Ia berasal dari kedalaman gergasi bintang merah, merupakan sebahagian daripada lemak penting, asid amino dan karbohidrat, boleh membentuk berjuta-juta sebatian dengan unsur kimia yang berbeza dan, bergantung pada struktur, mempunyai sifat mekanikal yang berbeza sama sekali. Batang pensel yang lembut dan rapuh serta berlian mineral paling keras diperbuat daripada bahan binaan yang sama - karbon. Apakah yang menjadikan berlian begitu unik? Di mana ia digunakan? Apakah nilainya?
Konduktor haba tidak boleh musnah
Dalam terjemahan daripada bahasa Yunani kuno, perkataan "berlian" bermaksud "tidak boleh dihancurkan". Malah sebelum zaman purba, orang tahu kekuatan luar biasa batu ini. Pada zaman dahulu, berlian diperdagangkan secara meluas di India dan Mesir. Dan mineral ini datang ke hamparan Eropah selepas kempen agresif Alexander the Great. Dia membawa batu-batu itu sebagai artifak ajaib. Orang Yunani kuno memanggil mineral paling keras ini sebagai air mata tuhan yang jatuh ke bumi.
Tetapi rahsia kebalkan batu itu terletak,sudah tentu tidak dalam tasawuf dan tidak berkaitan dengan dunia rohani. Struktur kekisi jelas unsur dalam bentuk tetrahedra dan ikatan kuat antara atom karbon memberikan kekuatan tertinggi. Oleh kerana struktur yang sama, berlian adalah konduktor haba yang sangat baik. Sebagai contoh, jika anda boleh membuat satu sudu teh daripada sekeping berlian, anda tidak akan dapat mengacau gula menjadi teh panas dengannya, kerana anda akan membakar diri anda sebaik sahaja sudu itu menyentuh air mendidih.
Perbandingan kekerasan mineral
Bagaimana untuk menentukan mineral yang paling sukar? Ahli mineralogi Jerman yang berbakat Karl Friedrich Moos telah menangani isu ini pada abad kesembilan belas. Pada tahun 1811, saintis mencadangkan menggunakan skala perbandingan untuk menentukan kekerasan pelbagai mineral. Ia terdiri daripada sepuluh mata, setiap satunya sepadan dengan mineral tertentu. Yang pertama (talc) adalah yang paling lembut, dan yang terakhir, masing-masing, yang paling keras. Pengesahan dijalankan secara eksperimen. Jika sampel (contohnya, perak) dicalar oleh fluorit, yang berada pada baris keempat pada skala, tetapi tidak rosak oleh plaster (skala standard nombor dua), maka perak mempunyai kekerasan 3 pada skala Mohs.
Mineral yang paling sukar ialah berlian. Dia menduduki tempat kesepuluh. Dan walaupun jadual Mohs telah dimasukkan ke dalam edaran pada awal abad kesembilan belas, ia masih boleh digunakan secara meluas. Walau bagaimanapun, perlu diingat bahawa jadual ini tidak linear. Ini bermakna berlian nombor sepuluh tidak akan betul-betul dua kali lebih keras.apatite, yang menduduki tempat kelima dalam jadual. Kaedah lain digunakan untuk menentukan nilai kekerasan mutlak.
Dari raja kepada pekerja
Sejak sekian lama, berlian adalah hak prerogatif pakar perhiasan secara eksklusif. Walau bagaimanapun, dengan perkembangan industri, mineral paling sukar ini semakin dipertimbangkan bukan sahaja dari sisi estetik biasa, tetapi juga dari sudut pandangan sifat fizikalnya yang unik. Pada mulanya, dalam penghasilan alat, berlian asli digunakan yang tidak boleh dipotong. Ini adalah batu yang mempunyai kecacatan sedemikian rupa sehingga mustahil untuk menghapuskan tukang emas. Ia dikenali sebagai berlian teknikal.
