Almaz (muinaiskreikkalaisesta ἀδάμας - "tuhoutumaton") on vaikein, korroosionkestävä, kaikkein lämpöä johtava mineraali, mutta tästä ei keskustella eikä edes sen upeista koruominaisuuksista. Käännyttäkäämme Almaziin … tulevaisuuden arvokkaimpana puolijohteena, niin harkitsemme mahdollisuuksia hankkia se valurautaisesta lämmitysakusta ja lopulta ymmärrämme, että tämä arvokas mineraali ei ole miljoonia vuosia vanha! Ja kuten lukijani arvaavat, vety on myös välttämätöntä täällä!
Super timantit - puolijohteet
Timantti on mineraalinen, kuutiollinen allotrooppinen hiilen muoto. Normaaliolosuhteissa se on metastabiili, ts. Se voi olla olemassa loputtomiin. Tyhjiössä tai inertissä kaasussa korotetuissa lämpötiloissa (2000 ° C) se muuttuu vähitellen grafiitiksi, ilmassa timantti palaa lämpötilassa 850-1000 ° C. Vaikein puristamaton mineraali, suurin lämmönjohtavuus 900 - 2300 W / (mK), korkea taitekerroin ja dispersio.
Tuloksena olevasta ohuesta kaasukalvosta johtuen timantilla on erittäin alhainen kitkakerroin ilmassa olevaa metallia vastaan. Lähettää laajan valikoiman sähkömagneettisia aaltoja, alkaa hehkua röntgen- ja katodisäteilyn vaikutuksesta. Röntgensäteilyä käytetään laajasti käytännössä timanttien uuttamiseksi kivistä. Suuri läpinäkyvyys ja korkea taitekerroin aiheuttavat valonsäteiden heijastamisen monta kertaa kristallin sisällä, jolloin syntyy ainutlaatuinen "valon leikki", mikä tekee timantista arvokkaimman helmen.
Mainosvideo:
Jokainen timantin rakenteessa oleva hiiliatomi sijaitsee tetraedron keskellä, jonka kärjet ovat neljä lähintä naapuria, mikä selittää timantin korkeimman kovuuden.
Tetravalenttisen rakenteensa vuoksi timantteja voidaan käyttää puolijohteissa germanium- ja piikiteiden korvikkeiksi. Jos germaniumtransistoria voidaan käyttää lämpötiloissa jopa 75 ° C, piitransistoria - jopa 125 ° C, niin timanttitransistoreita voidaan käyttää jopa 500 ° C: n lämpötiloissa! Siniset timantit ovat välttämättömiä pienimpien lämpötilan muutosten mittaamiseen, joiden herkkyys on 0,002 ° C, ja heillä ei ole haponkestävyyden ja lämmönkestävyyden lisäksi tällä alueella kilpailijoita!
Timanttien alkuperä
Timantit kiteytyvät vaipasta vähintään 200 km: n syvyydessä 4 GPa: n paineessa ja lämpötilassa 1000 - 1300 ° C, ja ne kulkeutuvat pintaan kimberliteputkien muodostumiseen liittyvien räjähtävien prosessien seurauksena.
Pieniä timantteja löytyi meteoriiteista merkittävissä määrin. Ne ovat hyvin antiikin alkuperää, aurinkoa edeltäneitä. Ne muodostuvat myös jättiläisissä meteoriittikraatereissa, joissa sulaneet kivet sisältävät huomattavia määriä hienoa kiteistä timanttia. Tämän tyyppinen yleinen talletuksena on Popigain astroblema Siperian pohjoisosassa.
Timanttien muodostumisprosessi maan hydriditeorian näkökulmasta
Ytimen metallihydridistä vapautuva vety saavuttaa ylemmän vaipan, jossa se reagoi rauta-hiiliyhdisteiden kanssa, syrjäyttäen jälkimmäisen puhtaassa muodossaan. Jos ulkoiset olosuhteet (paine ja lämpötila) vastaavat, hiilestä tulee timantti.
Kansallismaamme V. N. Larin lavasi 1980-luvulla havainnollistavan kokemuksen timanttien kasvattamisesta vetyympäristössä. Yleensä keinotekoisia timantteja tuotetaan grafiitista lämpötilassa 2000-3000 ° C ja paineessa 100-200 tuhatta ilmakehää. Se on hyvin kallis. Vladimir Nikolaevich kehitti "lämpötila-paine" -tilan. Laitoin pala valurautaakkua vetyatmosfääriin puristimen alla, jossa 650 ° C: n lämpötilassa vety syrjäytti valuraudasta vapaan hiilen, joka muuttui timanteiksi 18 tuhannen ilmakehän paineessa.
