Синтетический алмаз

Минералогия сообщает нам, что и графит, и алмаз имеют один и тот же химический компонент: углерод. Из-за различий в кристаллических структурах графит мягкий, а алмаз твердый.

Позвольте мне объяснить подробнее:

Структура алмаза представляет собой гранецентрированную кубическую структуру, состоящую из тетраэдрических , где центральный атом углерода каждого тетраэдра ковалентно связан в прочной прямой связи с четырьмя атомами углерода в вершинах. Благодаря насыщаемой и направленной природе ковалентных связей структура становится исключительно прочной.

Для дальнейшего уточнения:

Каркас алмаза характеризуется гранецентрированной кубической решеткой, состоящей из взаимосвязанных тетраэдров. Внутри каждого тетраэдра центральный атом углерода образует ковалентные связи с четырьмя окружающими атомами углерода в углах.

Присущие ковалентным связям свойства, в частности их насыщенность и направленность, способствуют чрезвычайной стабильности и прочности этой структуры.

Кристаллическая структура графита показана на рисунке, где атомы углерода расположены в плоских гексагональных слоях, при этом расстояние между атомами углерода внутри плоскости мало и они связаны ковалентными связями, которые являются прочными и жесткими. Расстояние между атомами углерода в соседних слоях велико, они связаны силами Ван-дер-Ваальса, что приводит к мягкой текстуре графита. Поэтому графит также является смазкой.

Основной принцип производства искусственных алмазов заключается в изменении слоистой гексагональной структуры графита в гранецентрированную кубическую структуру алмаза. Все синтетические алмазы преобразуются из графита в условиях давления около 5,6-6 ГПа и температуры около 1300 градусов.