Доброго времени суток, дорогие друзья. Алмаз невероятно стоек к разного рода воздействиям со стороны окружающего мира. Но даже при этом все равно существует температура плавления алмаза, которой можно добиться только при условии соблюдения определенных факторов.

На самом деле измерить температуру плавления алмазов не так-то просто. Все дело в том, что при этом оказывает воздействие и высокое давление. Иначе есть риск превращения камня обратно в графит.

Эксперименты с температурой плавления алмазов

В этой истории отличилась национальная Ливерморская лаборатория им. Лоуренса. Ведь ученые калифорнийского университета провели необычный эксперимент, в результате которого выяснилось, что алмаз плавится при температуре 3700—4000 градусов по Цельсию и при давлении в 11 Гпа. Опыт был проведен еще в 2010 году.

В отличие от многих обычных твердых веществ, алмаз невозможно превратить в жидкость путем обычного повышения температуры окружающего воздуха.

Такими наблюдениями в ходе эксперимента поделился Эггарт Джон, один из руководителей процесса. Также он рассказал, что для такого состояния алмаз необходимо дополнительно держать под очень большим давлением. Как вы догадываетесь, измерить температуру алмаза при этом очень нелегко.

А без давления не обойтись: на воздухе горение алмаза осуществляется при температуре, близкой к 1000 градусов по Цельсию, а в вакууме при 2000 градусов он превращается в графит (при этом в обратную сторону процесс повернуть невозможно, в лучшем случае получится синтетический алмаз, уступающий своим собратьям). Промежуточного состояния в обоих случаях нет.

Причем опыт по исследованию минерала провели еще в конце 17 века итальянские ученые, которые решили во что бы то ни стало сплавить несколько экземпляров в единое целое. В результате удалось выяснить только температуру плавления камня.

Также в свое время удалось выяснить, что ультрафиолетовыми лучами плавления также не добиться. Ведь при этом минерал попросту начинает превращаться в углекислый газ. По этой причине не получилось создать ультрафиолетовые лазеры с использованием камня – они попросту приходят в негодность. Но для обычных алмазов все не так страшно. Ведь для полного исчезновения одного микрограмма минерала потребуются долгих 10 миллиардов лет.

Ход главного эксперимента

А вот и ход самого эксперимента, проведенного в 2010:

1. Ученые взяли алмаз совсем небольшого размера (1/10 карата).
2. При помощи наносекундных импульсов лазера были образованы ударные волны, создающее огромное давление.
3. При достижении давления, в 40 раз превосходящего атмосферного на уровне моря, алмаз достиг жидкого состояния.

Но на этом все не кончилось. Ученые начали уменьшать давление и понижать температуру. В результате выяснилось, что алмаз начинает возвращаться в твердую форму (правда кусочками) при давлении в 11 миллионов атмосфер и 50000 Кельвинов. При этом эти кусочки плавали в оставшемся «бульоне» подобно льдинам в море. Ученые решили и дальше понижать давление, но при этом не менять температуру. И алмаз начал вести себя как обычная вода – в нем стало появляться еще больше «айсбергов», сами образования стали больше.

Необычные гипотезы

На основании подобных опытов были сделаны выводы о возможности существования подобных условий на Уране и Нептуне. Все дело в том, что обе этих планеты состоят из углерода на значительные 10%.

Есть версия, что океаны расплавленного алмаза могли бы быть основой для необычного магнитного поля для Нептуна и Урана, ведь их полюса разнесены (!). То есть полюс магнитный не совпадает с полюсом географическим.

Но пока гипотезы остаются всего лишь гипотезами. Ведь отсылать спутники к обеим планетам или пытаться моделировать их атмосферы на Земле – занятия трудные и дорогостоящие. Но однажды мы доподлинно узнаем, что же на самом деле происходит там.

Кстати, если вас заинтересовала тема космоса и этих необычных планет, то мы предлагаем вам посмотреть обучающий ролик о них.

Тайны вселенной драгоценных камней раскрыты еще не полностью. Заходите почаще и узнаете немало нового об этих удивительных минералах. До скорого!

Команда ЛюбиКамни

Физические свойства алмаза

Каменные природные материалы представлены в ассортименте, причем, весомая часть из них – это драгоценные изделия, которые активно применяются в ювелирном искусстве, так как красота в сочетании с надежностью формирует соответствующие эксплуатационные удобства. Но особым образом выделяется алмаз, так как это прочность, механическая стойкость, надежность и, самое главное, привлекательный вид.

