Украшение с алмазами - это, конечно, мечта каждой амбициозной леди. Однако не дефицит подобных ювелирных изделий стал причиной, по которой многие ученые мира десятилетиями трудились в поисках способа, как произвести на свет искусственный алмаз. Он жизненно необходим во многих отраслях (оптика. медицина, микроэлектроника), причем целью создаваемой технологии являлось то, чтобы искусственные алмазы не только не утратили свойств натурального драгоценного камня, но и превзошли его по совершенству кристаллической решетки.
На сегодняшний день известно как минимум четыре способа, как создать искусственный алмаз. Какой из них самый прогрессивный, трудно сказать, потому как один слишком дорогостоящий, недостатком другого является грязный цвет кристаллов, третий имеет существенное отличие от натурального по форме кристаллов. Поэтому технология производства выбирается в зависимости от того, на какие цели пойдет камень. Кристаллическая решетка природного алмаза представляет собой тетраэдр, по прочности ему нет равных, а в способности преломлять свет он значительно превосходит стекло:алмаз - 2,42, стекло - 1,8.
Если рассматривать самый надежный способ получения синтетических алмазов, то это будет путь, наиболее приближенный к природным условиям. Однако он является и самым дорогостоящим. Дороговизна прежде всего в самой установке - пресс с высоким давлением. В него помещается цилиндр, а в него уже специальная камера, выполненная из карбида тантала с кристаллическим углеродом (графит). Именно так находится алмаз в толще земли. Цилиндр снабжен специальными отверстиями, через которые подается вода под высоким давлением и проникают хладагенты.
В процессе многоступенчатой технологии графиту предстоит стать алмазом. Сначала под высоким давлением подается мощным потоком вода, которая сжимает графит. После этого он подвергается заморозке до -12 градусов Цельсия. Процесс сжатия не только не прекращается на протяжении всего технологического процесса, а, напротив, увеличивается за счет заморозки с 2-3 тысяч атмосфер вначале до 20 тысяч в конце. Далее вступает на доли секунды электрический ток, и наконец ледяной затвор размораживается и на свет появляется искусственный алмаз.
Полученный алмаз в точности повторяет естественную кристаллическую решетку тетраэдра, но обладает несколько грязноватым оттенком. Однако по прочности аналог гораздо превосходит натуральный. Таким способом получают камень для технических целей. Другая технология тоже достаточно проста, когда алмазы выращиваются в метане без доступа воздуха. Без специальной аппаратуры здесь не обойтись. Синтетический алмаз в итоге имеет кубическую форму кристаллов, абсолютно идентичен по прочности, но черного цвета.
Чтобы его получить, в специальную емкость аппарата погружают натуральный алмаз в мизерных количествах, как затравку. Его раскаляют и постепенно начинают подачу углерода (0,2% каждый час). Технология взрыва дает чистейшие алмазы по цвету, прочности, и форме кристаллической решетки. Для их получения используют все тот же графит, который предварительно разогревается и в момент взрыва превращается в алмазную крошку. Именно в крошку, потому как при таком способе выход кристаллов очень велик, но они получаются мелкими.
Такие же мелкие искусственные алмазы получают при низких температурах. В этой технологии используют специальный металл-катализатор, который и позволяет существенно снизить давление и температуру. Как правило, в камеру помещают графит, растворитель, железо, кобальт, никель. Алмаз слой за слоем "растет" в прослойке между раскаленным графитом и пластиной-катализатором. Так получают алмазы для технических целей. В течение каждого отдельного цикла вырастает до 50 гр.
В зависимости от используемого катализатора, алмазы различаются по цвету. Так, примесь никеля дает зеленый оттенок, с помощью бериллия получают голубые алмазы. Можно получать и другие цвета: белый прозрачный и матовый, желтый. Низкотемпературный способ придает синтетическим алмазам квадратную форму. Прочность получается выше, чем у природного алмаза. Если поместить в камеру крошку корунда вместе с хромом, а в качестве катализатора использовать чистый корунд, то на выходе удастся получить идеальный рубин.
