Timantti on luonnollinen mineraali, yksi kuuluisimmista ja kalleimmista. Hänen ympärillään on monia spekulaatioita ja legendoja, erityisesti sen arvosta ja väärennösten havaitsemisesta. Erillinen tutkimusaihe on timantin ja grafiitin suhde. Monet ihmiset tietävät, että nämä mineraalit ovat samanlaisia, mutta kaikki eivät tiedä tarkalleen mitä. Ja myös kysymykseen, kuinka ne eroavat, kaikki eivät voi vastata. Mitä tiedämme timantin rakenteesta? Tai jalokivien arvioinnin kriteerit?
Timanttirakenne
Timantti on yksi kolmesta mineraalista, jotka ovat hiilen kiteinen muunnelma. Kaksi muuta ovat grafiittia ja lonsdaleiittia, toinen voidaan löytää meteoriiteista tai luoda keinotekoisesti. Ja jos nämä kivet ovat kuusikulmaisia muunnelmia, niin timanttikidehilan tyyppi on kuutio. Tässä järjestelmässä hiiliatomit on järjestetty tällä tavalla: yksi kussakin kärjessä ja pinnan keskellä ja neljä kuution sisällä. Siten käy ilmi, ettäatomit on järjestetty tetraedrien muotoon, ja jokainen atomi on yhden niistä keskellä. Hiukkaset on liitetty toisiinsa vahvimmalla sidoksella - kovalenttisella sidoksella, minkä ansiosta timantilla on korkea kovuus.
Kemialliset ominaisuudet
Karkeasti ottaen timantti on puhdasta hiiltä, joten timanttikiteiden on oltava täysin läpinäkyviä ja läpäisevät kaiken näkyvän valon. Mutta maailmassa ei ole mitään täydellistä, mikä tarkoittaa, että tässä mineraalissa on myös epäpuhtauksia. Uskotaan, että jalokivitimanttien epäpuhtauksien enimmäispitoisuus ei saa ylittää 5%. Timantin koostumus voi sisältää sekä kiinteitä että nestemäisiä ja kaasumaisia aineita, joista yleisimmät:
- typpi;
- boori;
- alumiini;
- pii;
- kalsium;
- magnesium.
Myös koostumus voi sisältää kvartsia, granaattia, oliviinia, muita mineraaleja, rautaoksideja, vettä ja muita aineita. Usein nämä alkuaineet löytyvät mineraalin koostumuksesta mekaanisten mineraalisulkeutumien muodossa, mutta jotkut niistä voivat korvata hiilen timanttirakenteessa - tätä ilmiötä kutsutaan isomorfismiksi. Tässä tapauksessa sulkeumat voivat vaikuttaa merkittävästi mineraalin fysikaalisiin ominaisuuksiin, sen väri, valon heijastus ja typen sulkeumat antavat sille luminoivia ominaisuuksia.
Fysikaaliset ominaisuudet
Timantin rakenne määrää sen fysikaaliset ominaisuudet, ne arvioidaan neljän kriteerin mukaan:
- kovuus;
- tiheys;
- valon dispersio ja taittuminen;
- kidehila.
Mineraalien kovuus on arvioitu Mohsin asteikolla, sen pistemäärä tässä järjestelmässä on 10, tämä on maksimiindikaattori. Seuraavana listalla on korundi, sen indikaattori on 9, mutta sen kovuus on 150 kertaa pienempi, mikä tarkoittaa timantin ehdotonta ylivoimaa tässä indikaattorissa.
Mineraalin kovuus ei kuitenkaan tarkoita ollenkaan sen vahvuutta. Timantti on melko hauras ja rikkoutuu helposti vasaralla lyötynä.
Timantin ominaispaino (tiheys) määritetään alueella 3,42-3,55 g/cm3. Se määräytyy kivennäisaineen painon suhteella saman tilavuuden omaavan veden painoon.
Kovuuden lisäksi sillä on myös korkeat taitekertoimet (2,417-2,421) ja dispersio (0,0574). Tämän ominaisuuksien yhdistelmän ansiosta timantti on arvokkain ja ihanteellisin korukivi.
Mineraalin muut fysikaaliset ominaisuudet ovat myös tärkeitä, kuten lämmönjohtavuus (900-2300 W/m·K), joka on myös suurin kaikista aineista. Voit myös huomioida mineraalin kyvyn olla liukenematta happoihin ja emäksiin, eristeen ominaisuudet, metallin alhaisen kitkakertoimen ilmassa ja korkean sulamispisteen 3700-4000 °C paineessa 11 GPa.