Алмаз – это бриллиант природного происхождения, который при нормальных температурных и влажностных условиях метастабилен. Это обеспечивает срок эксплуатации без повреждений и нарушений технических свойств. В вакуумном пространстве или контакте с инертным газом при высоких температурах превращается в графит. По шкале эталонных минералов твердости Мооса изделие занимает первое место. Прочность подтвердилась рядом испытаний и лабораторных исследований структуры.

Бытовые средства измерения твёрдости драгоценных камней

Измерение твердость алмаза по шкале Мооса – это возможность получить точные показатели, но вот многие желают самостоятельно в домашних условиях узнать, насколько твердым считается драгоценный камень.

Определить технические свойства преломления и стоимость драгоценного камня можно только тогда, когда известен показатель его прочности и твердости.

Есть определенные методы определения твердости минералов, таких как сапфир, аметист, изумруд или рубин, в домашних условиях, если правильно отнестись к постановлению требований и выбору соответствующей методики.

Можно попытаться разбить драгоценный камень, в данном случае алмаз, при использовании молотка, гидравлического оборудования или распилить. Разнообразие способов измерения твердости предоставляет возможность активно поэкспериментировать и проверить, на что способен материал. Но, вне зависимости от выбранного способа, в любом случае, окажется, что драгоценный камень ничем не портится и не деформируется.

Но, в любом случае, самые точные результаты сможет предоставить экспертиза качества, которая позволяет оценить прочность по шкале Мооса.

Классификация природных каменных материалов по твёрдости

Природные каменные материалы – это большой ассортимент изделий, благодаря чему можно ознакомиться с техническими и эксплуатационными качествами. Каждый вариант имеет свои определенные структурные особенности, качество, надежность и внешний вид, а также отличаются отрасли применения. И именно поэтому первоначальное ознакомление с уровнем прочности и твердости – это возможность продумать основные методы применения.

Как правило, твердость алмаза обеспечивается по шкале Мооса, и если рассматривать показатели природных каменных материалов и физические свойства, например, алмаза, то предоставляются следующие варианты с характерными свойствами в таблице сравнений:

Показатель твердости царапания по Мооса	Природный каменный материал	Податливость к царапанию и способы применения
1	Тальк	Из-за пористой структуры материал можно соскрести даже ногтем. Применяется в основном в виде сыпучего вещества в медицине, косметологии и производстве.
2	Гипс	Рыхлая структура легко царапается ногтем. Применяется в медицине и изготовлении строительных материалов.
3	Кальцит	Материал можно поцарапать при надавливании медной монеткой. Применяется в строительстве при создании цемента и извести.
4	Флюорит	Минерал можно поцарапать острым ножом. Применяется в ювелирном деле для бижутерии и драгоценных обманок.
5	Апатит	Трудно поддается царапанию ножом. Применяется в изготовлении суперфосфатов и фосфоритной муки.
6	Ортоклаз	Царапается острым абразивным напильником. Эксплуатируется в сфере промышленности для изготовления строительных материалов, специальных средств и прочего.
7	Кварц	Материал может поцарапать оконное стекло и остаться без повреждений. Применяется в оптических приборах, медицине, радиотехнике и так далее.
8	Топаз	Материал может с легкостью поцарапать кварц и остаться без потертостей. Применяется в ювелирном деле для изготовления украшений.
9	Корунд	Изделие с легкостью царапает топаз и остается без дефектов. Основная сфера применения – ювелирное искусство.
10	Алмаз	Материал ничем нельзя поцарапать, но он сможет без труда повредить корунд. Применяется в основном в ювелирном деле, промышленностях, изготовлении строительных материалов в качестве напыления, в медицине, строительном деле, технологических процессах и так далее.

Линейная твёрдость

Алмаз – это природный минерал, который состоит из особых химических элементов, которые положительно влияют на итоговое качество в плане прочности, твердости и надежности. Линейная твердость материала показывает прочность изделия по отношению к механическим нагрузкам или сгоранию. Это ценная информация для ювелиров, работников промышленной отрасли и прочих потенциальных потребителей, которые нуждаются в обработке материала с целью его практичного применения.