Если добавить к этому составу железо и титан, то можно получить сапфир. Температура понадобится 600 градусов по Цельсию, а давление всего 1,5 тысячи атмосфер. Современные технологии позволяют, таким образом, создавать драгоценные камни, которые по внешним признакам не сможет отличить от натуральных даже профессионал-ювелир. Конечно, если взять в руки высокоточные приборы, то примеси удастся обнаружить. Но невооруженным глазом это сделать не удастся.
Создать все вышеупомянутые технологии позволили знания о том, что по сути природный алмаз - это всего лишь углерод. Таким же чистым углеродом являются уголь древесного происхождения и графит. Поэтому последний чаще всего превращается в драгоценные алмазные кристаллы путем применения одного из способов. Известно, что углерод может быть в твердом, газообразном и жидком состоянии. Изучив временные характеристики этих состояний и использовав давление и изменения температуры, теперь стало возможным получать искусственные алмазы.
О том, как сделать алмаз, люди задумывались десятками лет. А все потому, что выращивание этих камней не просто обогатит создателя методики, но и сделает их более доступными. Есть мнение, что реально получить бриллиант из графита или угля, так как все они состоят из углерода. Прочитав статью, вы сможете разобраться, насколько это утверждение реально, в чем разница между упомянутыми минералами и можно ли получить драгоценность, не покидая пределов квартиры.
Небольшой экскурс в свойства пород
Вплоть до 17 века, никто не подозревал о сходстве угля, алмаза и графита. Они никогда не соседствовали в природе. Тем более, ученые не могли помыслить о превращении одного вещества в другое. Все изменилось, когда английский химик Теннант провел свой эксперимент и выяснил их истинную природу.
Визуально, понять это не было возможности, так как породы совершенно различны. Графит не имеет прочных связей и состоит из скользящих друг по другу чешуек. Его основная сфера применения – смазка для снижения трения между поверхностями. Внешне, он похож на расплавленный металл.
Угольный состав включает в себя мелкие частицы графита, но дополняется углеводородным соединением, кислородом и азотом, что придает ему не жидко-вязкую форму, а более плотную. Алмазы же, вообще имеют одно из самых прочных соединений в природе. Внешне – это прозрачные камни, совсем несхожие со своими «собратьями».
Игры с породами: превращение одного вещества в другое
Как только ученые обнаружили сходство алмаза, угля и графита, они задались целью научиться превращать одно вещество в другое. Первые эксперименты были удачными.
Выяснилось, что при нагревании «драгоценного камня» в безвоздушном пространстве до 1800 градусов, он полностью превращается в графит. Тот же эффект получается, если сквозь раскаленный до 3500 градусов уголь, пропустить электрический ток. Получив успех на этих превращениях, ученые задались целью сделать искусственный алмаз, и застряли практически на 100 лет.
Эксперимент, как из угля сделать алмаз, увенчался успехом только в 1880 году и проходил в 2-а этапа. Сначала, путем электролиза, получали графит. Затем, его помещали в стальную колбу, закрывали с обоих концов и нагревали докрасна. Иногда, сосуд не выдерживал давления и взрывался. Но, если все проходило гладко, то при вскрытии трубы внутри находили темные, но сверхпрочные кристаллы.
Теория взрыва: первый шаг на пути к цели
В естественной среде алмазы образуются при температурах свыше 1600 градусов Цельсия, и давлении 60-100 тыс. атмосфер. На все это, у природы уходит сотни тысяч, а иногда и миллионы лет. Поэтому, выращивание искусственных алмазов вывело бы многие сферы на новый уровень.
Ученые уже научились создавать искусственные алмазы, на что уходит лишь несколько месяцев. Но, для процесса превращения требуется дорогостоящее оборудование и труднодоступные материалы. Можно попробовать обойтись подручными средствами, но вероятность успеха крайне мала.
Если же вы решитесь создать алмаз самостоятельно, то вам потребуется заложить графитовый стержень и тротил в толстую трубу, а затем заварить ее концы. После детонации взрывчатки, внутри колбы создается нужное давление и температура, вследствие чего образуется высокопрочный кристалл. Но, как показывают расчеты, вероятность разнести помещение и убить себя выше, чем получить драгоценный камень.
Безопасный способ обогащения – находка для экспериментаторов
О том, как вырастить алмаз в домашних условиях, ходит много «легенд». Вычленить среди них действенный, а, главное, безопасный способ – сложнорешаемая задача. Тот вариант, о котором сейчас пойдет речь, подходит для любителей экспериментов, но всерьез ожидать получения драгоценного камня не стоит.