Timantin ja grafiitin yhtäläisyydet ja erot
Hiili on yksi yleisimmistä alkuaineista maapallolla, sitä löytyy monista aineista, erityisesti elävistä organismeista. Grafiitti, kuten timantti, koostuu hiilestä, mutta timantin ja grafiitin rakenteet ovat hyvin erilaisia. Timantti voi muuttua grafiitiksi korkeiden lämpötilojen vaikutuksesta ilman happea, mutta normaaleissa olosuhteissa se pystyy loputtomiinpysyvät muuttumattomina, tätä kutsutaan metastabiiliudeksi, lisäksi timanttikidehilan tyyppi on kuutio. Mutta grafiitti on kerrosmineraali, sen rakenne näyttää sarj alta kerroksia, jotka sijaitsevat eri tasoissa. Nämä kerrokset koostuvat kuusikulmioista, jotka muodostavat kennomaisen järjestelmän. Vahvat sidokset muodostuvat vain näiden kuusikulmioiden väliin, mutta kerrosten väliin ne ovat erittäin heikkoja, mikä aiheuttaa mineraalin kerrostumista. Alhaisen kovuutensa lisäksi grafiitti imee valoa ja sillä on metallinen kiilto, joka on myös hyvin erilainen kuin timantti.
Nämä mineraalit ovat silmiinpistävin esimerkki allotropiasta – ilmiöstä, jossa aineilla on erilaiset fysikaaliset ominaisuudet, vaikka ne koostuvat samasta kemiallisesta alkuaineesta.
Timantin alkuperä
Ei ole yksiselitteistä mielipidettä timanttien muodostumisesta luonnossa, on olemassa magmaattisia, vaippa-, meteoriitti- ja muita teorioita. Yleisin on kuitenkin magmaattinen. Uskotaan, että timantit muodostuvat noin 200 km:n syvyydessä 50 000 ilmakehän paineessa, ja ne tuodaan sitten pintaan magman kanssa kimberliittiputkien muodostumisen aikana. Timanttien ikä vaihtelee 100 miljoonasta 2,5 miljardiin vuoteen. On myös tieteellisesti todistettu, että timantteja voi muodostua meteoriitin osuessa maan pintaan ja niitä löytyy myös itse meteoriittikivestä. Tätä alkuperää olevat kiteet ovat kuitenkin erittäin pieniä ja harvoin soveltuvia käsittelyyn.
Timanttitalletukset
Ensimmäiset talletuksettimantteja löydettiin ja louhittiin Intiassa, mutta 1800-luvun loppuun mennessä ne olivat vakavasti köyhtyneet. Kuitenkin siellä louhittiin tunnetuimmat, suuret ja kalliimmat näytteet. Ja 1600- ja 1800-luvuilla Brasiliassa ja Etelä-Afrikassa löydettiin mineraaliesiintymiä. Historia on täynnä legendoja ja tosiasioita timanttivirrasta, jotka liittyvät nimenomaan Etelä-Afrikan kaivoksiin. Viimeiset löydetyt timantiesiintymät ovat Kanadassa, niiden kehitys alkoi vasta 1900-luvun viimeisellä vuosikymmenellä.
Namibian kaivokset ovat erityisen mielenkiintoisia, vaikka timanttien louhinta siellä on vaikeaa ja vaarallista liiketoimintaa. Kiteiden kerrostumat ovat keskittyneet maakerroksen alle, mikä, vaikka se vaikeuttaa työtä, puhuu mineraalien korkeasta laadusta. Timantit, jotka ovat kulkeneet useita satoja kilometrejä pintaan jatkuvalla kitkalla muita kiviä vastaan, ovat korkealaatuisia, huonompilaatuiset kiteet eivät yksinkertaisesti kestäisi tällaista matkaa, ja siksi 95% louhituista kivistä on jalokivilaatuisia. Tunnettuja ja mineraalipitoisia kimberliittiputkia on myös Venäjällä, Botswanassa, Angolassa, Guineassa, Liberiassa, Tansaniassa ja muissa maissa.
