Dijamant je prirodni mineral, jedan od najpoznatijih i najskupljih. Oko njega postoje mnoge spekulacije i legende, posebno u pogledu njegove vrijednosti i otkrivanja falsifikata. Posebna tema za proučavanje je odnos dijamanta i grafita. Mnogi ljudi znaju da su ovi minerali slični, ali ne znaju svi tačno šta. A na pitanje po čemu se razlikuju, također, ne mogu svi odgovoriti. Šta znamo o strukturi dijamanta? Ili kriteriji za ocjenjivanje dragulja?
Dijamantska struktura
Dijamant je jedan od tri minerala koji su kristalna modifikacija ugljenika. Druga dva su grafit i lonsdaleit, drugi se može naći u meteoritima ili umjetno stvoren. A ako su ovo kamenje heksagonalne modifikacije, onda je tip kristalne rešetke dijamanta kocka. U ovom sistemu atomi ugljenika su raspoređeni na ovaj način: po jedan na svakom vrhu i u centru lica, a četiri unutar kocke. Dakle, ispada daatomi su raspoređeni u obliku tetraedara, a svaki atom je u centru jednog od njih. Čestice su međusobno povezane najjačom vezom - kovalentnom, zbog čega dijamant ima veliku tvrdoću.
Hemijska svojstva
Ugrubo govoreći, dijamant je čisti ugljenik, stoga kristali dijamanata moraju biti apsolutno providni i propuštati svu vidljivu svjetlost. Ali na svijetu ne postoji ništa savršeno, što znači da i ovaj mineral ima nečistoće. Smatra se da maksimalni sadržaj nečistoća u dragim dijamantima ne bi trebao biti veći od 5%. Sastav dijamanta može uključivati i čvrste i tekuće i plinovite tvari, od kojih su najčešće:
- azot;
- bor;
- aluminij;
- silicijum;
- kalcijum;
- magnezijum.
Takođe, sastav može uključivati kvarc, granate, olivin, druge minerale, okside željeza, vodu i druge supstance. Često se ovi elementi nalaze u sastavu minerala u obliku mehaničkih mineralnih inkluzija, ali neki od njih mogu zamijeniti ugljik u strukturi dijamanta - ovaj fenomen se naziva izomorfizam. U ovom slučaju, inkluzije mogu značajno uticati na fizička svojstva minerala, njegova boja, refleksija svjetlosti, a inkluzije dušika daju mu luminescentna svojstva.
Fizička svojstva
Struktura dijamanta određuje njegova fizička svojstva, ona se procjenjuju prema četiri kriterija:
- tvrdoća;
- gustina;
- disperzija i prelamanje svjetlosti;
- kristalna rešetka.
Tvrdoća minerala se procjenjuje na Mohsovoj skali, njena ocjena na ovom sistemu je 10, ovo je maksimalni pokazatelj. Sledeći na listi je korund, njegov indikator je 9, ali mu je tvrdoća 150 puta manja, što znači apsolutnu superiornost dijamanta u ovom pokazatelju.
Međutim, tvrdoća minerala uopšte ne znači njegovu snagu. Dijamant je prilično krhak i lako se lomi ako se udari čekićem.
Specifična težina dijamanta (gustina) je određena u rasponu od 3,42 do 3,55 g/cm3. Određuje se odnosom težine minerala i težine vode iste zapremine.
Osim tvrdoće, ima i visoke indekse prelamanja (2.417-2.421) i disperziju (0.0574). Ova kombinacija svojstava omogućava dijamantu da bude najdragocjeniji i idealan kamen za nakit.
Ostala fizička svojstva minerala su takođe važna, kao što je toplotna provodljivost (900-2300 W/m·K), takođe najveća od svih supstanci. Također možete primijetiti sposobnost minerala da se ne otapa u kiselinama i alkalijama, svojstva dielektrika, nizak koeficijent trenja metala u zraku i visoku tačku topljenja od 3700-4000 °C pri pritisku od 11 GPa.