Внимание! Администрация сайта не несет ответственности за возможные последствия эксперимента.
Инструкция по работе предполагает подготовку необходимых компонентов. К ним относятся:
- карандаш;
- провод;
- вода или жидкий азот;
- источник высокого напряжения (сварочный аппарат).
Чтобы получить искусственный алмаз, достаньте из карандаша грифель. Можно купить отдельно. Теперь, соедините его с проводом и опустите в емкость. Следующий шаг зависит от того, что вы используете. В первом варианте, следует залить конструкцию водой и заморозить. Во втором варианте, заморозка происходит при помощи жидкого азота.
Как только вы получите нужную температуру, подсоедините провода к источнику напряжения и пустите ток. Считается, что после прохождения через грифель разряда, он трансформируется в алмаз.
Домашний эксперимент: получение кристаллов из соли
Получить алмаз без лабораторных условий невозможно. Но, вы можете своими руками вырастить красивые соляные кристаллы. Для эксперимента вам потребуются:
- водный дистиллят;
- поваренная соль;
- прочная нить;
- пищевые красители (для красоты).
Возьмите емкость и наполните ее водой. Сыпьте в нее соль до тех пор, пока она не перестанет растворяться. Отрежьте нить и закрепите на ней соляной кристалл. Поместите конструкцию в жидкость и подождите несколько дней. Если добавить пищевые красители, то «камушки» получатся разных оттенков.
Соль – не единственный материал, подходящий для таких химических преобразований. Можно использовать сахар или медный купорос. Тогда, кристаллы «вырастают» немного другие, но методика остается прежней. Приятных вам экспериментов.
Получение больших кристаллов
Далее, поговорим о том, как делают алмазы больших размеров в домашних условиях. Для эксперимента вам понадобится все та же соль (100 гр.), дистиллят (400 мл.) и грифель (12 гр.). Возьмите стакан и смешайте сыпучие ингредиенты. Теперь, аккуратно залейте их водой, дождитесь полного растворения и оставьте емкость на 24 часа.
Руководство по созданию искусственных алмазов начинается с того, что вы сливаете воду из стакана (в другую емкость, так как она пригодится далее). На дне посудины, вы найдете получаемые от реакции кристаллы. Выберете наиболее правильный и большой (затравку), а оставшиеся отложите в контейнер.
Выращивание больших домашних алмазов — долгий процесс, требующий терпения. Но, в результате у вас получится красивый многогранный камень, который можно использовать для создания украшений или декора.
Возьмите прочную нитку и закрепите ее на карандаше или любой палочке. К другому концу прикрепите затравку и опустите ее в оставшийся раствор. Все что вам остается — это ожидание. Испаряясь, вода будет нарастать на ваш кристалл и делать его больше. Если в процессе на нитке будут образовываться другие камушки, их лучше удалять.
Чтобы получить алмазы в домашних условиях, требуется дистиллят. Дело в том, что для химических реакций жидкость должна быть без примесей, чтобы эксперимент удался. Но, не всегда легко найти очищенную воду. Тогда, можно создать ее самостоятельно, прокипятив на газу и прогнав через обычный лабораторный фильтр.
После кипячения, фильтр можно заменить промокашкой, ватой, марлей или обычной бумагой — вопрос удобства использования. Чтобы реакция удалась, используемая вода должна быть теплой, но не горячей. Когда вы выращиваете алмазы, раствор постепенно испаряется. Следите, чтобы ваш кристалл не оказался на воздухе — это его испортит.
Полярный круг. Надо быть странным, чтобы захотеть сюда приехать. И надо быть сумасшедшим, чтобы хотелось здесь жить. Однако, это один из самых северных форпостов цивилизации. В этом разбитом взрывами уголке северной Канады температура опускается ниже минус 45 градусов по Цельсию. Это одно из самых неприветливых мест планеты. Так зачем люди сюда приезжают? На этом суровом арктическом острове есть вулкан. В основании вулкана зарыто огромное количество алмазов. Это алмазные копии Дьявик (Diavik Diamond Mine). Так как извлечь алмаз из под замерзшего вулкана? Как это делают?