Что такое шкала твердости по Моосу для металлов и минералов

Шкала Мооса – это измерительная таблица, позволяющая узнать показатель твердости минерала и каменного материала. Появилась такая шкала в XIX столетии, а название идентично фамилии создателя. После разработки и проведения ряда исследований измерительный показатель стал пользоваться большой популярностью по причине своей максимальной точности и эффективности в рамках раскалывания производственной деятельности.

Определение показателя металлов и минералов по шкале Мооса позволяет подобрать правильную технологию обработки материала для создания комфортных эксплуатационных условий. И благодаря точным показателям, предоставляются точные сведения в плане того, можно ли расплавить алмаз или его лучше разбить молотком, да и возможно ли это вообще. Технические свойства каждого каменного материала идеально описываются в шкале известного геолога.

Плотность (удельный вес) алмаза

Удельный вес алмаза, а именно коэффициент плотности, находится в пределах 3,417-3,55 г/см³, что говорит о возможности уже обработанного изделия справиться с механическими нагрузками в процессе обработки с целью получения нужной формы и размера.

Интересно! При одинаковых объемах алмаз будет примерно в 3,5 тяжелее, чем вода.

Можно ли разбить алмаз молотком

Алмаз применяется в ювелирном деле, промышленности и строительном деле в качестве напыления у специального оборудования, и поэтому многих интересует вопрос, можно ли разбить алмаз молотком, чтобы получить соответствующие технические и декоративные свойства?

Если говорить о работе с настоящим алмазом, а не синтетическим аналогом, то здесь предоставляется высокая прочность, показатель которой находится на вершине шкалы Мооса в плане твердости, то сломать его молотком невозможно. Дело в том, что алмаз в несколько десятков раз прочнее стали. Но если речь идет о синтетическом варианте алмаза, то он легко поддается механическим разрушениям с помощью отбойного молотка или кувалды.

Но как же ювелирные мастера обрабатывают алмаз для получения нужной формы и точных граней? Дело в том, что здесь идет речь об использовании особых технологий обработки материала, а именно применяется пресс, если нужно создать крошку из материала либо методика накала и отбивания. Все зависит от того, какого именно вида драгоценного камня нужно добиться.

Можно ли расплавить алмаз

Алмаз – это дорогой и редкий природный материал, применяемый в ювелирном деле, но процесс обработки требует внимательного отношения ввиду особой прочности. И вот именно поэтому технология расплавления относится к особо актуальным. Но для этого нужно знать, какая температура плавления алмаза.

Температура кипения может выдерживать горение 1000 градусов Цельсия, поскольку так прогревается не только внешняя, но и внутренняя полость, благодаря чему последующее отбивание материала позволяет придать ему нужную форму и размер, как у железа. Но при работе с такой температурой нужно действовать предельно внимательно и аккуратно, поскольку только так можно избежать не только собственного травмирования, но и повреждения драгоценного камня.

Температура плавления и характеристики алмаза

Температура плавления алмаза — это одна из характеристик драгоценности, которая до сих пор не изучена в полном объеме. Камень имеет уникальные свойства, которые ценятся не только в ювелирном деле, но и в промышленности. И температура плавления не стала исключением из правил.

Некоторые минералоги и исследователи объясняют такие странные характеристики алмаза его космическим происхождением. То есть, предполагают, что материал попал на планету после падения большого количества метеоритов и остался в недрах земли.

Базовые характеристики алмаза

В качестве примера можно привести то, что алмаз обладает наивысшей твердостью по шкале Мооса, при этом камень хрупкий. Вещество является диэлектриком и изолятором. Алмаз обладает самой прочной упаковкой, то есть кристаллической решеткой. Структура состоит из одного атома углерода, который в природе является горючим и имеет аллотропные модификации. Самой известной формой элемента, помимо алмаза, является графит.

Ученые неоднократно проводили опыты, а также эксперименты, которые были связаны с модификациями углерода. В частности, во время плавления хотели добиться и посмотреть, не будет ли перехода алмаза в графит и наоборот. Одними из последних исследователей, которые занимались вопросом плавления, была группа физиков из университета в Калифорнии. Опыт проводился в 2010 году, и целью ученых был перевод алмаза в жидкое состояние.

Температура плавления алмаза

Сложность заключалась в том, что с повышением температуры вещество превращается в графит. Поэтому, вместе с температурой, приходилось повышать и давление. Интересно, что в обратную сторону процесс провести нельзя: графит не превращается в алмаз без затравки даже под действием высоких температур.