Sličnosti i razlike između dijamanta i grafita
Ugljik je jedan od najčešćih elemenata na Zemlji, nalazi se u mnogim supstancama, posebno u živim organizmima. Grafit se, kao i dijamant, sastoji od ugljika, ali strukture dijamanta i grafita su vrlo različite. Dijamant se može pretvoriti u grafit pod uticajem visokih temperatura bez pristupa kiseoniku, ali u normalnim uslovima, sposoban je neograničenoostaju nepromijenjeni, to se zove metastabilnost, osim toga, tip kristalne rešetke dijamanta je kocka. Ali grafit je slojeviti mineral, njegova struktura izgleda kao niz slojeva smještenih u različitim ravnima. Ovi slojevi se sastoje od šesterokuta koji formiraju sistem nalik saću. Jake veze nastaju samo između ovih šesterokuta, ali između slojeva su izuzetno slabe, što uzrokuje slojevitost minerala. Osim svoje niske tvrdoće, grafit upija svjetlost i ima metalni sjaj, koji se takođe veoma razlikuje od dijamanta.
Ovi minerali su najupečatljiviji primjer alotropije - fenomena u kojem supstance imaju različita fizička svojstva, iako se sastoje od istog hemijskog elementa.
Porijeklo dijamanta
Ne postoji jednoznačno mišljenje o tome kako nastaju dijamanti u prirodi, postoje magmatske, plaštne, meteoritske i druge teorije. Međutim, najčešći je magmatski. Vjeruje se da se dijamanti formiraju na dubini od oko 200 km pod pritiskom od 50.000 atmosfera, a zatim izbacuju na površinu zajedno sa magmom tokom formiranja kimberlitnih cijevi. Starost dijamanata varira od 100 miliona do 2,5 milijardi godina. Takođe je naučno dokazano da se dijamanti mogu formirati kada meteorit udari u površinu zemlje, a mogu se naći i u samoj steni meteorita. Međutim, kristali ovog porijekla su izuzetno mali i rijetko su pogodni za obradu.
Depoziti dijamanata
Prvi depoziti koji su biliDijamanti su otkriveni i iskopani, locirani u Indiji, ali su do kraja 19. stoljeća bili ozbiljno iscrpljeni. Međutim, tamo su iskopani najpoznatiji, veliki i skupi uzorci. A u 17. i 19. stoljeću otkrivena su nalazišta minerala u Brazilu i Južnoj Africi. Povijest je prepuna legendi i činjenica o dijamantskoj groznici, koje su povezane posebno s južnoafričkim rudnicima. Posljednja otkrivena nalazišta dijamanata su u Kanadi, njihov razvoj je počeo tek u posljednjoj deceniji 20. stoljeća.
Rudnici Namibije su posebno zanimljivi, iako je iskop dijamanata tamo težak i opasan posao. Naslage kristala su koncentrisane ispod sloja zemlje, što, iako otežava rad, govori o visokom kvalitetu minerala. Dijamanti koji su prešli nekoliko stotina kilometara do površine uz stalno trenje o druge stijene su visokokvalitetni kristali nižeg kvaliteta jednostavno ne bi mogli izdržati takav put, pa je stoga 95% iskopanog kamenja kvalitetnog dragog kamenja. Postoje i poznate i mineralima bogate kimberlitne lule u Rusiji, Bocvani, Angoli, Gvineji, Liberiji, Tanzaniji i drugim zemljama.
Obrada dijamanata
Obrada dijamanata zahtijeva veliko iskustvo, znanje i vještine. Prije početka rada potrebno je temeljito proučiti kamen kako bi se naknadno sačuvala njegova težina što je više moguće i riješili se inkluzija. Najčešći tip dijamantskog reza je okrugli, omogućava kamenu da blista svim bojama i što bolje reflektuje svjetlost. Ali ovaj posao je i najteži:okrugli dijamant ima 57 ravni, a prilikom rezanja važno je poštovati najpreciznije proporcije. Takođe popularne vrste kroja su: ovalni, suza, srce, markiz, smaragd i drugi. Postoji nekoliko faza prerade minerala:
- markup;
- cijepanje;
- piljenje;
- zaokruživanje;
- rez.
