Главная / Стиль

Алмаз: самый твердый и крепкий минерал в мире. Самый твердый минерал в природе Какой из этих камней самый твердый

Твёрдостью называется свойство какого-либо материала сопротивляться механическому воздействию другого материала. Причем речь идет о таком воздействии, как внедрение. Устойчивость к давлению называется прочностью, а к удару - хрупкостью. Существует много оценок степени твердости, но наибольшую популярность приобрела шкала Мооса. Самый твердый минерал по этой шкале - алмаз и его показатель по шкале ставляет 10. Состоит алмаз из самого простого углерода.

Многоликий углерод

Во вселенной углерод является одним из самых распространенных элементов. Эволюция некоторых классов звезд заканчивается образованием именно углерода. Природный круговорот этого элемента на Земле происходит при участии основного его соединения - углекислого газа. Именно он поглощается растениями в процессе фотосинтеза, а из атомов углерода складываются органические вещества. Этот же газ выделяется живыми организмами в процессе жизнедеятельности. Углеродные цепочки - основа жизни на Земле.

В таблице Менделеева углерод имеет обозначение C (carboneum). Он имеет порядковый номер 6, а его атомная масса в среднем составляет 12, хотя в природе встречаются и изотопы 13 и 14: последний является продуктом нейтронной бомбардировки космическим излучением верхних слоев тропосферы. Нейтроны соединяются с атомами азота, в результате чего от их ядер отсоединяется протон. В результате получаются два новых элемента - углерод-14 и водород.

Поскольку в чистом виде углерод с древности использовался человеком как топливо, его так и назвали. Carboneum на латинском означает «уголь».

На внешнем уровне атома этого элемента находятся 4 электрона. Такое положение элемента между металлами и неметаллами дало ему возможность образовывать совершенно разные химические связи. Именно этим объясняется многообразие природных и искусственных форм существования углерода, а также тот факт, что именно он послужил основой для целого класса веществ, именуемых органическими.

Электроны на внешней оболочке атома углерода могут образовывать три типа гибридизации своих орбиталей - sp³ (тетраэдрическая), sp² (тригональная) и sp (дигональная). Исходя из этого различаются и типы химических связей, образуемых атомом углерода. Например, молекула метана образована первым типом гибридизации, а бензола - вторым. Кроме этих трех, существуют смешанные формы и те, где связь может и отсутствовать. Совокупность всех модификаций одного и того же элемента называют аллотропами. К тетраэдрическим аллотропам углерода относятся:

алмаз;
лонсдейлит.

Количество тригональных модификаций больше. Именно в этом классе аллотропов создаются новые, искусственные формы. К числу тригональных аллотропов принадлежат:

Дигональная структура углерода образует карбин. В нем атомы углерода связаны в цепочки. Среди смешанных и аморфных форм этого элемента можно выделить:

уголь;
сажу;
нанопену;
стеклоуглерод;
нановолокна.

Каждая аллотропная модификация обладает своими физическими и механическими свойствами. Например, лонсдейлит имеет более «разряженную» кристаллическую решетку, и его твёрдость составляет 7−8 по Моосу, хотя показатель преломления тот же, что и у алмаза. Графит является мягким материалом: он отслаивается, что позволяет использовать его как карандаш.

На основе слоистой структуры графита были созданы графен и нанотрубки - однослойные кристаллические решетки с гексагональной структурой. Они имеют широкие перспективы использования в медицине и технике.

Алмаз - наверное, самая известная аллотропная форма углерода. Известность она получила за счет как своей уникальной твердости, так и по причине использования этого минерала в ювелирной промышленности.

Согласно современным теоретическим представлениям, тверже алмаза ничего в мире быть не может - такова у него кристаллическая решетка. Ею же обусловлен самый высокий модуль упругости и самая низкая сжимаемость. Можно сказать, что алмаз - самый крепкий минерал в мире. Из других рекордов можно отметить самую высокую теплопроводность и почти самый высокий показатель преломления - 2,4. Близко к алмазу из искусственных материалов подходит только тяжелый флинт - стекло с повышенным содержанием оксида свинца. Обгоняет же его только карбид кремния.

Плавится алмаз при высоких температурах, от 3700 до 4 тыс. градусов. Но еще раньше, при 850 градусах, он начинает гореть, а без доступа воздуха при достижении половины от температуры плавления превращается в графит.

Преломление света в кристалле алмаза уникально. Этот показатель зависит от двух характеристик - свойств среды и длины волны. Причем при высоких значениях показателя преломления, вторая характеристика очень наглядно демонстрируется, ведь свет представляет собой целый спектр волн разной длины. При пересечении границ сред они имеют разный угол преломления, из-за чего можно наблюдать дисперсию и в алмазе она максимальна. Это явление получило название «игра цвета».

Известно то, что в плотных средах скорость света становится меньше и при попадании в них волн невидимого человеческим глазом диапазона эти волны становятся видимыми. Явление это называется люминисценцией, причем алмаз способен сделать видимыми не только ультрафиолетовые волны, но и рентгеновские. Благодаря последним можно обнаружить алмазы в куче пустой породы: такой метод называется рентгенолюминесценцией.

Алмазы не всегда были драгоценными камнями, имевшими ценность и шкалу стоимости. В природе этот камушек непривлекателен - простая шершавая стекляшка. Ценность ему придает огранка. Находки алмазов в древности были случайными и ценили некоторые экземпляры из-за их размеров или особенностей. Массового применения этот камень не находил, хотя его месторождения имелись.

Все изменилось в XIX веке, когда в Южной Африке около современного города Кимберли на ферме братьев де Бирс обосновались искатели алмазов. Камней на этих землях было много, но настоящая промышленная их добыча стала связана с именем Сесиля Родса. Он не разбогател на копании, как и все старатели, поэтому решил заработать на обслуживании этого процесса: он продавал старателям продукты, откачивал из шахт воду, для чего приобрел единственную в Африке помпу, торговал инструментом. В обмен Родс получал не деньги (их все равно не было), а участие в прибыли, добытые алмазы и земельные паи.