Tulokset heijastuivat V. N. artikkelissa "Timantit akusta". Larin [Spark N22 (4649) alkaen 02.07.2000]
Kuvatussa timanttien muodostumisprosessissa ei ole perustavanlaatuisia erimielisyyksiä yleisesti hyväksytyn tieteellisen teorian kanssa. Paitsi vedyn alkuperä, jota klassisessa mielessä pidetään orgaanisten yhdisteiden hajoamistuotteena. Useimmat geologit yhdistävät timanttien muodostumisen vaipassa esimerkiksi hiilivetyjen hajoamisen vuoksi: CH4 → C + 2H2, mutta ymmärrämme, että subduktiovyöhykkeet, joiden kautta orgaaniset yhdisteet voivat hypoteettisesti päästä vaipan sisään, sijaitsevat Tyynenmeren tulenrenkaassa, ja timanttiesiintymien maantieteellinen sijainti on täysin erilainen!
Geologisten ja geokemiallisten tietojen perusteella Venäjän luonnontieteiden akatemian akateemikko, professori Aleksandr Portnov esitti hypoteesin timanttimaisten kimberliteputkien alkuperästä, kun alustoja "lävistävät" maapallon kaasunpoistoon liittyvät jättiläiset vety-metaanikuplat. Tässä tapauksessa timanttikiteet eivät näy vaipan sisällä, vaan putkissa vaipan paineen alentuessa ja metaanin osittaisen hapettumisen kanssa. Toisin kuin heikkolaatuiset timantit, jotka on saatu teknisiin tarkoituksiin sulasta metallista, metaanista peräisin olevat timantit erottuvat puhtaudesta ja läpinäkyvyydestä. Ei ole epäilystäkään siitä, että De Beers -yhtiö ei säästänyt rahaa ostaakseen mielenkiintoisia kaasufuusioprojekteja piilottaakseen ne ikuisesti kassakaappeihinsa.
Maalliset timantit eivät ole miljoonia vuosia vanhoja
Nykyaikainen tiede on timantteja miljoonia (joitakin miljardeja) vuosia. Mutta monet niistä sisältävät hiilen 14 isotooppeja ja kristallin sisällä!
Kuten tiedät, radioisotooppihiili 14C altistuu β-hajoamiselle, puoliintumisaika T1 / 2 = 5730 ± 40 vuotta, hajoamisvaki λ = 1,20910−4 vuosi - 1
Tämä tarkoittaa, että tällä menetelmällä ei voida päivämäärää, joka on yli kymmenen puoliintumisaikaa, osoittautuu noin 57,5 tuhatta vuotta (menetelmän kirjoittajat kirjoittivat myös tästä). Siksi, jos meillä on sisäisiä (ilman ulkoisia epäpuhtauksia) lisäyksiä, jotka sisältävät 14C: tä, olivatpa ne sitten timantteja, graniitteja, hiiltä tai kivittyä puuta, voimme heti todeta, että nämä mineraalit ovat alle 60 tuhatta vuotta vanhaa (muuten kaikki hiili 14 olisi rappeutunut kokonaan)!
Luonnolliset mustat timantit
Näillä hyvin harvinaisilla monokiteillä on todella luonnollinen musta väri grafiitin sulkeumien ansiosta. On kuitenkin myös kiteitä, joiden väri on tumma, tiheä harmaa, ruskea tai vihreä, mikä heijastuvassa valossa näyttää mustalta. Ne ovat läpinäkymättömiä tai puoliläpinäkyviä, useimmiten erilaisilla sulkeumilla, jotka vaikeuttavat niiden käsittelyä. Mutta jos timantilla on tasainen väri ja minimaaliset sisäiset viat, niin siitä voidaan saada erinomaisen laadun musta timantti.
Mustat hiilidimantit
Carbonado on monikiteinen muodostuma, jonka muodostavat monet tiiviisti hitsatut pienet timantit piipitoisessa pohjassa. Kiteiden adheesio on epähomogeeninen, joten karbonadolla on huokoinen rakenne. Se sisältää grafiittia ja rautayhdisteitä - hematiittia ja magnetiittia, jotka aiheuttavat tumman värin. Suuret lukumäärät tekevät hiilidioksidista läpinäkymätöntä. Timanttikiteiden keskinäinen järjestely ei heijasta valoa, vaan absorboi sitä, jättäen kuuluisan timanttikirkkauden tai "pelin" muodostumisen. Monikiteisen rakenteen erityispiirteet määräävät hiilidioksidin poikkeuksellisen vahvuuden, toisin kuin tavalliset timantit, jotka ovat melko hauraita.
