Geschiedenis van synthetische diamant
Feb 16, 2023
Laat een bericht achter
Kunstdiamant is al 68 jaar geboren. In deze periode hebben mensen het proces continu verbeterd en goede resultaten behaald
1, legende van diamant
Bijzonder aantrekkelijk is de kristalheldere diamant met de hoogste hardheid. De eerste diamant werd 4000 jaar geleden gevonden in de rivierbedding van de regio Golconda in India. Het gehalte aan diamant in de natuur is niet zeldzaam, maar zit vaak verborgen in diepere lagen. Dus oude Grieken geloofden dat diamanten fragmenten van sterren waren, oude Romeinen geloofden dat diamanten tranen van goden waren, en Indiërs geloofden dat diamanten de bestemming van bliksem waren.
De oude hindoes gebruikten diamanten als de ogen van het beeld en geloofden dat diamanten de drager tegen gevaar konden beschermen. In de oudheid werd het dragen van diamanten beschouwd als kracht, onoverwinnelijkheid en moed. Een kleine diamant is een perfect cadeau voor zowel mannen als vrouwen. Het woord diamant komt van het Griekse "adamas", wat onoverwinnelijk of onneembaar betekent.
Diamant is de originele steen van diamant. Wanneer een diamant het edelsteenniveau bereikt, kan deze een diamant worden genoemd. Slimme juweliers gebruiken de refractiviteit van diamant om de diamant te bewerken en te slijpen, waardoor deze gaat glanzen en de diamant op meisjesringen wordt. Om 1 karaat diamanten te produceren, moet er 250 ton ruw erts worden gedolven. En de diamant zelf heeft veel bewerking nodig om een mooie halsketting of onderdeel van de ring te worden.
2, Allotropie
Natuurkundige Newton vermoedde ooit dat diamant een brandbare stof was. De Franse chemici Macquer (PJ 1718~1784) en Cadet (IC1731~1799) hebben experimenten gedaan met het verbranden van diamanten in de lucht bij hoge temperatuur.
In 1772 herhaalden de scheikundige Lavasi en zij samen het experiment en bewees dat zelfs als de diamant niet in contact komt met de lucht, hij niet kan branden, zelfs niet als hij wordt verwarmd. Wanneer het echter in contact komt met lucht of zuurstof, kan de diamant verbranden bij verhitting door een grote condensor. Het ontstekingspunt van diamant in zuivere zuurstof is 720 ~ 800 graden en het ontstekingspunt in lucht is slechts 850 ~ 1000 graden. In 1797 onthulde de chemicus Smithson Tennant dat diamant een simpele substantie van koolstof is. Het blijkt dat het gas geproduceerd door diamantverbranding precies hetzelfde is als dat geproduceerd door houtskoolverbranding.
Van de verbrandingswarmte is de verbrandingswarmte van grafiet 393 51 kJ/mol, terwijl de verbrandingswarmte van diamant 395,41 kJ/mol is. Daarom is grafiet stabieler dan diamant bij normale temperatuur en druk. In 1799 zette de Franse chemicus Molvo een diamant om in grafiet. Natuurlijk bestaat diamant onder normale omstandigheden nog steeds stabiel en hoeven mensen zich geen zorgen te maken dat het grafiet wordt. Het experiment om diamant in grafiet te veranderen heeft het omgekeerde denken van mensen gestimuleerd. Kunnen we grafiet in diamant veranderen? Sindsdien hebben mensen grote belangstelling getoond voor het omzetten van grafiet in diamant.
3, poging van Movasan
De Franse chemicus Moissan (H.1852-1907) was de eerste chemicus die diamant probeerde te synthetiseren. Hij maakte gebruik van een fluorsubstitutie-lichtontledingsreactie om diamant te produceren, en het resultaat was amorfe koolstof. In die tijd kenden wetenschappers de voorwaarden voor diamantsynthese niet en begonnen ze de natuurlijke omstandigheden voor diamantvorming te bestuderen. In 1890 bestudeerde de Franse chemicus Daubrey (GA 1814~1896) het vormingsproces van diamanten in de natuur en wees erop dat diamanten gevormd moeten worden onder hoge temperatuur en hoge druk. Gezien de aard van diamanten, kunnen ze worden gevormd in een vloeistof of op zijn minst in een zachte omgeving. In 1892 ontdekte de Franse chemicus Friedel (C. 1832-1899) veel fijne diamanten uit de meteorieten die in Arizona, VS, werden gevonden.