Вскоре Сесиль Родс стал монополистом на рынке алмазов, чему поспособствовали Ротшильды, а бриллианты стали потребительским товаром, доступным не только королям. Монопольное положение де Бирс пошатнулось только в середине XX века благодаря антимонопольному законодательству в США и началу массовой добычи в странах, где возможностей захвата рынка в принципе не было - например, в СССР.

Алмазы образуются под высоким давлением, приурочены их месторождения к зонам древнего вулканизма. Места прорыва магмы на поверхность, заполненные впоследствии породой, стали называться кимберлитовыми трубками - в честь города Кимберли. Сегодня крупнейшими добытчиками алмазов являются следующие страны (список в порядке убывания):

Россия.
Ботсвана.
Канада.
Ангола.

В ювелирном производстве бриллиант - ограненный алмаз - считается самым дорогим камнем. Связано это не столько с его твердостью и трудностью огранки, сколько с лимитированной добычей. По сути, драгоценные металлы и камни никакой стоимости не имеют: их нельзя есть, они не греют, и их настоящие ценные качества никакого влияния на цену не оказывают. Само понятие «драгоценность» - не что иное, как мыльный пузырь, но этот пузырь поддерживается добывающими компаниями и ювелирами.

Существует несколько способов огранки алмазов, при которой они лучше всего проявляют такое свое свойство, как игру цвета. Играет свою роль и исходная форма камня, поскольку огранщик старается свести его потери к минимуму. Наиболее распространенными формами бриллианта являются:

Редким камням придают индивидуальную форму. Зачастую такие камни имеют имена.

Цвет алмаза, в отличие от других минералов, имеет оригинальную природу. Количество изоморфных включений в кристаллической решетке невелико - это могут быть азот, бор, кремний и железо. Последние 2 влияния на окраску не оказывают. Азот может придавать камню желтый цвет, а бор - голубой. Но главная причина цветной окраски - систематические дефекты решетки. В зависимости от особенностей ее структуры камень может быть коричневым, розовым и зеленым.

Отходы ювелирного производства массово применяются в промышленности для изготовления абразивного инструмента, сверел и резцов. Несмотря на свою низкую ударопрочность, в составе композитов алмаз показывает себя с лучшей стороны: другие материалы компенсируют его хрупкость.

Этот минерал имеет хорошие перспективы в микроэлектронике. У него высокие показатели пробивного напряжения, хорошая устойчивость к радиации и высокая теплопроводность, ввиду чего алмаз имеет преимущества перед кремнием в экстремальных условиях. Получены пленочные кристаллы с донорскими и акцепторными примесями в структуре - бором и фосфором.

Какой минерал самый твердый, всем ясно - алмаз. Но если обратить внимание на другие его качества и сравнить с некоторыми искусственными материалами, то алмаз можно оставить далеко позади. Так, предел прочности на сжатие среди природных минералов у алмаза действительно высок - 1961 МПа. Но у твердых сплавов он выше и может достигать 4903 МПа. То же самое касается прочности на изгиб, которая составляет 206-490 МПа, что сравнимо с показателями для стали. У твердых сплавов этот показатель выше в 4 раза.

Слабое место алмаза - его хрупкость. Ударная вязкость этого минерала всего в полтора раза выше, чем у стекла; разбить его молотком труда не составит. Поэтому назвать алмаз самым прочным минералом нельзя.

Что касается твердости, то сравнить самый твердый минерал в мире с другими можно в таблице. В ней будут даны как относительные, так и абсолютные показатели этой величины, измеренные склерометром.

Близкая к алмазу модификация углерода - лонсдейлит - имеет твердость 7,5. Чуть тверже его один из искусственных камней - фианит. Часто именно он заменяет алмаз в ювелирных изделиях для удешевления. Другой заменитель - муассанит, представляет собой карбид кремния и его твердость приближается к таковой у алмаза - 9,25.

Что касается эльбора, то он представляет собой нитрид бора, BN. По твердости он приближен к алмазу максимально, но лишен такого его недостатка, как растворение в железе при нагревании. Поэтому как абразив эльбор более перспективен.

Иногда в быту твердость оценивают оконным стеклом. Оно в этой шкале находится между баллами 5 и 6. Таким образом, стекло может царапать апатит и все, что выше него, а ортоклаз и более твердые минералы сами царапают стекло. Стальным напильником можно обработать ортоклаз, а медью - кальцит. Поэтому ничего удивительного в строительстве египетских пирамид нет: известняк прекрасно пилился медным инструментом. Наконец, гипс и тальк можно крошить ногтями.

В последние годы нашли материал тверже алмаза. Его создали на основе другой модификации углерода - фуллерена, и назвали фуллеритом. Его структура представляет собой молекулярный кристалл, элементарная единица которого состоит из 60 атомов углерода, соединенных в сферу. Найти ему применение пока что не удалось, да и производить фуллерит сложно - для его синтеза требуется сверхвысокое давление.

Если вас интересует строительный камень, то они разделяются на пять классов.

Очень крепкий, крепкий, средней крепости, мягкий и очень мягкий. Это все природные материалы.

Крепкие и очень крепкие . (прочность свыше 100 МПа) это — кварциты, граниты, порфиры, базальты, мраморовидные и плотные известняки. Отвечая на ваш вопрос кварциты и граниты самые крепкие.

Средней крепости (предел прочности 60-80 МПа) это — кремнистые сланцы, известняки и песчаники, затронутые выветриванием.

Мягкий класс (Предел прочности 30-40 МПа) это — пористые известняки, доломиты известняковые, железистые, тонкопленчатые песчаники.

Очень мягкий класс -выветренные изверженные породы, мучнистые, землистые известняки, слабые песчаники, глинистые сланцы.

Пользовате- ль разблокиро- ван

Даже более чем плюс. Плюс с плюсом. — 4 года назад

9 месяцев назад

Алмаз. Это тоже камень, только драгоценный. А вообще правильно его называть минералом. У него самая большая прочность по шкале Мооса. Если возьмете алмаз, проведете его практически по любой поверхности, на ней будет царапина. Даже если по ножу из нержавейки, все равно его поцарапаете, как и стекло.