Все начинается очень шумно. Каждую неделю полмиллиона тонн камня взрывом выбивают из этого кратера. А из этих осколков каждую неделю добывают столько алмазов, сколько умещается в шахтерской каске. Когда-то этот вулкан мощно извергался, но постепенно он превратился в богатейшее месторождение любимых женщинами камней. Жилы в вулканической породе называют Кимберлитовыми трубками.
Кимберлитовая трубка – это круглая труба лавового потока, который поднимался много миллионов лет назад. Он прокалывал старый вулкан. Но добыть алмазы из вулкана нелегкая задача. После того, как взрыв отрывает очередной кусок вулканического кратера, работать начинают большие грузовики. Эти громадные машины весят по 235 тонн каждая, и большинством из них бережно управляют… женщины! Говорит одна из них: «Когда я в первый раз в него села, было страшновато, но потом привыкла».
Грузовики осторожно ползут по ледяной дороге, которая вырезана в склоне кратера, чтобы доставить драгоценный груз на обрабатывающую фабрику. Это похоже на груду щебня, но в каждом грузовике алмазов в среднем на 70.000 долларов!
Большая часть добываемых в мире алмазов предназначена для промышленных нужд, но камни из вулкана Дьявик, в основном, оказываются на шеях или пальцах счастливиц. Чтобы добраться до драгоценных камней тысячи тонн вулканической породы надо перемолоть и превратить в кусочки размером меньше 25 миллиметров. Проблема в том, как разбить породу на мелкие кусочки не повредив находящиеся внутри алмазы.
На огромной фабрике Дьявик вулканическая порода проходит через ряд дробилок. Эти гигантские устройства так отлажены, что воздействуют на более мягкие камни, оставляя алмазы целыми. Пока алмазы отделяются от породы, оператор за пультом управления следит за возможными неполадками. Кусочки камней постепенно уменьшаются в размере, и камни с алмазами отсортировываются. Затем камни промывают водой и едким составом, называемым магнитно-масленым абразивом. Он состоит из битума, песка и глины.
После этого от больших камней отделяются драгоценные камни. Пока они скреплены с кусочками бросового камня. Теперь эти тысячи мелких камней под вооруженной охраной перевозят на 300 километров южнее, в один из самых укрепленных комплексов Северной Америки. Чтобы полностью отделить алмазы от камней, нужно нагреть породу, а потом обработать такой сильной кислотой, что для выполнения этой операции используются роботы.
После этого их можно взвесить и отправить на резку и полировку. Чтобы превратить алмаз в бриллиант каждый камень изучает начальник цеха. Он архитектор бриллианта, и тщательно анализирует каждый камень, высматривая изъяны и особенности. Он решает, как грань камня обработать, чтобы получить самый изящную симметричную форму, потеряв при этом как можно меньшую часть алмаза. Ему помогает компьютер, который видит камень насквозь. После разметки камень отправляют на обработку.
Следующий вопрос состоит в том, как резать самый твердый минерал, известный человеку. Алмаз режется алмазом. Стальной резец с алмазной кромкой вращается со скоростью 12.000 оборотов в минуту и режет камень медленно и осторожно. Один камень могут обрабатывать 12 часов. После обрезки алмазы отправляют в другой цех для оттачивания. Для этого два алмаза трутся друг об друга. После того, как полировочные машины закончили свое дело, драгоценный камень гранят.
На этом этапе алмаз превращается в бриллиант. Его полируют, чтобы он сверкал, словно звезда на ночном небе. Это делается с помощью устройства, которое называется Полоз. Его прижимают к чугунному диску, покрытому алмазной пылью, вращающегося со скоростью 35 оборотов в минуту. После полировки бриллиант поступает на последний контроль качества. Говорит сотрудница центра «Мне нравится думать, что кто-то будет носить камень, обработанный моими руками».
Следующая остановка – шикарный ювелирный магазин, где камни будут радовать женщин и разорять мужчин. Понятно, почему эти камешки так дороги. Они проделали удивительный путь. Их просеивали, крошили, резали, полировали и окунали в кислоту. И этот удивительный путь начался с дыры в земле.
Как сделать алмаз в Майнкрафте?
Алмаз в Майнкрафте считается самой ценной рудой. Без нее не удастся сделать большинство действительно нужных предметов. Существует несколько способов сделать алмаз в этой игре. Подробнее о них будет написано ниже.