Timanttien käsittely
Timanttien käsittely vaatii suurta kokemusta, tietoa ja taitoja. Ennen työn aloittamista on tarpeen tutkia kivi perusteellisesti, jotta sen paino säilyy mahdollisimman paljon ja päästää eroon sulkeutumisesta. Yleisin timanttileikkaus on pyöreä, se antaa kiven kim altelemaan kaikissa väreissä ja heijastaa valoa mahdollisimman suotuisasti. Mutta tämä työ on myös vaikein:pyöreässä timantissa on 57 tasoa, ja sitä leikattaessa on tärkeää noudattaa tarkimpia mittasuhteita. Myös suosittuja leikkaustyyppejä ovat: soikea, pisara, sydän, markiisi, smaragdi ja muut. Mineraalien käsittelyssä on useita vaiheita:
- merkintä;
- jakaminen;
- sahaus;
- pyöristys;
- leikkaus.
Edelleen uskotaan, että käsittelyn jälkeen timantti menettää noin puolet painostaan.
Timanttien arviointikriteerit
Kun timantteja louhitaan, vain 60 % mineraaleista soveltuu jalostukseen, niitä kutsutaan koruiksi. Luonnollisesti karkeiden kivien hinta on paljon alhaisempi kuin timanttien hinta (yli kaksi kertaa). Timantit arvostetaan 4C-järjestelmän mukaan:
- Karaatti (karaattipaino) - 1 karaatti vastaa 0,2 g.
- Väri (väri) - puhtaan valkoisia timantteja ei löydy melkein koskaan, useimmilla mineraaleilla on tietty sävy. Sen arvo riippuu suurelta osin timantin väristä, suurin osa luonnosta löytyvistä kivistä on keltaisen tai ruskean sävyjä, vaaleanpunaisia, sinisiä ja vihreitä kiviä löytyy harvemmin. Harvinaisimmat, kauniimmat ja siksi kalliimmat ovat kyllästetyt värit, joita kutsutaan fantasiaksi. Harvinaisimmat ovat vihreät, violetit ja mustat.
- Selkeys (kirkkaus) on myös tärkeä indikaattori, joka määrittää vikojen esiintymisen kivessä ja vaikuttaa merkittävästi sen arvoon.
- Leikkaus (leikkaus) - timantin ulkonäkö riippuu suuresti leikkauksesta. Valon taittuminen ja heijastuseräänlainen "loistava" säteily tekee tästä kivestä niin arvokkaan, ja väärä muoto tai mittasuhteiden suhde käsittelyn aikana voi pilata sen täysin.
Keinotekoisten timanttien valmistus
Nyt tekniikan avulla voit "kasvata" timantteja, joita ei voi melkein erottaa luonnollisista. Syntetisointiin on useita tapoja:
- HPHT-timanttien luominen on luonnollisia olosuhteita lähinnä oleva menetelmä. Mineraalit syntyvät grafiitista ja siementimantista 1400 °C:n lämpötilassa 50 000 ilmakehän paineessa. Tällä menetelmällä voit syntetisoida jalokivilaatuisia kiviä.
- CVD-timanttien luominen (kalvosynteesi) - kivien valmistus tyhjiöolosuhteissa siemen- ja metaani- ja vetykaasujen avulla. Tämä menetelmä mahdollistaa puhtaimpien mineraalien syntetisoinnin, mutta ne ovat kooltaan erittäin pieniä, joten niitä käytetään pääasiassa teollisiin tarkoituksiin.
- Räjähdefuusio on menetelmä, joka tuottaa pieniä timanttikiteitä räjäyttämällä räjähteitä ja sitten jäähdyttämällä ne.
Kuinka erottaa alkuperäisen väärennöksestä
Timanttien aitouden määrittämismenetelmistä puhuttaessa kannattaa erottaa timanttien ja raakatimanttien aitouden varmistaminen. Kokematon henkilö voi sekoittaa timantin kvartsiin, kristalliin, muihin läpinäkyviin mineraaleihin ja jopa lasiin. Timantin poikkeuksellisten fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien ansiosta väärennös on kuitenkin helppo havaita.
BEnsinnäkin kannattaa muistaa kovuus. Tämä kivi pystyy naarmuuntamaan mitä tahansa pintaa, mutta vain toinen timantti voi jättää siihen jälkiä. Myöskään hiki ei jää luonnolliseen kristallin päälle, jos hengität sen päälle. Märkälle kivelle jää lyijykynän k altainen jälki, jos juokset sen päälle alumiinia. Voit tarkistaa sen röntgenkuvalla: säteilytetyllä luonnonkivellä on täyteläinen vihreä väri. Tai katso tekstiä läpi: sitä on mahdotonta erottaa luonnollisen timantin läpi. Erikseen on syytä huomata, että kiven luonnollisuutta voidaan tarkistaa valon taittumisen suhteen: tuomalla alkuperäinen valonlähteeseen, näet vain valopisteen keskellä.