При этом он может легко разбиться, так как является хрупким. В этом плане прочность очень относительная штука.

Самый твердый минерал в природе

November 4, 2016

Он зарождается в недрах красных звездных гигантов, входит в состав жизненно необходимых жиров, аминокислот и углеводов, может образовывать миллионы соединений с разными химическими элементами и в зависимости от структуры имеет абсолютно разные механические свойства. Мягкий и ломкий стержень карандаша и самый твердый минерал алмаз состоят из одного и того же строительного материала - углерода. Благодаря чему алмаз настолько уникален? Где его используют? В чем его ценность?

Несокрушимый теплопроводник

В переводе с древнегреческого языка слово «алмаз» обозначает «несокрушимый». Еще до времен античности людям была известна невероятная прочность этого камня. В древности алмазами широко торговали в Индии и Египте. А на европейские просторы этот минерал попал после захватнических походов Александра Македонского. Он привез камни в качестве магических артефактов. Древние греки называли этот самый твердый минерал слезами богов, которые попали на землю.

Но секрет несокрушимости камня кроется, конечно, не в мистике и не в связи с духовным миром. Четкая структура решетки элемента в виде тетраэдров и сильная связь между атомами углерода обеспечивают самую высокую прочность. Благодаря этой же структуре алмаз является отличным теплопроводником. К примеру, если бы было возможно сделать чайную ложечку из цельного куска алмаза, вы не смогли бы размешать ею сахар в горячем чае, потому что обожглись бы в тот же момент, как только ложечка прикоснулась бы к кипятку.

Сравнение твердости минералов

Как определить, какой минерал — самый твердый? Этим вопросом в девятнадцатом веке вплотную занялся талантливый немецкий минеролог Карл Фридрих Моос. В 1811 году ученый предложил использовать для определения твердости различных минералов сравнительную шкалу. Она состоит из десяти пунктов, каждому из которых соответствует определенный минерал. Первый (тальк) - самый мягкий, а последний, соответственно - самый твердый. Проверка осуществляется экспериментально. Если образец (к примеру, серебро) царапается флюоритом, который по шкале располагается на четвертой строчке, но не повреждается гипсом (эталон шкалы под номером два), значит, серебро имеет твердость 3 по шкале Мооса.

Самый твердый минерал - это алмаз. Он занимает десятую строчку. И хотя таблица Мооса была введена в обращение еще в начале девятнадцатого века, она до сих пор остается широко применимой. Однако стоит помнить, что данная таблица не является линейной. Это значит, что алмаз, находящийся под десятым номером, не будет ровно в два раза тверже апатита, который занимает пятое место в таблице. Для определения абсолютного значения твердости применяются другие методы.

Из королей в рабочие

Долгое время алмазы были прерогативой исключительно ювелирных мастеров. Однако с развитием промышленности этот самый твердый минерал все чаще стал рассматриваться не только с привычной эстетической стороны, но и с точки зрения его уникальных физических свойств. Сначала при производстве инструментов использовали природные алмазы, не подлежащие огранке. Это камни, которые имели такие дефекты, которые невозможно было устранить ювелиру. Их стали называть техническими алмазами.

Шло время, и потребность в инструментах с алмазными режущими и сверлящими кромками возрастала. К примеру, в сфере строительства весьма востребованы алмазные сверла. Их преимущество перед собратьями, выполненными из сплавов твердых металлов, — в том, что при работе алмазным сверлом в материале не образуются микротрещины. Алмаз легко и чисто срезает любой материал, будь то камень, бетон или металл. А отсутствие микротрещин - залог долговечности строения. К тому же сам процесс работы проходит значительно быстрее, заметно легче и намного тише.

Исходя из этого, неудивительно, что, по данным за 2016 год, только в одной России выпускается 1200 видов различного инструмента и оборудования, основной рабочей частью которых является алмаз.

Применение в медицине

Самый твердый минерал в природе подходит не только для использования в обработке грубых и твердых пород. Алмаз также незаменим в медицинских инструментах. Ведь чем тоньше и аккуратнее разрез тканей, тем лучше организм справляется с восстановлением. А для сложных операций на жизненно важных органах ширина разреза и подавно играет решающую роль.

Кроме того, скальпель с тонкой алмазной пленкой на лезвии остается острым на протяжении длительного периода времени.

Перспективы в электронике

Активно продвигается и разработка алмазных интегральных микросхем. В них крошечные алмазы используются для подложки. Техника, произведенная таким методом, более устойчива к перепаду температур и большим скачкам напряжения. Еще алмазы можно использовать для передачи данных в телекоммуникации. Особенности этих кристаллов позволяют передавать сигналы разной частоты одновременно по одному и тому же кабелю.

Самый твердый минерал на Земле помогает в освоении космоса

Также алмаз востребован в химической промышленности. Агрессивная среда, которая запросто повреждает стекло, абсолютно не страшна для алмаза. Физики используют кристаллы для проведения экспериментов по квантовой физике и исследования космического пространства.

При создании оптики телескопов требования к точности и надежности материалов становятся критичными. Тут в игру и вступает самый твердый природный минерал, который отличается выдающимися физическими и химическими параметрами.

Синтезирование алмазов

При столь интенсивном спросе на самый твердый драгоценный минерал остро встал вопрос о его искусственном синтезировании. Отметим, что никакие запасы камней не в состоянии удовлетворить все нарастающую потребность. И после длительных экспериментов ученым удалось создать аналог природного алмаза, обладающий всеми необходимыми особенностями. К сегодняшнему дню производство искусственных алмазов для промышленных нужд уже стало обыденной практикой.

Существует несколько методик синтезирования этого минерала. Первая - наиболее приближенная к его формированию в естественной среде. Синтез производят, используя сверхвысокую температуру и огромное давление. Вторая методика позволяет извлекать алмаз из пара. Она используется в пленочной технологии - кристаллы тончайшей пленкой наносят на режущие кромки инструментов. Особенно этот метод востребован в изготовлении хирургических инструментов. А третий производит россыпь мелких кристаллов при помощи детонации и быстрого охлаждения.