Добыча алмазов в Майнкрафте
В Майнкрафте алмаз можно добыть. Для этого вы должны вооружиться железной киркой. Алмазы можно встретить на 1 - 16 блоках от админиума. Как правило, полезное ископаемое располагается жилами по 1 - 8 блоков. Чаще всего встречаются 2 - 3 блока вместе. Самым простой способ отыскать алмаз - спуститься в пещеры на необходимую глубину. Однако пещеры таят в себе много опасностей, ведь можно нарваться на злобного моба или упасть в лаву. По этой причине нужно соблюдать осторожность.
Чтобы найти алмаз в Майнкрафт, следует прокопать проход вниз и дойти до 16 уровня. Затем сделайте коридор в 20 блоков в длину, после чего по обеим сторонам от него проройте коридоры через блок. Может случиться, что алмазов вы не найдете; в этом случае нужно будет спуститься ниже и продолжить работу. Копайте до админиума, и вы обязательно наткнетесь на алмазную жилу. Когда она будет найдена, обкопайте ее со всех сторон. Такая мера позволит сохранить находку, и ни один алмаз не упадет в лаву.
Как можно сделать алмаз в Майнкрафт?
Далеко не всем хочется спускаться в пещеру и заниматься поиском алмазов. Этот элемент можно попросту сделать. Нужно только установить мод Industrial Craft2. Скачать его можно здесь: bendercraft.ru .Также для крафта алмазов вам потребуются следующие компоненты:
Превратите весь уголь в угольную пыль, используя дробитель. Из угля и кремня сделайте угольный шарик, после чего сожмите его в компрессоре. Затем создайте угольную глыбу, сожмите ее. В результате этого у вас получится алмаз. Как видите, сделать свой алмаз в Minecraft несложно, нужно только установить мод.
Где можно найти алмазы в Майнкрафт?
Если не хочется делать алмазы и спускаться в пещеру, можно поискать этот элемент. Он
может храниться в сундуках, которые находятся в сокровищницах, храмах, и деревнях НПС. Вот только их немного, да и попадаются они очень редко.
Также можно попробовать увеличить имеющееся количество алмазов. Однако для этого нужен стол зачарования. Если наложить на кирку чары «удача», то при разбивании блока алмазов вы будете получать больше единиц.
Где можно использовать алмазы?
Алмаз - лучший камень и самый ценный предмет в игре Майнкрафт. Ведь из него можно сделать крепкие и высокоэффективные инструменты. Среди них можно отметить следующие:
К примеру, только при помощи алмазной кирки можно добыть обсидиан, который используется для портала в нижний мир. Кроме этого, из алмаза крафтится мощная броня, а значит, игрок одержит верх на злобными мобами.
Приветствуем вас, дорогие наши читатели. Люди во все времена хотели сделать невозможное возможным. В том числе опробовать методы, чтобы узнать, как сделать алмаз и вырастить его в домашних условиях.
Задача эта действительно непростая и требует вдумчивого и кропотливого отношения к процессу. В этой статье мы рассмотрим как вполне реальные способы создания кристаллов, так и совсем невероятные (во всяком случае, для проведения дома).
Можно ли из графита получить алмаз?
Конечно, зачастую ценятся куда выше, чем созданные искусственным образом. При этом добытчики алмазов получают немалые прибыли. Однако, в погоне за собственным любопытством и иногда жаждой наживы, многие стремятся узнать, возможно ли получить этот драгоценный минерал искусственным образом?
Эти сомнения подстегиваются еще и тем, что состав графита и алмаза практически идентичен.
И в какой-то степени сомневающиеся правы – алмаз действительно можно получить путем некоторых манипуляций из простого графита. Это было доказано еще в 1955 году. Но для такого события понадобилось создать температуру в 1800 градусов по Цельсию и давление в 120 000 атмосфер. Можно ли сделать это проще?
Эксперименты и результаты ученых
Пару лет назад ученым удалось под кратковременным воздействием лазерного импульса заставить углерод нагреться практически до 3800 градусов по Цельсию. После этой процедуры углерод быстро охлаждается. В результате этого американским ученым удалось получить пока что самую твердую форму углерода, названную Q-углеродом.
