Визначення твердості алмаза
Твердість алмазу можна визначити за допомогою декількох відомих раніше шкал. Твердість мінералів - такий показник, вимірювання якого краще уникати, якщо така можливість існує. Щоб перевірити твердість, потрібно дряпати мінерал різними матеріалами. Фрідріх Моос - відомий вчений-мінералог - в 1811 році запропонував використовувати для визначення твердості каменів спеціальну шкалу, придуману ним. Згодом її назвали шкалою Мооса.
Що ж таке твердість? Простими словами, це опір, який чинить мінерал, коли його намагаються подряпати іншим мінералом або матеріалом. Фрідріх Моос розробив шкалу з коефіцієнтом твердості від 1 до 10, де 1 - це тальк, а 10 - алмаз. Вчений взяв в свою еталонну шкалу легкодоступні мінерали і побудував їх у лінійку по зростанню опору іншим мінералів. Числа твердості, зазначені Моосом, не визначають справжню твердість мінералу.
Алмаз - найтвердіший в світі мінерал природного походження, за шкалою Мооса його показник дорівнює 10. Корунд має показник, що дорівнює 9. Вчений вдалося синтезувати карборунд, який перевершує по твердості корунд, але алмаз він все одно не дряпає. Сталь по твердості набагато поступається алмазу, її твердість знаходиться в діапазоні від 5,5 до 7,5 в залежності від сплаву. Твердіші за алмаз сплав стали зробити не вдалося. Але твердість сталі визначається за допомогою алмазних пластин: наскільки пластинка або пірамідка вдаючись в зразок стали, така і буде твердість. Зараз все частіше на виробництві алмази замінюються сталевими кульками спеціальних сплавів.
Міцність алмаза, або чому алмаз такий твердий
Дуже давно, коли на Землі ще не було життя, а сама планета була молодою, на поверхні відбувалися природні процеси. Тектонічна порода перебувала в розплавленому стані, вона перемішувалася під дією високих температур і парів різних випарів, а потім повільно остигає. Всі ці процеси призвели до формування самого твердого каменю, який зараз називається алмазом.
Походження назви даного каменю сягає своїм корінням у сиву давнину, чому його стали називати саме алмазом, до кінця залишається невідомим, але існує ряд припущень:
- Слово алмаз прийшло з Греції. "Адамас" - "твердий", "незламний".
- "Ал-ма" від перського "твердий".
- Назва каменю походить від жіночого імені Еліза або Елайза. Повна форма цього імені Єлизавета, означає «Божа милість». За легендою була дівчина, яка володіла даром зцілення людей. Імя її було Еліза. Вона була міцна душею і тілом, могла своїм умінням підняти на ноги навіть самого тяжкохворого людини. Одного разу Еліза закохалася в прекрасного юнака, він відповів на її почуття, їх любов була прекрасна, але тривала недовго. Еліза вирушила в далеку дорогу, щоб поповнити запаси цілющих трав. У цей час її коханий тяжко захворів. Коли Еліза повернулася, він був уже мертвий. Дівчина жила в горах, вона зайшла в одну з печер гірській місцевості і гірко заплакала. Це були найперші її сльози, вони звернулися в камені, які потім стали називати алмазами.
Твердість алмазу і графіту
Цікавим фактом є те, що алмаз - найміцніший мінерал, а графіту за шкалою Мооса відповідає число 1, що означає, що він самий мякий.
Алмаз і графіт складаються з однакових атомів одного і того ж хімічного елемента - вуглецю. Тоді чому одна речовина наймякше, а інше - найтвердіша? Відповідь дуже проста. Вся справа в хімічних звязках або кристалічних решітках цих мінералів. Атоми вуглецю по-різному повязані між собою, тому вони виявляють різні хімічні і фізичні властивості: мають різний зовнішній вигляд, твердість, пластичність, блиск та інші параметри. Графіт має шарувату структуру. Атоми вуглецю між собою повязані слабо, це і пояснює те, що графіт дуже мякий.
Лонсдейліт - синтетичний алмаз
У природі немає матеріалу твердіші за алмаз, але наука не стоїть на місці. Вченим вдалося синтезувати речовину, яка є на 58% міцніше алмазу. Назва цього матеріалу - лонсдейліт. Він може витримати тиск на 55 ГПа більше, ніж самий твердий природний мінерал. Але його використання майже неможливо, тому що його дуже важко отримувати. Вартість отримання не виправдовує витрачених коштів, а в його застосуванні немає особливої необхідності. Названий лонсдейліт в честь кристалографа Кетлін Лонсдейл, яка була родом з Британії.