Эксперименты продолжались, и был синтезирован нитрид бора, который на 20% тверже природного алмаза. Однако пока этого вещества настолько мало, что алмаз традиционно продолжают считать самым твердым минералом.

10 новых загадок, доказывающих, что Земля — мистическое место! Каждый год является сумасшедшим промежутком времени по тем или иным причинам, и никто этого не будет отрицать.Вот 10 тайн, которые доказывают, что наш.

20 фото кошек, сделанных в правильный момент Кошки - удивительные создания, и об этом, пожалуй, знает каждый. А еще они невероятно фотогеничны и всегда умеют оказаться в правильное время в правил.

13 признаков, что у вас самый лучший муж Мужья – это воистину великие люди. Как жаль, что хорошие супруги не растут на деревьях. Если ваша вторая половинка делает эти 13 вещей, то вы можете с.

11 странных признаков, указывающих, что вы хороши в постели Вам тоже хочется верить в то, что вы доставляете своему романтическому партнеру удовольствие в постели? По крайней мере, вы не хотите краснеть и извин.

Неожиданно: мужья хотят, чтобы их жены делали чаще эти 17 вещей Если вы хотите, чтобы ваши отношения стали счастливее, вам стоит почаще делать вещи из этого простого списка.

Как выглядеть моложе: лучшие стрижки для тех, кому за 30, 40, 50, 60 Девушки в 20 лет не волнуются о форме и длине прически. Кажется, молодость создана для экспериментов над внешностью и дерзких локонов. Однако уже посл.

Алмаз больше не самый твёрдый природный материал в мире

Алмазы навсегда останутся лучшими друзьями девушек, но вскоре они рискуют потерять своё расположение в промышленной сфере.

Драгоценный камень некоторое время назад потерял свой титул самого твёрдого материала в мире, уступив искусственным наноматериалам немного большей твёрдости. Сегодня редкое натуральное вещество, по всей видимости, оставит всех прочих позади - оно на 58% твёрже алмаза.

Зиченг Пэн (Zicheng Pan) из Шанхайского университета Цзяо Тун совместно с коллегами смоделировал, как атомы в двух субстанциях предположительно имеющих свойства очень твёрдых материалов будут реагировать на воздействие специального датчика.

Первый — вюрцит бор нитрид имеет сходную с алмазом структуру, но состоит из других атомов.

Второй - минерал лонсдейлит, или гексагональный алмаз, состоит из атомов углерода, таких как алмаз, но они организованы по-другому.
Моделирование показало, что вюрцит бор нитрид способен выдержать на 18% больше воздействия, чем алмаз, а лонсдейлит - на 58% больше. Если результаты подтвердятся в рамках физических экспериментов, оба материала окажутся намного твёрже любого известного вещества.

Но произвести такие испытания будет не просто, т.к. оба материала не часто встречаются в природе.

Редкое вещество лонсдейлит формируется, когда метеориты, содержащие графит падают на Землю, а вюрцит бор нитрид формируется в процессе вулканических извержений при высоких температурах и давлении.

При успешных результатах вюрцит бор нитрид может стать наиболее применимым из двух, благодаря тому, что он устойчивый к кислороду при более высоких температурах, чем алмаз. Это делает его идеальным для применения на концах режущих и сверлильных инструментов, работающих при очень высоких температурах, или в качестве коррозиеустойчивых плёнок - на поверхности космических кораблей, например.

Парадоксально, своей твёрдостью вюрцит бор нитрид обязан гибкости связей между атомами, которые его образуют. Когда материал подвергается воздействию, некоторые связи меняют направление почти на &09ordm;, чтобы ослабить напряжение. После того, как алмаз и вюрцит бор нитрид были подвергнуты одному и тому же процессу, что-то в структуре вюрцит бор нитрида сделало его почти на 80% твёрже, утверждает соавтор исследования Чанфенг Чен (Changfeng Chen) из университета Невады в Лас-Вегасе.

Учёные подчёркивают, для того, чтобы доказать теорию, необходимы монокристаллы каждого из материалов. На данный момент не существует способов изолировать или вырастить такие кристаллы.

На сегодняшний день не существует единой классификации полудрагоценных камней. есть лишь условное деление. Узнать все о камнях, их свойства описания можно на сайте http://www.catalogmineralov.ru/cont/poludragocennye_kamni.htm. Решая сделать подарок с полудрагоценным камнем близкому человеку, для начала ознакомьтесь с этим камнем.

Самые твердые материалы на Земле ТОП 10

Каждый из вас знает, что эталоном твердости на сегодня так и остается алмаз. При определении механической твердости существующих на земле материалов твердость алмаза берется как эталон: при измерениях методом Мооса – в виде поверхностного образца, методами Виккерса или Роквелла – в качестве индентора (как более твердое тело при исследовании тела с меньшей твердостью). На сегодняшний день можно отметить несколько материалов, твердость которых приближается к характеристикам алмаза.

Сравниваются в данном случае оригинальные материалы, исходя из их микротвердости по методу Виккерса, когда материал считается сверхтвердым при показателях в более 40 ГПа. Твердость материалов может изменяться, в зависимости от характеристик синтеза образца или направления приложенной к нему нагрузки.

Колебания показателей твердости от 70 до 150 ГПа – общеустановленное понятие для твердых материалов, хотя эталонной величиной принято считать 115 ГПа. Давайте рассмотрим 10 самых твердых материалов, кроме алмаза, которые существуют в природе.

10. Субоксид бора (B 6 O) - твердость до 45 ГПа

Субоксид бора обладает способностями создавать зерна, имеющие форму икосаэдров. Образованные зерна при этом не являются обособленными кристаллами или разновидностями квазикристаллов, представляя собой своеобразные кристаллы-двойники, состоящие из двух десятков спаренных кристаллов-тетраэдров.