Показатель плавления вещества

Если верить уже проведенным исследованиям, то показатели плавления алмаза находятся на таком уровне:

С доступом кислорода вещество сгорает при температуре 850-1000 градусов Цельсия. Алмаз горит синим пламенем, после чего исчезает бесследно, превратившись в углекислый газ. В этом убедились ученые из Италии Тарджони и Аверани на собственном опыте. Еще в 1694 году они решили провести эксперимент и соединить два мелких бриллианта в один крупный. Несколько попыток закончилось сгоранием драгоценностей.

• Плавного расплавления добиться очень сложно. Для этого необходимо проводить эксперименты без доступа кислорода и в устройствах с переменой давления.
• Без доступа кислорода горение алмаза происходит при повышении показателей температуры до 1800-2000 градусов Цельсия, и вещество превращается в графит.
• Плавление происходит на уровне 3700-4000 градусов Цельсия, но достичь таких температур в лабораториях получается с большим трудом.

Кривую плавления алмаза построить тяжело, она получается аномальной, учитывается и наличие кислорода в процессе. Сходства и стандартов, как у других веществ, нет. Поэтому показатель неточный и может измениться после очередных экспериментов.

Ученые взяли алмаз небольшого веса, и плавление происходило под действием ударной волны. Волну создавали наносекундные лазерные импульсы. Жидкий алмаз, то есть расплавленный материал, действительно был получен в ходе эксперимента при давлении в 40 миллионов атмосфер.

Но при постепенном повышении давления и температуры до 50 000 по Кельвину на жидкой поверхности алмаза стали появляться твердые частицы. При этом неожиданным открытием стало то, что частицы не тонут в жидкости, а плавают, как кубики льда, напоминая айсберги. Жидкость не меняется и не кипит в процессе дальнейшего нагревания. При понижении давления и сохранении температуры на том же уровне частицы становились больше и склеивались в одно целое. В дальнейшем алмаз постепенно переходил в твердое состояние. Несколько «айсбергов» склеиваются между собой, жидкость не испаряется в процессе.

В обычных условиях на земле такого состояния углерода добиться нельзя. Но исследователи думают, что в недрах таких планет, как Нептун и Уран, углерод содержится именно в таком кипящем состоянии. Там есть целые океаны кипящих алмазов.

Подтверждения или материалов на эту тему нет, но большинство ученых согласно с гипотезой. А также это предположение объясняет странное действие магнитных полей планет. Эти небесные тела являются единственными в Солнечной системе, у кого нет четких географических полюсов, они все время перемещаются. Тщательнее исследовать планеты не получается, поскольку моделирование ситуации на земле или отправление экспедиций к этим планетам — дорогостоящий и трудоемкий процесс.

А вот еще один эксперимент был посвящен превращению алмаза в углекислый газ. Для этого ученые воздействовали на алмаз мощными ультрафиолетовыми лучами, после чего в камне образовывались углубления в месте воздействия. Камень выгорает и переходит в газообразное агрегатное состояние.

Производство лазеров на основе алмазов — изобретение, не имеющее смысла. Такие приборы ломаются и становятся непригодными к использованию. Но, конечно, не стоит переживать о том, можно ли носить камень летом под действием солнца — обычный ультрафиолет не повредит алмазу. Чтоб удалить один микрограмм минерала, нужно выдерживать камень под ультрафиолетом почти 10 миллиардов лет.

Интересен и тот феномен, что во время пайки изделий с бриллиантами в ювелирных магазинах, камень поддается нагреванию и обработке. Часто ювелиры паяют изделия с бриллиантами. Но такие действия могут закончиться помутнением камня, и владельцу придется отдавать его на переогранку. Опасно находиться над горелкой бриллиантам с микротрещинами или другими повреждениями — хрупкий камень рассыплется на части.

Каждый эксперимент внес свой вклад в исследование вещества под названием алмаз. К сожалению, до конца феномен плавления алмаза объяснить не удается. Зато новым ученым есть к чему стремиться, поле для исследований готово и человечество ждет открытий. Характеристика алмаза пригодится в производстве и в искусственном выращивании вещества. А также она поможет в исследовании космоса.

