Sintetički dijamant

Mineralogija nas obavještava da i grafit i dijamant dijele istu hemijsku komponentu: ugljenik. Zbog njihove različite kristalne strukture, grafit je mekan, dok je dijamant tvrd.

Da objasnim dalje:

Struktura dijamanta je kubični raspored sa licem sastavljen od tetraedra, gdje je centralni atom ugljika svakog tetraedra kovalentno vezan u jaku, direktnu vezu sa četiri atoma ugljika na vrhovima. Zbog zasićenosti i usmjerene prirode kovalentnih veza, struktura postaje izuzetno robusna.

Da dodatno pojasnim:

Dijamantov okvir karakterizira kubična rešetka usmjerena na lice koja se sastoji od međusobno povezanih tetraedara. Unutar svakog tetraedra, centralni atom ugljika formira kovalentne veze sa četiri okolna atoma ugljika na uglovima.

Inherentna svojstva kovalentnih veza, posebno njihova zasićenost i usmjerenost, doprinose ekstremnoj stabilnosti i snazi ​​ovog aranžmana.

Kristalna struktura grafita prikazana je na slici, gdje su atomi ugljika raspoređeni u ravnim heksagonalnim slojevima, pri čemu je udaljenost između atoma ugljika unutar ravnine mala i povezana kovalentnim vezama, koje su jake i čvrste. Udaljenost između atoma ugljika u susjednim slojevima je velika, vezana je van der Waalsovim silama, što rezultira mekom teksturom grafita. Stoga je grafit i mazivo.

Osnovni princip proizvodnje umjetnog dijamanata je mijenjanje slojevite heksagonalne strukture grafita u kubičnu strukturu dijamanta usmjerenu na lice. Svi sintetički dijamanti se pretvaraju iz grafita u uslovima pritiska od oko 5,6 do 6 GPa i temperaturama od oko 1300 stepeni.