Ryhmä amerikkalaisia tutkijoita Brookhavenin kansallisesta laboratoriosta, jota johtavat Stephen Haggerty ja Mark Chance, uskovat, että hiilidioksidit muodostuivat supernoovan räjähdyksessä tyhjiössä. Tutkijat ovat löytäneet harvinaisia titaani-, typpi- ja vetyyhdisteitä mustista timanteista, joita on toistaiseksi löydetty vain meteoriiteista. Kuvittele vain: timanttisade Brasilian ja Keski-Afrikan tasavallan yli, josta löytyy mustia timantteja.
Kuvittele: supernoovan räjähdys, valtava paine ja … lämpötila! Voi, siinä ei ole eroa, timantti sulaa vain 4000 asteessa. Tämä tarkoittaa, että hiilidioksidin muodostumisvyöhyke oli tähden räjähdyksen kehällä, mutta entä paine tyhjiössä?
Eikö ole helpompaa olettaa karbonadon maanpäällistä alkuperää? Kyllä, se ei ole niin värikäs, valitettavasti ilman supernoova-räjähdystä ja timanttimeteorisuihkua! Tavallisessa maanpäällisessä tulivuoressa, jossa aina esiintyy metaanin ja vedyn virtauksia planeetan suolistosta, muodostuu pienten timanttien ryhmiä, jotka kiteytymisprosessissa kasvavat yhdeksi rumpuksi. Titaani, typpi ja vety eivät ole harvinaisia vulkaanisissa kallioissa!
Vuonna 1993 hiilidioksidia löydettiin avakviiteista, Kamtšatan Avachinsky-tulivuoren itämäeltä. Katson, että tällaisia löytöjä ei ole sattumaa maanpäällisissä olosuhteissa, ottaen huomioon VN Larinin teoria hydridimaasta.
Yrittäjäyrittäjät, analysoineet hiilidioksidin, arvioivat heti mahdollisuuksia käyttää superaliamondia elektroniikkateollisuudessa piin korvaamiseksi.
Superaliamondien tuottamiseksi kehitettiin tekniikka: kemiallinen laskeuma (CVD) kaasufaasista matalassa paineessa! Pieni timanttijyvä asetetaan tyhjiökammioon alle ilmakehän paineessa, kammio lämmitetään, sitten pumpataan siihen metaani ja sitten hyvin, miten se voisi olla ilman sitä, vety. Sitten luodaan mikroaaltoja, mikä aiheuttaa hiiliatomipilven vapautumisen ja kerrostumisen viljalle. Tällä tavalla voit kasvattaa tavallisten kiteiden lisäksi myös timanttilevyn, jonka paksuus on alle millimetri! Nämä levyt johtavat sähköä, niillä on ainutlaatuinen lämmönjohtavuus ja kestävät korkeita lämpötiloja. Ne tekevät täydellisistä mikropiireistä, joilla on korkea integraatioaste ja kestävät ylikuumenemista!
Tällaisten karbonaadimateriaalien käyttökenttä on laaja: käyttämättömistä keinotekoisista liitoksista nanoresonaattoreihin (kaikkien akustisten laitteiden perusta) ja superpiireihin. Olen varma, että tulevan tietokoneiden sukupolven sydämessä on vetyteknologialla valmistettu timanttiprosessori, ei piiprosessori!
Timanttien saamisen prioriteetti kaasufaasista ja plasmasta kuuluu Neuvostoliiton tiedeakatemian fysikaalisen kemian instituutin tutkijaryhmälle (Deryagin B. V., Fedoseev D. V., Spitsyn B. V.). He käyttivät kaasuympäristöä, joka koostui 95% vedystä ja 5% hiiltä sisältävästä kaasusta (propaani, asetyleeni), samoin kuin substraattiin keskittyneestä korkeataajuisesta plasmasta, jossa itse timantti muodostuu (CVD-prosessi). Kaasun lämpötila on +700 … 850 ° C paineessa kolmekymmentä kertaa alle ilmakehän paineen.
Haluaisin kovasti, että tässä läpimurtoteknologiassa, joka perustuu XX vuosisadan 60-90-luvun instituutioidemme ja maanmiehiemme löytöihin, emme jää Yhdysvaltojen taakse näiden kehityksen toteuttamisen myötä, joka lupaa valtavia osinkoja!
Kirjoittaja: Igor Dabakhov