Алмаз в жидком состоянии

Это состояние, находящееся на границе кристаллической и расплавленной форм, поможет не только лучше узнать структуру и характеристики алмаза, но и раскроет тайны далеких планет.
«Алмазы можно назвать привычным для Земли химическим соединением. Однако для того чтобы его расплавить, недостаточно просто высокой температуры — необходимо также экстремально высокое давление, которое, в свою очередь, мешает регулировать нагрев», — говорит один из авторов исследования Герман Эггерт.
Ученым однажды удалось расплавить алмаз, но в ходе того эксперимента научная группа не смогла должным образом регулировать течение процесса и измерять параметры. Можно сказать, что результат того опыта получился случайно.
Алмазы — исключительно прочный материал, и одно только это превращает его плавление в сверхсложную задачу. Но, кроме того, есть еще одна особенность, которая делает процесс практически невозможным. Дело в том, что при повышении температуры алмазы не желают сохранять свою природу и меняют физические свойства, превращаясь в графит. И уже это соединение превращается в жидкость. Ученым пришлось пойти на хитрость — довести алмаз до того состояния, когда он начинает превращаться в графит, и удержать его в нем.
Газовые гиганты Уран и Нептун — один из немногих мест в известной нам части Вселенной, где сверхвысокие температуры сочетаются со сверхвысоким давлением. Чтобы воспроизвести подобные природные условия, Эггерт и его коллеги поместили натуральный алмаз весом десять карат и толщиной в полмиллиметра в лазерную установку, которая способна создавать гигантское давление.
При давлении в 40 миллионов раз выше, чем давление на Земле на уровне моря алмаз превратился в жидкую субстанцию. После этого ученые начали постепенно уменьшать давление и температуру в установке. На отметке в 11 миллионов раз превышающее нормальное давление на Земле и температуре около 50000 градусов Кельвина в алмазной жидкости начали образовываться твердые осколки. Опытным путем удалось установить, что процесс их формирования набирает обороты при понижении давления с одновременным поддержанием температуры на постоянном уровне.
Дальнейшее поведение образца поразило ученых. Алмазные крошки не слипались, а плавали в жидкой среде подобно тому, как айсберги плавают на просторах океанов.
Большинство материалов в жидкой форме обладают плотностью меньше, чем в твердой. Единственным исключением считается вода, поскольку плотность льда всегда меньше плотности воды в жидком состоянии. Расплавленный алмаз демонстрирует те же качества.
Анализ показывает, что Нептун и Уран на десять процентов состоят из углерода. Поэтому, считает Эггерт, существование на этих планетах алмазных морей вполне возможно. Мало того, подобные формирования отлично вписались бы в теорию, поскольку могут объяснить одну из интереснейших загадок этих газовых гигантов.
На Земле магнитные полюса практически совпадают с географическими полюсами. А на Уране и Нептуне ось магнитного поля резко смещена от оси вращения — разница составляет около 60 градусов. Существование алмазного океана, который способен отражать и преломлять магнитные волны, вполне могло бы дать объяснение подобному феномену.
Об алмазных морях и бриллиантовых берегах Урана и Нептуна рассказал сотрудник Института космических исследований доктор геолого-минералогических наук Илья Торбаев.
«С физической точки зрения предложенная модель не имеет явных изъянов. Да, мы привыкли к тому, что для Земли алмаз является уникальным минералом. Но эта уникальность обуславливается только отсутствием на нашей планете достаточных условий для формирования таких химических соединений.
Уран и Нептун, напротив, как будто бы созданы для синтеза подобных веществ. Высокое содержание углерода, экстремальное давление и высокая температура могли сделать так, что алмаз там стал так же распространен, как кремний на Земле. В то время как физико-химическая составляющая эксперимента Эггарта не вызывает никаких сомнений, астрономическая часть требует проверки и доказательств. Но их придется подождать — ближайшие экспедиции к Урану и Нептуну запланированы лишь на 2025-2030 годы».

Алмаз – это довольно редкий и дорогой камень. Рождается он в глубине земли и выходит на поверхность в виде кимберлитовой трубки. Открыт этот минерал был давно, но только в шестнадцатом веке учеными началось изучение свойств этого драгоценного камня. После многочисленных опытов физиками был дан ответ о строении и свойствах алмаза.

Но изучение этого минерала продолжается до сих пор. В настоящее время нет точного ответа на вопрос — что будет, если расплавить алмаз? Открытие строения структуры и свойств минерала, позволило использовать его не только как ювелирное украшение, но и в различных отраслях промышленности.