То есть практически такой камень можно получить при нормальном атмосферном давлении и комнатной температуре (при наличии лазера конечно). Самое интересное, что по результатам таких экспериментов, в Северной Каролине (а именно там проводились испытания) пришли к выводу, что данная форма углерода превышает по прочности алмаз.
Но и это еще не все – настоящий алмаз в наши дни можно сделать буквально за считанные минуты.
Правда понадобится еще и огромное статическое давление и температура порядка 2500 градусов. Но такие алмазы получаются (за счет поликристалличности) даже более твердыми, чем природные аналоги.
Но все эти способы хоть и хороши, однако требуют хотя бы частичного воспроизведения природных условий. Единственное, что ученым удалось «скостить» – это время, затрачиваемое на создание минерала. Также иногда получается уменьшить и температуру с давлением, но тут уже требуется специализированное оборудование, стоящее немалых денег и труднодоступное для обывателя.
Так возможно ли вырастить алмаз самостоятельно?
Как сделать алмаз: эффективные и не очень способы
На самом деле, для создания алмаза (в идеале) должны соблюдаться следующие условия:
- Давление более чем в 100 000 атмосфер.
- Температура порядка 1600 градусов (или выше).
- Сотни тысяч лет (лучше дольше).
Искусственным образом сейчас удается создать алмазы за несколько месяцев. Однако остальные условия все равно приходится соблюдать.
Но безумные экспериментаторы не собираются отчаиваться. Вот что они предлагают:
- C помощью волшебного сочетания трубы, графита и тротила предлагают создать плотно запаянную конструкцию. Корпусом должна послужить труба, в которую надо сложить остальные компоненты. После образовавшегося взрыва нужно найти остатки эксперимента и вот в них-то и должны содержаться алмазы.
Этот эксперимент может стоить вам жизни! Не проводите его на практике!
- Второй вариант куда более безопасный, но оставляет сомнения в реальности получения именно алмаза, а не просто красивого камня. Для этого возьмите источник высокого напряжения, а также провод, карандаш и жидкий азот (можно заменить водой). Отделите грифель от карандаша и крепко сцепите его с проводом. Конструкцию после этого следует заморозить, после того соединить с источником напряжения. Утверждается, что сразу же после пропускания такого разряда, грифель превратится в алмаз. Это весьма сомнительно, но в качестве очень осторожно проводимого домашнего эксперимента попробовать можно.
Таким образом, на данный момент создать по-настоящему домашний способ образования бриллиантов – задача практически нереальная. Однако если вам интересен сам процесс и вы хотели бы попробовать себя в качестве экспериментатора (возможно, вместе с юным поколением), то попробуйте следующий способ. Он проверен временем и многими поколениями – в результате получаются прекрасные кристаллические структуры, так похожие на любимые многими алмазы и другие драгоценные камни.
Домашние кристаллы
Для создания таких «алмазиков» вам понадобится:
- дистиллированная вода,
- соль,
- нить,
- пищевые красители (по желанию).
В воду добавьте такое количество соли, чтобы она перестала растворяться. Возьмите ниточку и поместите на нее кристаллик соли. Эту совокупность опустите в приготовленный раствор и подождите несколько дней. Кстати, при добавлении пищевых красителей можно получить самые разнообразные цвета и оттенки «камушков».
Аналогичным образом можно поступить с сахаром или медным купоросом.
Но помимо перечисленных ингредиентов, вам могут пригодиться и самые разные компоненты, камни из которых получаются красивее и аккуратнее, чем из соли. Для этого ингредиенты понадобятся чуть менее доступные, однако в сети сейчас можно купить практически все.
В первом видео будем выращивать фиолетовые кристаллы из алюмокалиевых и хромокалиевых квасцов. Никакая соль в сравнение не идет:
Во втором видео показывается общий принцип создания домашних кристаллов (на примере все тех же квасцов):
В общем, создать для себя красивые камушки вполне реально. А если не ставите перед собой цель обогатиться, то это идеальный выход. К тому же, с такими экспериментами можно с ранних лет привить детям любовь к химии, что может сыграть в их жизни немалую роль.
Ждем вас в гости еще не раз, в дальнейшем будет множество новостей из «каменного» мира. До скорых встреч, дорогие друзья!
Команда ЛюбиКамни
Загрузка...