10. Диборид рения (ReB 2) - твердость 48 ГПа

Многие исследователи ставят под сомнение вопрос, может ли этот материал причисляться к материалам сверхтвердого типа. Это вызвано весьма необычными механическими свойствами соединения.

Послойное чередование разных атомов делает этот материал анизотропным. Поэтому измерение показателей твердости получаются разными при наличии разнотипных кристаллографических плоскостей. Таким образом, испытаниями диборида рения при малых нагрузках обеспечивается твердость в 48 ГПа, а при увеличении нагрузки твердость становится намного меньше и составляет приблизительно 22 ГПа.

8. Борид магния-алюминия (AlMgB 14) - твердость до 51 ГПа

Состав представляет собой смесь алюминия, магния, бора с невысокими показателями трения скольжения, а также высокой твердостью. Эти качества могли бы стать находкой для производства современных машин и механизмов, работающих без смазки. Но использование материала в такой вариации пока что считается непомерно дорогим.

AlMgB14 - специальные тоненькие пленки, создающиеся при помощи лазерного напыления импульсного типа, имеют способность обладать микротвердостью до 51 ГПа.

7. Бор-углерод-кремний - твердость до 70 ГПа

Основа такого соединения обеспечивает сплаву качества, подразумевающие оптимальную устойчивость к химическим воздействиям негативного типа и высокой температуре. Такой материал обеспечивается микротвердостью до 70 ГПа.

6. Карбид бора B 4 C (B 12 C 3) - твердость до 72 ГПа

Еще один материал – карбид бора. Вещество достаточно активно стало использоваться в разных сферах промышленности практически сразу же после его изобретения в 18 веке.

Микротвердость материала достигает 49 ГПа, но доказано, что и этот показатель можно увеличить посредством добавления ионов аргона в строение кристаллической решетки – до 72 ГПа.

5. Нитрид углерода-бора - твердость до 76 ГПа

Исследователи и ученые со всего мира давно пытаются синтезировать многосложные сверхтвердые материалы, в чем уже были достигнуты ощутимые результаты. Компонентами соединения являются атомы бора, углерода и азота – близкие по размерам. Качественная твердость материала доходит до 76 ГПа.

4. Наноструктурированный кубонит - твердость до 108 ГПа

Материал еще называется кингсонгитом, боразоном или эльбором, а также обладает уникальными качествами, успешно используемыми в современной промышленности. При показателях твердости кубонита в 80-90 ГПа, близких к алмазному эталону, сила закона Холла-Петча способна обусловить их значительный рост.

Это означает, что при уменьшении размеров кристаллических зерен увеличивается твердость материала – существуют определенные возможности увеличения до 108 ГПа.

3. Вюртцитный нитрид бора - твердость до 114 ГПа

Вюрцитная кристаллическая структура обеспечивает высокие показатели твердости данному материалу. При локальных структурных модификациях, во время приложения нагрузки конкретного типа, связи между атомами в решетке вещества перераспределяются. В этот момент качественная твердость материала становится больше на 78 %.

2. Лонсдейлит - твердость до 152 ГПа

Лонсдейлит является аллотропной модификацией углерода и отличается явной схожестью с алмазом. Обнаружен твердый природный материал был в метеоритном кратере, образовавшись из графита – одного из компонентов метеорита, однако рекордной степенью прочности он не обладал.

Учеными было доказано еще в 2009 году, что отсутствие примесей способно обеспечить твердость, превышающую твердость алмаза. Высокие показатели твердости способны обеспечиваться в этом случае, как и в случае с вюртцитным нитридом бора.

1. Фуллерит - твердость до 310 ГПа

Полимеризованный фуллерит считается в наше время самым твердым материалом, известным науке. Это структурированный молекулярный кристалл, узлы которого состоят из целых молекул, а не из отдельных атомов.

Твердость фуллерита составляет до 310 ГПа, и он способен поцарапать алмазную поверхность, как обычный пластик. Как видите, алмаз это больше не самый твёрдый природный материал в мире, науке доступны более твердые соединения.

Пока это самые твердые материалы на Земле, известные науке. Вполне возможно, в скором времени нас ждут новые открытия и прорыв в области химии/физики, что позволит добиться более высокой твердости.

Самые дорогие драгоценные камни в мире. Топ-19 (с фотографиями)

Многие люди ошибочно полагают, что предел дороговизны драгоценных камней останавливается на бриллиантах, однако в природе существуют и другие, не менее красивые, но более редкие минералы, цена которых часто превышает стоимость бриллиантов.
Ниже представляем вашему вниманию рейтинг самых дорогих драгоценных камней в мире. Высокая цена обычно определяется уникальной комбинацией из редкости, красоты и большого спроса. В списке указана средняя стоимость камней высокого качества доступных сегодня на мировом рынке, однако следует отметить, что некоторые цены являются приблизительными, поскольку особенно ценные самоцветы зачастую продаются в частном порядке, без разглашения широкой общественности.

19-е место: Еремеевит — редкий драгоценный камень, впервые обнаруженный в 1883 году в юго-восточной части Забайкальского края. Сначала его принимали за аквамарин, так как первые найденные кристаллы имели светло-голубой цвет. За последнее столетие были обнаружены светло-желтые и даже бесцветные экземпляры, однако голубые по-прежнему остаются самыми дорогими на рынке драгоценных камней. Свое название самоцвет получил в честь русского минеролога Павла Еремеева. Достоверно известно, что на данный момент существует несколько сотен ограненных еремеевитов, стоимость которых в среднем составляет 1500 долларов за карат.

18-е место: Голубой гранат — самый редкий представитель ряда данных минералов, который впервые был обнаружен на Мадагаскаре лишь в конце 1990-ых. Сегодня камни такого цвета встречаются в Танзании, Шри-Ланке, Кении, Норвегии и США. Их главная отличительная черта — способность при смене освещения менять свой оттенок. Так при дневном свете они приобретают голубые, синие и зеленые переливы, а при искусственном становятся пурпурными или красными. Сегодня средняя стоимость данного драгоценного камня высокого качества равняется 1500 у.е. за карат.