Структура и свойства алмаза

По структуре алмаз представляет собой кристаллическую решетку атомов углерода с очень прочной связью, которая определяет его свойства.

• Твердость алмаза. Это самый твердый из всех минералов, известных в настоящее время. Благодаря своей структуре, разрушить или повредить его поверхность другими минералами или предметами, невозможно.
• Отсутствие реакции алмаза на агрессивную химическую среду в виде щелочей и кислот.
• Хрупкость минерала.

Особенность строения кристаллической решетки минерала делает его хрупким. При сильном ударе по камню, он раскалывается на мелкие части. Это его свойство используется ювелирами при огранке алмазов.

Если основные свойства алмаза в большей степени изучены, то какими свойствами будет обладать минерал, если его попробовать расплавить? Экспериментальные опыты на тему: «как расплавить алмаз», физиками проводились и проводятся в настоящее время.

Как расплавить алмаз

Физикам удалось, вследствие эксперимента, получить жидкие капли алмаза, но измерить температуру плавления и зафиксировать новые свойства минерала в этом состоянии, не получилось. При нагревании алмаза обычным способом в воздушном пространстве до температуры в 1000 градусов по Цельсию, он сгорает, а в вакууме, при температуре 2000 градусов, превращается в графит.

Ученые, в процессе эксперимента, решили воздействовать на природный алмаз в одну десятую карата высокой температурой, 3500 градусов по Цельсию и высоким давлением ударной волны (давление достигало 11 млн атмосфер) с помощью лазерных импульсов.

При постепенном понижении температуры и давления, появились образования в виде кусочков льда, не тонущих на поверхности образовавшейся жидкости. Количество этих твердых образований при неизменной температуре и пониженном давлении все больше и больше увеличивалось.

В виду сложности условий эксперимента, изучить свойства расплавленной формы алмаза не удалось. Однако подобные проявления зафиксированы на Нептуне и Уране. Есть вероятность, что в недрах этих планет существуют моря из расплавленных алмазов.

Расплавит ли лава алмаз?

Температура лавы колеблется от 500 до 1200 градусов. Температура плавления алмаза начинается от 3500 градусов (при этом необходимо давление более 11 ГПа). Так что нет, лава алмаз расплавить не способна. Однако она способна его сжечь, т.к. при атмосферном давлении алмаз сгорает при температуре 1000 градусов.

Интересный факт. В 2013 году в лаве действующих вулканов на Камчатке были обнаружены россыпи алмазов. Как такое возможно, если они должны сгорать. После ряда исследований ученые сделали вывод, что это новообразовавшиеся алмазы с новыми свойствами. Им даже дали отдельное название — толбачинские. Как говорится в сообщении: «алмазы образовались в вулканических газах в результате шоковой кристаллизации под действием грозовых электрических разрядов».

О том, в какое вещество переходит алмаз при плавлении, ученые спорят до сих пор. С XVI века, момента обнаружения минерала, ведется его активное изучение. Но, до сих пор не разгаданы многие тайны. За более чем 500 лет было проведено множество экспериментов в стремлении ученых разгадать эту загадку. Но большинство свойств камня все еще остаются неизученными. Каждое открытие занимает многие годы. В нашей статье, мы приоткроем для вас одну из завес, за которой скрывается много интересного.

О базовых свойствах

От того, при какой температуре плавится алмаз, зависит возможность его применения и в ювелирной отрасли, и в промышленности. Но характеристика пока не изучена в полном объеме, так как камень имеет уникальные свойства. Его сложно сравнить с чем-либо, из известного миру.

Одно из объяснений столь необычных характеристик минерала – его внеземное происхождение. Есть теория, что алмаз попал на планету из космоса вместе с метеоритами и осел в недрах земли. Другие ученые, объясняют странное поведение камня строением его кристаллической решетки.

Атомы углерода в нем имеют сверхпрочную связь, что обуславливает уже известные свойства алмаза:

• аномальную твердость;
• устойчивость к агрессивной химической среде (щелочи и кислоты);
• хрупкость.

Парадокс алмаза в том, что, с одной стороны, это самый прочный минерал на планете. Но с другой — он очень хрупкий и его легко повредить сильным ударом. Последнее свойство ювелиры используют при огранке.

Интересные свойства, изученные в ходе экспериментов

Алмаз — самый удивительный камень. Его природа и свойства заставляют самых умных людей планеты решать наисложнейшие задачи. Его красота восхищает миллионы. Это один из лучших диэлектриков и изоляторов. В его состав входят только атомы углерода.