Još se vjeruje da nakon obrade dijamant gubi otprilike polovinu svoje težine.
Kriterijumi za procjenu dijamanata
Kada se kopaju dijamanti, samo 60% minerala je pogodno za obradu, nazivaju se nakitom. Naravno, cijena sirovog kamenja je mnogo niža od cijene dijamanata (više od dva puta). Dijamanti se vrednuju po 4C sistemu:
- Karat (težina karata) - 1 karat je jednak 0,2 g.
- Boja (boja) - čisto bijeli dijamanti se gotovo nikada ne nalaze, većina minerala ima određenu nijansu. Njegova vrijednost uvelike ovisi o boji dijamanta, većina kamenja koja se nalazi u prirodi ima žutu ili smeđu nijansu, ružičasto, plavo i zeleno kamenje se može naći rjeđe. Najrjeđi, najljepši, a samim tim i skupi su minerali zasićenih boja, zovu se fantazija. Najrjeđi su zeleni, ljubičasti i crni.
- Bistroća (bistrina) je takođe važan pokazatelj koji određuje prisustvo nedostataka u kamenu i značajno utiče na njegovu vrijednost.
- Brez (rez) - izgled dijamanta uvelike zavisi od reza. Refrakcija i refleksija svjetlostineka vrsta "briljantnog" sjaja čini ovaj kamen toliko vrijednim, a pogrešan oblik ili omjer proporcija tokom obrade može ga potpuno uništiti.
Proizvodnja umjetnih dijamanata
Sada tehnologija vam omogućava da "uzgajate" dijamante, koji se gotovo ne razlikuju od prirodnih. Postoji nekoliko načina za sintetizaciju:
- Kreiranje HPHT-dijamanata je metoda najbliža prirodnim uslovima. Minerali se stvaraju od grafita i dijamanta na temperaturi od 1400°C pod pritiskom od 50.000 atmosfera. Ova metoda vam omogućava da sintetizirate kamenje kvalitete dragog kamenja.
- Stvaranje CVD-dijamanata (filmska sinteza) - proizvodnja kamenja u vakuumskim uslovima korišćenjem semena i gasova metana i vodonika. Ova metoda omogućava sintezu najčistijih minerala, međutim, oni su izuzetno male veličine, pa se uglavnom koriste u industrijske svrhe.
- Eksplozivna fuzija je metoda koja proizvodi male dijamantske kristale detonacijom eksploziva, a zatim ih hlađenjem.
Kako razlikovati original od lažnog
Kad smo već kod metoda za utvrđivanje autentičnosti dijamanata, vrijedi razlikovati provjeru autentičnosti dijamanata i neobrađenih dijamanata. Neiskusna osoba može pobrkati dijamant s kvarcom, kristalom, drugim prozirnim mineralima, pa čak i staklom. Međutim, izuzetna fizička i hemijska svojstva dijamanta olakšavaju uočavanje lažnog.
BPrije svega, vrijedi zapamtiti tvrdoću. Ovaj kamen može izgrebati bilo koju površinu, ali samo drugi dijamant može ostaviti tragove na njemu. Takođe, znoj se ne zadržava na prirodnom kristalu ako dišete na njega. Na mokrom kamenu će biti trag poput olovke ako ga pređete aluminijumom. To možete provjeriti rendgenskim snimkom: prirodni kamen pod zračenjem ima bogatu zelenu boju. Ili pogledajte kroz tekst: biće nemoguće razaznati ga kroz prirodni dijamant. Odvojeno, vrijedno je napomenuti da se prirodnost kamena može provjeriti zbog prelamanja svjetlosti: dovodeći original do izvora svjetlosti, možete vidjeti samo svjetleću tačku u centru.