17-е место: Черный опал — самый ценный из группы опалов, основное количество которого добывается на просторах Австралии. Другие богатые месторождения – Бразилия, США, Мексика. Цвет опалов данного типа может варьироваться от сероватого до черного с богатым разнообразием мерцающих переливов всех цветов радуги. Хотя на сегодняшний день эти драгоценные камни уже не считаются такими редкими, как раньше, тем не менее стоят они довольно дорого. Стоимость черного опала высокого качества составляет примерно 2 тысячи долларов за карат.

16-е место: Демантоид – драгоценный камень из группы гранатов зеленого или желтовато-зеленого цвета, долгое время известный только в кругах коллекционеров. Основные месторождения данных самоцветов находятся в Иране, Пакистане, России, Кении, Намибии и Танзании. С каждым годом популярность минерала неуклонно возрастает, вместе с которой происходит и рост его стоимости. В настоящее время карат демантоида высшего класса на мировом рынке драгоценных камней можно приобрести за 2000 у.е.

15-место: Тааффеит – один из редчайших драгоценных камней в мире, названый в честь своего первооткрывателя графа Эдуарда Тааффе, который в 1945 году случайно обнаружил в приобретенной партии ограненных самоцветов необычный образец, ранее никогда ему не встречавшийся. Спектр оттенков тааффеита может варьироваться от лавандового до бледно-розового. На сегодняшний день уникальный минерал в небольшом количестве встречается лишь в некоторых россыпных месторождениях Шри-Ланки и южной Танзании. Стоимость высококачественных экземпляров тааффеита варьируется в пределах 2-5 тысяч долларов.

14-е место: Поудреттеит / Пудреттит – редкий минерал розового цвета, впервые обнаруженный в 1987 году в Квебеке (Канада). Свое название получил в честь семьи Poudrette, которая до сих пор владеет тем самым рудником в горе Mont Saint-Hilaire, где нашли первый образец. Качественные камни начали появляться только в 2000 году, когда несколько экземпляров было найдено в северном Могоге (Мьянма). С 2005 года минерал там не обнаруживался, а канадское месторождение подарило миру всего около 300 камней различного качества. В зависимости от насыщенности цвета и чистоты стоимость поудреттеита может колебаться от 3 до 5 тысяч условных единиц.

13-е место: Мусгравит — близкий родственник тааффеита, которому он подобен внешне и по химическому составу. Впервые был обнаружен в 1967 году в австралийской долине Мусгрэйв Рэндж. Позже минерал нашли на территории Гренландии, Танзании, на Мадагаскаре и даже в недрах холодных земель Антарктиды. Этот самоцвет существует в нескольких цветах, но наиболее часто встречаются зеленые и фиолетовые экземпляры. В силу того, что за всю историю было найдено совсем небольшое количество данных драгоценных камней, их цена достигает вполне ожидаемых размеров: стоимость карата зеленого мусгравита высокого качества равняется 2-3 тысячам долларов, в то время как за один карат фиолетового ограненного минерала придется отдать около 6 тысяч условных единиц.

12-е место: Бенитоит – драгоценный камень насыщенно синего цвета, единственное месторождение которого находится в округе Сан Бенито, (Калифорния, США), где его впервые обнаружили еще в 1907 году. В 1984 году официально был признан государственным драгоценным камнем штата. На мировом рынке средняя стоимость мелкого бенитоита весом в 1 карат, которых в мире существует крайне ограниченное количество (не более десятка), составляет 4000-6000 у.е.

11-е место: Сапфир — один из самых известных ювелирных камней, в минералогии и ювелирной промышленности именуемый корундом. Имеет глубокий синий цвет, реже встречаются розовые, зеленые и желтовато-оранжевые самоцветы. К самым редким разновидностям относится синий звездчатый сапфир и падпараджа — камень оранжевого и красно-желтого цвета. Самые известные месторождения данных минералов расположены в Индии, России, Вьетнаме, Таиланде, США, Австралии, Мьянме, Шри-Ланке, Китае и на Мадагаскаре. Наиболее редкие и качественные экземпляры на мировом рынке можно приобрести примерно за 4-6 тысяч условных единиц за один карат.

10-е место: Изумруд — драгоценный камень высшего качества ярко-зеленого или темно-зеленого цвета. Последние годы звание основного месторождения данного минерала носит Колумбия. Несмотря на большое количество активно добываемых во всем мире изумрудов, цены на них до сих пор остаются поистине космическими. Сегодня чистые камни встречаются крайне редко, что вместе с огромной популярностью определяет их высокую стоимость. Зеленый самоцвет исключительного качества весом примерно в 1 карат на мировом рынке продают более чем за 8000 долларов США.

9-е место: Биксбит — редкая разновидность берилла красного цвета, до недавнего времени известная лишь некоторым коллекционерам. Добывают его исключительно в американских штатах Юта (горах Вахо-Вахо) и Нью-Мексико. Приобрести красный берилл высокого класса крайне трудно, при этом цена на камень весом около 1 карата составляет более 10-12 тысяч американских долларов. Определить среднюю стоимость данного минерала довольно сложно по причине малого количества выставленных на продажу высококачественных камней.

8-е место: Александрит — знаменитый драгоценный камень, славящийся своей способностью менять цвет. При дневном свете его окрас характеризируется голубовато-зеленым, темным сине-зеленым и оливково-зеленым оттенком, в то время как при искусственном освещении его переливы могут приобретать розово-малиновый, красный, пурпурный или фиолетово-красный цвет. Первый кристалл был обнаружен в 1833 году на изумрудном прииске в окрестностях Екатеринбурга. Стоимость данного драгоценного камня в зависимости от его качества может колебаться от 10 до 15 тысяч условных единиц.