Seiring berjalannya waktu, keperluan untuk alatan dengan pemotongan berlian dan tepi penggerudian meningkat. Sebagai contoh, dalam industri pembinaan, gerudi berlian mendapat permintaan yang tinggi. Kelebihan mereka berbanding rakan sejawat yang diperbuat daripada aloi logam keras ialah apabila bekerja dengan gerudi berlian, retakan mikro tidak terbentuk dalam bahan. Berlian dengan mudah dan bersih memotong apa-apa bahan, sama ada batu, konkrit atau logam. Dan ketiadaan microcracks adalah kunci kepada ketahanan struktur. Di samping itu, proses kerja itu sendiri adalah lebih pantas, nyata lebih mudah dan lebih senyap.
Berdasarkan perkara ini, tidak hairanlah, menurut data untuk 2016, Rusia sahaja mengeluarkan 1200 jenis pelbagai alatan dan peralatan, bahagian kerja utamanya ialah berlian.
Aplikasi perubatan
Mineral paling keras dalam alam semula jadi sesuai bukan sahaja untuk digunakan dalam pemprosesan kasar dan kerasbaka. Berlian juga sangat diperlukan dalam instrumen perubatan. Lagipun, lebih nipis dan lebih tepat hirisan tisu, lebih baik badan mengatasi pemulihan. Dan untuk operasi kompleks pada organ penting, lebar hirisan memainkan peranan yang menentukan lebih-lebih lagi.
Selain itu, pisau bedah dengan filem berlian nipis pada bilahnya kekal tajam untuk jangka masa yang lama.
Prospek dalam bidang elektronik
Pembangunan litar bersepadu berlian juga sedang giat digalakkan. Dalam ini, berlian kecil digunakan untuk sandaran. Peralatan yang dihasilkan oleh kaedah ini lebih tahan terhadap perubahan suhu dan lonjakan voltan yang besar. Berlian juga boleh digunakan untuk menghantar data dalam telekomunikasi. Ciri-ciri kristal ini membolehkan anda menghantar isyarat frekuensi berbeza secara serentak pada kabel yang sama.
Mineral paling sukar di Bumi membantu dalam penerokaan angkasa lepas
Selain itu, berlian juga mendapat permintaan dalam industri kimia. Persekitaran yang agresif yang mudah merosakkan kaca sama sekali tidak mengerikan untuk berlian. Ahli fizik menggunakan kristal untuk menjalankan eksperimen fizik kuantum dan penerokaan angkasa lepas.
Apabila mencipta optik teleskop, keperluan untuk ketepatan dan kebolehpercayaan bahan menjadi kritikal. Di sinilah mineral semula jadi yang paling sukar dimainkan, yang mempunyai parameter fizikal dan kimia yang luar biasa.
Mensintesis berlian
Dengan permintaan yang begitu tinggi untukmineral berharga yang paling sukar, persoalan sintesis tiruannya timbul secara mendadak. Perhatikan bahawa tiada rizab batu mampu memenuhi permintaan yang semakin meningkat. Dan selepas percubaan yang panjang, saintis berjaya mencipta analog berlian semula jadi, yang mempunyai semua ciri yang diperlukan. Sehingga kini, pengeluaran berlian tiruan untuk keperluan industri telah menjadi amalan biasa.
Terdapat beberapa kaedah untuk mensintesis mineral ini. Yang pertama adalah yang paling hampir dengan pembentukannya dalam persekitaran semula jadi. Sintesis dijalankan menggunakan suhu ultra-tinggi dan tekanan yang sangat besar. Teknik kedua membolehkan anda mengekstrak berlian dari wap. Ia digunakan dalam teknologi filem - kristal digunakan sebagai filem nipis pada tepi pemotongan alat. Kaedah ini terutamanya dalam permintaan dalam pembuatan instrumen pembedahan. Dan yang ketiga menghasilkan taburan kristal kecil menggunakan letupan dan penyejukan pantas.
Percubaan diteruskan dan boron nitrida telah disintesis, iaitu 20% lebih keras daripada berlian asli. Walau bagaimanapun, walaupun bahan ini sangat kecil sehingga berlian secara tradisinya dianggap sebagai mineral paling keras.
