Ще бъдат ли нужни естествените диаманти през XXI век

Отговори на въпросиКатегория за въпроса: НаукаЩе бъдат ли нужни естествените диаманти през XXI век
ackbar попита преди 3 седмици

Според мен естествени диаманти винаги ще бъдат небходими. Ще се появят нови изкуствени камъни, които може би с отделни свойства ще „бият“ диамантите, но като цяло, с цялата си съвкупност от свойства диамантът е и в обозримо бъдеще ще остане най-добрата бижутерийна суровина, а брилянтът незаменимо украшение.
Какво обаче е вашето мнение?

1 отговора
bouvier отговорено преди 3 седмици

Що се отнася до, трудовата специалност на диаманта, то очевидно не го заплашва безработица. По-скоро обратното. Дори сега (въпреки че диамантът и диамантният инструмент се прилагат в десетки отрасли на промишлеността) се използват главно две негови свойства – изключителната му твърдост и устойчивостта му на изтриване. А другите, не по-малко забележителни свойства? Частично те вече се използват и в наши дни, а в бъдеще ще намерят още по-широко приложение. Освен това в изготвянето на диамантни абразиви дори днес 90% от тях се правят от синтетични диаманти. Перспективата е в тази област синтетичните камъни изцяло да изместят природните. Природните диаманти пък ще се използват по друг начин и най-вече в производството на брачни халки и годежни пръстени

Известно е, че бързите заредени частици, попадайки в кристал на природен диамант, избиват електрони от неговите атоми, т. е. йонизират веществото. Така в кристала на диаманта под действието на заредени частици се наблюдава светлинно „пламване“ и възниква токов импулс. Тези свойства на диаманта позволяват той да се използва като детектор на ядрено излъчване, в броячите на бързи частици, които могат да работят в сложни условия на агресивни среди. значителни температурни колебания, силни магнитни и гравитационни полета, високи механични натоварвания. Построените с такива броячи уреди ще се окажат незаменими при космични изследвания, а така също и при изучаване на дълбочинния строеж на нашата планета. От друга страна, химичната инертност на диаманта, високата му чувствителност спрямо бързи частици при стайна температура, както и близката му до тъканите на човешкото тяло електронна плътност го нареждат между най-ценните материали за броячи, които могат да се използват в медицината, включително и за вътрешнокухинни изследвания. Трябва да се отбележи, че случаите на използване на диамантни кристали за броячи са изключително редки и цената им е значително по-висока, отколкото същите по големина бижутерийни камъни.

Диамантът е прекрасен оптичен материал за различни видове кювети и прозорчета, способни да издържат високи налягания и натиск на вещества с различна степен на агресивност, в същото време той остава прозрачен в много широк диапазон от дължини на вълната. Някои фирми са организирали производство на оптико-акустични приемници на инфрачервено излъчване с диамантни прозорчета. На американските космически сонди от типа „Вояджър“, предназначени за изследване на Венера и Сатурн, има неголеми илюминатори, направени от монолитни диамантни пластини. През тях се осъществява фотографиране на планетите.

Благодарение на високата топлинна и химична устойчивост диамантът не губи прозрачността си дори в атмосферата на Венера с нейните 500 градуса (по Целзий), огромно налягане и наситеност със серни газове.
Една диамантна подложка на полупроводниковите схеми осигурява отлична изолация, отвежда топлината няколко пъти по-бързо, отколкото например медта, като съществено повишава ефективността и надеждността на работа на особено отговорни възли на електронните схеми.

Диамантният кристал може да служи и като оригинален термометър. Например за американските изкуствени спътници на Земята е разработен такъв уред. При него ролята на живачен стълб изпълнява диамантът. Той се нагрява от лъчението на далечните небесни светила, вследствие на което част от въглеродните атоми като че ли „изпадат“ от възлите на кристалната решетка. Броят на освободените атоми е свързан с температурата на нагряване. Резултатите от пресмятанията се засичат, превеждат се в градуси и по радиото се предават на Земята. Аналогичен диамантен термометър с успех се използва и при измерване на температурите в горивните камери на газови турбини, в цилиндрите на дизелови двигатели, в магистралните газопроводи. Работният диапазон на диамантния термометър е твърде широк – от минус 200° до плюс 650°С.

В най-близко бъдеще може да се очаква истинска революция и в една традиционна област, каквато е изготвянето на диамантни инструменти. В края на 1987 г. учените от Института по геология на Якутския филиал Русия са предложили нов метод за получаване на диамантни инструменти със сложна конфигурация. Изучавайки взаимодействието на диаманта с желязото, учените поместили в термична пещ диамант със средни размери така, че една от неговите стени да е хоризонтална. Върху тази стена поставили желязна пластинка, а след това във водородна среда повишили температурата до 1000°С. Желязната пластинка бавно и плавно потъвала в диаманта. Създавало се впечатление, че диамантът просто изчезва.

Резултатите от необикновения опит се обясняват по следния начин. При високата температура в местата, където диамантът се допира до желязната пластинка, връзките между въглеродните атоми се късат. Тези атоми, които са значително по-малки от железните, лесно преминават през кристалната решетка на желязото и излизат на повърхността на пластинката. Там въглеродът встъпва в реакция с водорода, а метанът, получен в резултат на реакцията, се изпарява.
Якутските учени отишли в своите опити по-далече. Те поставили върху диамантната стена желязна пластинка, в средата на която бил изрязан отвор във формата на неголямо зъбно колело. В пещта с водородна среда се поддържала температура 1200°С. След едно денонощие пластинката потънала в диаманта с 1 мм, а от нейния отвор се подало диамантно зъбно колело с идеална форма. Детайл с такава форма не може да се получи от диамант чрез нито един от известните по-рано методи. А нали върху диаманта може да се постави желязна пластинка с отвор във форма, да кажем, на микрофреза за часовникарската или приборостроителната промишленост или резец със сложна конфигурация. По такъв начин без особени усложнения може да се направи в диамантната изтеглячна дюза не кръгло, а квадратно или триъгълно отверствие.

Иска ни се да завършим с думите на академик А. Е. Ферсман, който още през 1920 г. в книгата си „Полускъпоценните камъни на Русия“ бе писал:„Блестящо бъдеще се очертава пред диаманта, а значи и пред хората. В ръцете си човек ще държи все още неизвестни днес оръдия на труда. Цялата сондажна техника, която „унищожава“ разстоянията и прониква през хребети и земни слоеве, ще притежава диаманта в нов, недостижим засега вид; цялата техника на рязане, гравиране, обработване на метала, на камъка и на дървото ще става чрез диаманта и вместо стоманения резец ще има диамантен. От големите диамантни кристали ще се правят тигли и чашки за топене на циркон и кварц.

Очертава се красива картина на бъдещото осветление на градовете, когато ще започнат да светят и да фосфоресцират в празното пространство големи диамантни кристали, а микроскопската техника и астрономията ще получат нов приказен материал за оптичните лещи. Като неизтриваем изолатор диамантът ще намери огромно приложение в електротехниката, а неговото преминаване в графит ще позволи да се осъществят чудесни превръщения“.