Historien om syntetisk diamant
Feb 16, 2023
Lämna ett meddelande
Konstgjord diamant har fötts i 68 år. Under denna period har människor kontinuerligt förbättrat processen och uppnått goda resultat
1, Legend of Diamond
Den kristallklara diamanten med högsta hårdhet är särskilt attraktiv. Den första diamanten hittades för 4000 år sedan på flodbädden i Golconda-regionen i Indien. Innehållet av diamant i naturen är inte ovanligt, men det är ofta gömt i djupare skikt. Så forntida greker trodde att diamanter var fragment av stjärnor, gamla romare trodde att diamanter var tårar från gudar och indianer trodde att diamanter var blixtens destination.
De gamla hinduerna använde diamanter som ögon på statyn och trodde att diamanter kunde skydda bäraren från fara. I forntida tider ansågs att bära diamanter tillför styrka, oövervinnerlighet och mod. En liten diamant är en perfekt present till både män och kvinnor. Ordet diamant kommer från grekiskan "adamas", som betyder oövervinnelig eller ointaglig.
Diamant är den ursprungliga diamantstenen. När en diamant når ädelstensnivån kan den kallas en diamant. Smarta juvelerare använder brytningsförmågan hos diamant för att bearbeta och slipa diamanten, vilket gör den glänsande och blir diamanten på tjejers ringar. För att producera 1 karat diamanter måste 250 ton rå malm brytas. Och själva diamanten behöver en hel del omarbetning för att bli ett vackert halsband eller en del av ringen.
2, Allotropi
Fysikern Newton misstänkte en gång att diamant var ett brännbart ämne. Franska kemister Macquer (PJ 1718~1784) och Cadet (IC1731~1799) har gjort experiment på att bränna diamanter i luften vid hög temperatur.
År 1772 upprepade kemisten Lavasi och dem experimentet tillsammans och bevisade att även om diamanten inte kommer i kontakt med luften kan den inte brinna även om den värms upp. Men när den är i kontakt med luft eller syre kan diamanten brinna när den värms upp av en stor kondensor. Antändningspunkten för diamant i rent syre är 720 ~ 800 grader, och antändningspunkten i luft är endast 850 ~ 1000 grader. År 1797 avslöjade kemisten Smithson Tennant att diamant är en enkel substans av kol. Det har visat sig att gasen som produceras av diamantförbränning är exakt densamma som den som produceras av träkolsförbränning.
Från förbränningsvärmen är förbränningsvärmen för grafit 393 51 kJ/mol, medan förbränningsvärmen för diamant är 395,41 kJ/mol. Därför är grafit mer stabil än diamant vid normal temperatur och tryck. 1799 omvandlade den franske kemisten Molvo en diamant till grafit. Naturligtvis, under normala förhållanden, existerar diamant fortfarande stabilt, och folk behöver inte oroa sig för att det ska bli grafit. Experimentet att förvandla diamant till grafit har stimulerat människors omvända tänkande. Kan vi förvandla grafit till diamant? Sedan dess har människor visat stort intresse för hur man omvandlar grafit till diamant.
3, Movasans försök
Den franske kemisten Moissan (H.1852-1907) var den första kemisten som försökte syntetisera diamant. Han använde sig av fluorsubstitutionsljusnedbrytningsreaktion för att producera diamant, och resultatet blev amorft kol. Vid den tiden kände forskarna inte till villkoren för diamantsyntes, och de började studera de naturliga förutsättningarna för diamantbildning. År 1890 studerade den franske kemisten Daubrey (GA 1814~1896) bildningsprocessen av diamanter i naturen och påpekade att diamanter måste formas under hög temperatur och högt tryck. Med tanke på diamanternas natur kan de formas i flytande eller åtminstone i mjuk miljö. År 1892 upptäckte den franske kemisten Friedel (C. 1832-1899) många fina diamanter från de meteoriter som hittades i Arizona, USA.
Movasan studerade meteoriter, meteoriter och diamantbärande stenar och fann att de förutom diamanter även innehåller grafit och amorft kol. Efter dessa studier är Movasan övertygad om att diamant bildas av grafit och amorft kol i en järnhaltig miljö.
Så han uppfann följande metod för att göra diamant: att värma metalljärnet i grafitdegeln i den elektriska ugnen för att smälta det och mätta det smälta järnet med kol. Häll sedan det smälta järnet i kallt vatten. När det kolhaltiga järnet svalnar snabbt kommer den yttre metallen att stelna först, vilket kommer att generera högt tryck inuti metallen. Diamant kan erhållas genom att ta bort järn från fast material med syra.
Den 6 februari 1893 rapporterade Movasan resultaten av experimentet med konstgjord diamant till Vetenskapsakademien, vilket väckte en sensation i alla aspekter. Som den första syntetiska diamanten döpte fransmännen den till "Regent" och samlade den i Louvren som den mest värdefulla skatten. Sedan skakade en vurm av syntetisk diamant världen.
Allt detta är dock långt ifrån den faktiska situationen. Även om den experimentella utrustningen har förbättrats, har många nya metoder utforskats, och mängden råvaror har ökats, men inga tillfredsställande resultat har erhållits. Konstgjord diamant är inte bara liten i storleken, utan också mörk till färgen. På den tiden fanns en av de största och nästan färglösa små kristallerna med en diameter på mindre än en millimeter.
4, Syntes av diamant
Movasan gjorde bara experimentet med konstgjord diamant en gång, och han gjorde det aldrig igen. På grund av diamantens enorma kommersiella vinster och industriella värde har många företag och företagsgrupper organiserat forskare för att upprepa Mohs syntetiska diamantexperiment i hopp om att omvandla vetenskapliga forskningsresultat till industriell produktion, men ingen av dem lyckades. (Så vissa människor misstänker att den konstgjorda diamanten som erhållits framgångsrikt är en naturlig diamant).
1955, den amerikanska allmänelektroforskaren FP Bundy och Hall et al. syntetiserad diamant vid 1650 grader och 95,00 atmosfärstryck. Under liknande förhållanden har produkten framgångsrikt upprepats många gånger. Genom olika fysikaliska och kemiska tester har det bekräftats att det är diamant. Därefter är metoderna för att producera syntetisk diamant oändliga. Forskare har också utforskat tekniken för syntetisk diamant med hjälp av smält metall (Ni, Cr, Mn, Fe, Co, etc.) som katalysator under 5-100kbar högt tryck och 1200-2400K hög temperatur. För närvarande kan 10-karatdiamanter syntetiseras.
Nyligen har forskare kunnat producera konstgjorda diamanter från askan från avlidna husdjur. De kallar det "LifeGem", som är en högkvalitativ jubileumspärla från ditt dyrbara husdjur. Äkta diamanter kan också tillverkas av jordnötssmör. Att tillverka denna diamant kräver dock extremt komplex vetenskaplig utrustning och tål höga temperaturer och tryck, så det är helt onödigt att rusa till snabbköpet för att köpa allt jordnötssmör nu. I materialforskarnas ögon är diamant bara en kristall av relativt rent kol, och det finns inte mycket speciellt.
Skicka förfrågan