7-е место: Параиба (голубой турмалин) — красивый и очень редкий кристалл яркого сине-бирюзового цвета, открытый в 1987 году в штате Параиба, что на востоке Бразилии. Долгое время этот драгоценный камень добывался только в одном месте, но сегодня его месторождения уже есть на Мадагаскаре и в Мозамбике. Бразильские голубые турмалины на сегодняшний день являются самыми дорогими представителями группы — их цена составляет 12-15 тысяч долларов за карат, а действительно уникальный самоцвет высочайшего качества может намного превышать указанные цифры.

6-е место: Рубин — один из самых популярных драгоценный камней в мире, известный своими насыщенными оттенками красного цвета: ярко-красный, фиолетово-красный, темно-красный. Встречается, как и алмазы, на всех континентах, исключая Антарктиду. Главный страны-экспортеры — Таиланд, Мьянма и Шри-Ланка. Наиболее ценными являются азиатские рубины, особенно камни цвета «голубиной крови» — чисто красного цвета с фиолетовым оттенком. Ограниченное количество и огромная популярность делают их чрезвычайно дорогими драгоценными камнями. За карат рубина высокого качества на мировом рынке придется заплатить около 15 тысяч долларов.

5-е место: Алмаз — распространенный минерал, уже на протяжении длительного времени остающийся одним из самых дорогих и желаемых драгоценных камней. Причиной этому, конечно же, служит огромная популярность бриллиантов (так называются ограненные алмазы). С каждым годом количество изготовляемых ювелирных украшений с данными драгоценными камнями стремительно увеличивается. Промышленные месторождения алмазов сегодня известны на всех континентах, кроме Антарктиды. В настоящее время идеально ограненный бриллиант цвета D в среднем продается по цене около 15000 у. е. за карат.

4-е место: Жадеит (империал) — минерал зеленого цвета, долгое время носивший статус одного из самых загадочных камней нашей планеты. Сегодня основные его источники находятся в Китае, Верхней Мьянме, Японии, Мексике, Казахстане, Гватемале и США. Приблизительная стоимость карата жадеита высокого качества на мировом рынке составляет 20 тысяч долларов.

3-е место: Падпараджа (в переводе с тамильского «цвет восхода солнца») - это розовато-оранжевые сапфиры, которые исторически добывались на Шри-Ланке, в Танзании и на Мадакаскаре. Сейчас на Шри-Ланке падпараджи в естественном виде практически не осталось и её получают, нагревая минерал корунд в печи до нужной кондиции. Последняя классическая (т.е. не гретая) падпараджа весом 1,65 карата была продана на Шри-Ланке около 20-ти лет назад за 18 тысяч долларов. Сейчас падпараджа весом свыше пяти карат считается коллекционной и может оцениваться до 30 тысяч долларов за каждый карат веса.

2-е место: Грандидьерит — редкий минерал зеленовато-голубого, зеленовато-синего или голубовато-зеленого цвета, первый образец которого был обнаружен в Шри-Ланке. В начале ХХ века его описал французский исследователь Альфред Грандидье, занимавшийся исследованием Мадагаскара, на территории которого и сегодня добывается основная часть этих минералов. Ограненные грандидьериты сегодня существуют в крайне ограниченном количестве — около двух десятков. Примерная стоимость уникального минерала составляет более 30 тысяч долларов за карат.

1-е место: Красный алмаз – самый дорогой представителей своего семейства и по совместительству самый дорогой драгоценный камень в мире. За всю историю человечества было найдено всего несколько экземпляров данного минерала и большинство из них имеют совсем маленький вес – менее 0,5 карата. Цвет натурального красного алмаза геммологи называют пурпурно-красным. Единственное месторождение цветных алмазов находится в алмазном руднике Аргайл (Австралия), в котором ежегодно добывают считанное количество камней. Самоцветы весом более 0,1 карата, как правило, появляются только на аукционах, где цена за карат составляет более одного миллиона долларов.

Несокрушимый теплопроводник

В переводе с древнегреческого языка слово "алмаз" обозначает "несокрушимый". Еще до времен античности людям была известна невероятная прочность этого камня. В древности алмазами широко торговали в Индии и Египте. А на европейские просторы этот минерал попал после захватнических походов Александра Македонского. Он привез камни в качестве магических артефактов. Древние греки называли этот самый твердый минерал слезами богов, которые попали на землю.

Но секрет несокрушимости камня кроется, конечно, не в мистике и не в связи с духовным миром. Четкая структура решетки элемента в виде тетраэдров и сильная связь между атомами углерода обеспечивают самую высокую прочность. Благодаря этой же является отличным теплопроводником. К примеру, если бы было возможно сделать чайную ложечку из цельного куска алмаза, вы не смогли бы размешать ею сахар в горячем чае, потому что обожглись бы в тот же момент, как только ложечка прикоснулась бы к кипятку.

Сравнение твердости минералов

Как определить, какой минерал - самый твердый? Этим вопросом в девятнадцатом веке вплотную занялся талантливый немецкий минеролог Карл Фридрих Моос. В 1811 году ученый предложил использовать для определения твердости различных минералов сравнительную шкалу. Она состоит из десяти пунктов, каждому из которых соответствует определенный минерал. Первый (тальк) - самый мягкий, а последний, соответственно - самый твердый. Проверка осуществляется экспериментально. Если образец (к примеру, серебро) царапается флюоритом, который по шкале располагается на четвертой строчке, но не повреждается гипсом (эталон шкалы под номером два), значит, серебро имеет твердость 3 по шкале Мооса.

Из королей в рабочие

Шло время, и потребность в инструментах с алмазными режущими и сверлящими кромками возрастала. К примеру, в сфере строительства весьма востребованы Их преимущество перед собратьями, выполненными из сплавов твердых металлов, - в том, что при работе алмазным сверлом в материале не образуются микротрещины. Алмаз легко и чисто срезает любой материал, будь то камень, бетон или металл. А отсутствие микротрещин - залог долговечности строения. К тому же сам процесс работы проходит значительно быстрее, заметно легче и намного тише.

