев Химия и жизнь №10, 1982 г., с. 26-29