Movasan bestudeerde meteorieten, meteorieten en diamanthoudende gesteenten en ontdekte dat ze naast diamanten ook grafiet en amorfe koolstof bevatten. Na deze studies is Movasan ervan overtuigd dat diamant wordt gevormd door grafiet en amorfe koolstof in een ijzerhoudende omgeving.
Dus vond hij de volgende methode uit om diamant te maken: het metaalijzer in de grafietkroes in de elektrische oven verhitten om het te smelten, en het gesmolten ijzer verzadigen met koolstof. Giet vervolgens het gesmolten ijzer in koud water. Wanneer het koolstofhoudende ijzer snel afkoelt, zal het buitenste metaal eerst stollen, waardoor er hoge druk in het metaal ontstaat. Diamant kan worden verkregen door ijzer uit een vaste stof te verwijderen met zuur.
Op 6 februari 1893 rapporteerde Movasan de resultaten van het experiment met kunstmatige diamant aan de Academie van Wetenschappen, wat in alle opzichten een sensatie veroorzaakte. Als eerste synthetische diamant noemden de Fransen hem "Regent" en verzamelden hem in het Louvre als de meest waardevolle schat. Toen schokte een rage van synthetische diamant de wereld.
Dit alles staat echter ver af van de werkelijke situatie. Hoewel de experimentele apparatuur is verbeterd, zijn er veel nieuwe methoden onderzocht en is de hoeveelheid grondstoffen vergroot, maar er zijn geen bevredigende resultaten verkregen. Kunstdiamant is niet alleen klein van formaat, maar ook donker van kleur. In die tijd was er een van de grootste en bijna kleurloze kleine kristallen met een diameter van minder dan een millimeter.
4, Synthese van diamant
Movasan deed het experiment met kunstmatige diamant maar één keer en hij deed het nooit meer. Vanwege de enorme commerciële winsten en industriële waarde van diamant hebben veel bedrijven en ondernemingsgroepen wetenschappers georganiseerd om het Mohs-experiment met synthetische diamant te herhalen, in de hoop wetenschappelijke onderzoeksresultaten om te zetten in industriële productie, maar geen van hen slaagde. (Dus sommige mensen vermoeden dat de met succes verkregen kunstmatige diamant een natuurlijke diamant is).
In 1955, de Amerikaanse algemene elektrische wetenschapper FP Bundy en Hall et al. gesynthetiseerde diamant bij 1650 graden en 95,00 atmosferische druk. Onder vergelijkbare omstandigheden is het product vele malen met succes herhaald. Door verschillende fysische en chemische tests wordt bevestigd dat het diamant is. Vervolgens zijn de methoden om synthetische diamant te produceren eindeloos. Wetenschappers hebben ook de technologie van synthetisch diamant onderzocht met behulp van gesmolten metaal (Ni, Cr, Mn, Fe, Co, enz.) als katalysator onder 5-100kbar hoge druk en 1200-2400K hoge temperatuur. Momenteel kunnen 10-karaats diamanten worden gesynthetiseerd.
Onlangs zijn wetenschappers erin geslaagd om kunstmatige diamanten te produceren uit de as van overleden huisdieren. Ze noemen het "LifeGem", een hoogwaardig herdenkingsjuweel van uw dierbare huisdier. Echte diamanten kunnen ook gemaakt worden van pindakaas. Het maken van deze diamant vereist echter extreem complexe wetenschappelijke apparatuur en is bestand tegen hoge temperaturen en druk, dus het is helemaal niet nodig om nu naar de supermarkt te rennen om alle pindakaas te kopen. In de ogen van materiaalwetenschappers is diamant gewoon een kristal van relatief zuivere koolstof, en is er niet veel bijzonders aan.
Aanvraag sturen