Применение в медицине

Перспективы в электронике

Самый твердый минерал на Земле помогает в освоении космоса

Синтезирование алмазов

При столь интенсивном спросе на самый твердый драгоценный минерал остро встал вопрос о его искусственном синтезировании. Отметим, что никакие запасы камней не в состоянии удовлетворить все нарастающую потребность. И после длительных экспериментов ученым удалось создать аналог природного алмаза, обладающий всеми необходимыми особенностями. К сегодняшнему дню производство для промышленных нужд уже стало обыденной практикой.

прочный камень

Альтернативные описания

Драгоценный камень, минерал кристаллического строения, блеском и твердостью превосходящий все другие минералы

Прозрачный кристалл такого минерала, ограненный и отшлифованный особым образом

Что-либо чрезвычайно ценное, незаурядное, исключительное (переносное значение)

Драгоценный камень, уважаемый стеклорезами

Инструмент для резки стекла

Камень чистой воды

Кинотеатр в Москве, ул. Шаболовка

Клипер, на котором три года плавал композитор Н. А. Римский-Корсаков

Король среди драгоценных камней

Минерал, добываемый в Якутии

Музыкальный хит Алисы Мон

Подобно льву среди зверей, он царствует среди камней

Прозрачный драгоценный камень, блеском и твердостью превосходящий все другие минералы

Самый твердый минерал в природе

Стихотворение А. Фета

Химическое вещество, естественный абразивный материал

. «Куллинан»

Прекрасный вариант графита

. «... и в грязи видать» (поговорка)

Российская космическая станция

Фильм Эдварда Цвика «Кровавый...»

Неотесанный бриллиант

Что добывает компания «Де Бирс»?

В Древнем Риме рабу, сумевшему расколоть этот камень, обещали свободу

Переведите на арабский язык слово «твердейший»

В шкале Мооса на первом месте находится тальк, на третьем - кальцит, на седьмом - кварц, а что в этой шкале находится на десятом месте?

Название этого минерала происходит от греческого слова «adamas» - «несокрушимый»

Какой камень можно найти в кимберлитовой трубке?

Углерод в ранге драгоценности

Царь камней

Самый твердый минерал

Камень, символ апреля

Твердый и прекрасный вариант графита

Драгоценный углерод

Камень для точного глаза

Суть «Орлова»

Минерал, драгоценный камень первого класса

Марка российского телевизора

Сорт пшеницы

Абразивный материал, самый твердый минерал

Московский кинотеатр

Точный глаз

. «шах», «Орлов»

Бриллиант без огранки

Тверже него нет ничего

Прочный стеклорез

. «шах» и «Орлов»

Царь среди камней

Бриллиант

Король драгоценных камней

Сырец бриллианта

. «пепел и...» Анджея Вайды

Самый твердый камень

Будущий бриллиант

. «звезда Сьерра-Леоне»

Благородный родич графита

Драгоценная деталь стеклореза

Углерод-аристократ

Камень «Орлов»

. «твердолобый» минерал

Король среди самоцветов

Камень, помогающий при тяжелых родах

Исходник для бриллианта

Драгоценное сравнение для точного глаза

Король среди минералов

Бриллиант до огранки

Король самоцветов

Самый твердый из минералов

Бриллиант для стеклореза

Драгоценность в стеклорезе

Бриллиант в начале карьеры

Чистый углерод

Богатый родственник графита

Драгоценный минерал

Камень в стеклорезе

Стеклорезный камень

. «орлов» среди камней

Драгоценность для резки стекла

Какой драгоценный камень может погубить только высокая температура?

Очень твердый камень

Самая твердая драгоценность

Драгоценный камень

Камень, режущий стекло

. «фондовый» минерал

Заготовка для бриллианта

Верный глаз

Адамант

Самый твердый минерал

Минерал, одна из кристаллических полиморфных модификаций углерода

Драгоценный камень

Прозрачный драгоценный камень, минерал (символ невинности, твёрдости и храбрости)

Инструмент для резки стекла в виде острого куска этого камня, вделанного в р укоятку

Тип минерала, относящийся к самородным элементам

. "... и в грязи видать" (поговорка)

. "Орлов" среди камней

. "Твердолобый" минерал

. "Фондовый" минерал

. "пепел и..." Анджея Вайды

. "шах", "Орлов"

. "Звезда Сьерра-Леоне"

. "Куллинан"

. "Шах" и "Орлов"

В шкале Мооса на первом месте находится тальк, на третьем - кальцит, на седьмом - кварц, а что в этой шкале находится на десятом месте

Драгоценный камень для родившихся под знаком овна

Ж. первый по блеску, твердости и ценности из дорогих (честных) камней; адамант, бриллиант. Алмаз, чистый углерод в гранках (кристаллах), сгорает без остатка, образуя угольную кислоту. Алмаз название общее: бриллиант, более ценный по величине и полной грани, осаживается сквозниною, без подложки; алмаз, неполной грани, плоский, бывает в глухой (с исподу) оправе; розетка, искра, самый мелкий алмаз. Алмаз стекольщичий, неграненый, сырой, в оправе на ребро, на природную грань. Это алмазец порядочный; это алмазик годный; это алмазишка дрянной; а вот алмазище царский. Алмаз стекольщика белит, негоден, не режет, а только скребет, царапает. Свой глаз алмаз, свой призор. Алмаз алмазом режется, вор вором губится, в сыщики берут такого же вора. Тверд (верен, дорог), как алмаз. Алмаз ангельская слеза, поверье. Алмазный перстень, с алмазами; алмазный прииск, алмазный блеск. Алмазистый, алмазовидный, подобный ему, сходный с ним. Алмазник м. торгующий честными каменьями. Алмазчик м. бриллиантщик, ювелир, кто гранит алмазы или оправляет дорогие каменья

Какой драгоценный камень может погубить только высокая температура

Какой камень можно найти в кимберлитовой трубке

Камень "Орлов"

Минерал - эталон точного глаза

Название этого минерала происходит от греческого слова "adamas" - "несокрушимый"

Очень крепкий камень

Переведите на арабский язык слово "твердейший"

Сверхпрочный камень

Суть "Орлова"

Фильм Эдварда Цвика "Кровавый..."

Что добывает компания "Де Бирс"