Любопытно, что сам углерод – крайне горючее вещество. В природе, он чаще встречается в форме графита. Это натолкнуло ученых на идею преобразования одного вещества в другое. Их интересовало, будет ли в процессе расплавления алмаз переходить в графит и наоборот. Результаты получились неоднозначными.

Выяснилось, что создать из алмаза графит возможно, нагрев кристалл до 2000 градусов и перекрыв доступ кислорода. А вот провести обратную реакцию, не изготавливая затравку, так и не удалось. Об этом вы можете прочитать в статье «Об искусственных алмазах и бриллиантах». Если же камень нагревать не в вакууме, он просто превратится в углерод.

Переход из одного состояния в другое

По температуре и среде в плавильной печи, можно спрогнозировать, в какое состояние перейдет алмаз. Если в колбе присутствует кислород, то камень полностью сгорит при температуре 850-1000 градусов Цельсия. Во время реакции будет выделяться бледно-синее пламя. По окончанию эксперимента, в капсуле останется CO2 – кислород и углерод.

Доказать это удалось еще в 1694 году итальянским ученым, Тарджони и Аверани. Они старались сплавить два небольших бриллианта в один, но только сожгли камни.

Их эксперимент провалился потому, что добиться плавного расплавления алмазов невероятно сложно: необходима капсула без кислорода, с возможностью регулирования давления внутри нее.

То, в какое вещество переходят алмазы, нагретые до 2000-3000 градусов, зависит от окружающей среды. Если перекрыть кислород и создать температуру в 1800-2000 градусов, можно получить графит. Подняв уровень тепла до 3700-4000 градусов в тех же условиях, можно получить расплавленный углерод. Но добиться от лабораторных приборов таких мощностей крайне сложно.

Ход эксперимента и его результаты

Чтобы определить, при какой температуре плавится алмаз, в 2010 году был проведен большой эксперимент. Камень размером в 1/10 карата был помещен в специальную капсулу, где создавались волновые наносекундные импульсы. В печи было достигнуто давление в 10 млн атмосфер и температура 40000 по Кельвину (39726,85 по Цельсию), после чего кристалл перешел в жидкое состояние.

На этом эксперимент не завершился. Ученые продолжили поднимать температуру и давление. Когда жар достиг 50000 Кельвинов (49726,85 Цельсия), алмаз начал затвердевать. Причем, делал это буквально кусками – на поверхности расплавленной массы образовывались твердые кристаллы.

Конструкция напоминала айсберг. Любопытно, что расплавленная масса не кипела и не изменялась, когда ученые продолжили повышать температуру. Но с понижением градусов и при сохранении давления кристаллы становились больше и срастались в один.

Феномены и научные факты

Не только плавление алмаза интересовало ученых. В ходе одного из экспериментов по превращению камня в углекислый газ, произошло интересное открытие. При воздействии на кристалл мощными ультрафиолетовыми лучами в минерале образовалась полость.

Удалось выяснить, что ультрафиолет вредит алмазу. Но у владельцев украшений с бриллиантом это не должно вызывать беспокойства. Пройдут десятки тысяч лет, прежде чем солнечные лучи смогут навредить вашим драгоценностям.

Многие загадки алмаза ученые так и не смогли разгадать. Например, в ювелирных мастерских камень легко поддается нагреванию, обработке и пайке. Правда, если в бриллианте присутствуют трещины, он разлетится на маленькие осколки.

Лава и углеродные кристаллы

Из-за того, что бриллиантовые месторождения находятся в кимберлитовых трубках – месте выхода вулканической породы на поверхность, возникают закономерные опасения. Может ли лава расплавить алмаз? Ответ однозначный – нет.

Дело в том, что температура плавления алмаза свыше 3500 градусов. Да и давление необходимо не шуточное, более 11 гПа. Жар лавы – всего 500-1200 градусов. Простым сравнением приходим к выводу, что потоки лавы могут лишь сжечь минерал, если достигнут 1000 градусов.

Интересно, что в 2013 году алмазы были обнаружены в лаве действующего вулкана. Для ученых это стало очередной загадкой, связанной с минералами. Проведя исследования, они сошлись во мнении, что минерал образовался в результате «шоковой кристаллизации». Ее причиной стал грозовой электрический разряд.