다이아몬드는 순수한 탄소의 동화물 중 하나입니다. 충적 gravels, kimberlite 파이프 및 빙하 틸에서 발견되는 결정질 공유 고체입니다. 천연 다이아몬드는 탄소 원자의 결정화를 일으키는 온도와 압력 조건이 강합니다. 합성 적으로 흑연에서 형성되며 대부분 고압 높이의 온도 기술을 사용합니다.
개요
다이아몬드의 물리적 특성은 그 구조에 기인 할 수 있습니다. 얼굴 중심 입방 격자 구조를 기반으로하지만 큐브 내부에는 여분의 탄소 원자가 있습니다. 탄소 원자는 사면체 구조의 4 개의 다른 탄소 원자에 대한 SP3 혼성화 및 공유 결합된다. 각각의 탄소의 배위 수는 4입니다. 따라서 다이아몬드는 각각의 탄소-탄소 결합 길이가 154 pm 인 거대한 3 차원 분자이며, 각 결합 각도가 109.5 ° 측정 된 각 결합 각과 강한 공유 결합을 형성합니다. 다이아몬드는 아이소 메트릭 구조를 가지고 있으며, 이는 탄소 원자가 모든 방향으로 동일한 방식으로 결합되어 있음을 의미합니다.
다이아몬드의 일반적인 물리적 특성
다이아몬드의 일반적인 물리적 특성은 다음과 같습니다.
- 순수한 다이아몬드는 투명하고 무색입니다. 그들에게 색상을 부여하는 것은 불순물입니다.
- 부서지기 쉬운 성격입니다.
- 굴절률은 2.5이며, 이는 매우 높은 값입니다. 그러므로 그것은 반짝입니다.
- 그것은 표면에 닿는 대부분의 빛을 반사하는 능력으로 인해 아다만 틴으로 알려진 가장 높은 비금속 광택을 가지고 있습니다.
- 또한 분산이 비교적 높습니다. 분산 값이 높을수록 보석이 표시 할 수있는 화려한 번쩍입니다.
- 평균 밀도는 3.5 g/cm3입니다.
- 마찰 계수가 낮습니다.
구조에 기초하여 다음과 같은 다이아몬드 특성을 설명 할 수 있습니다.
- 경도 :탄소 탄소 결합은 매우 강한 공유 결합이므로 다이아몬드는 단단해야하고 밀도가 높은 것으로 예상됩니다. 가장 어려운 자연 발생 물질입니다. 블랙 다이아몬드는 가장 어렵습니다.
- 용융점 :용융점은 3600 ° C만큼 높습니다. 용융은 강한 공유 결합을 파괴해야하기 때문입니다.
- 열전도율 :실온에서 다이아몬드는 가장 높은 열전도율을 가지며, 이는 구조에 강한 공유 결합의 존재와 낮은 포논 산란에 기인 할 수 있습니다.
- 강도 :다이아몬드의 강도는 FCC 결정 구조와 관련이있을 수 있습니다. 다이아몬드의 각각의 탄소 원자는 강한 공유 결합에 의해 4 개의 다른 원자에 연결되어 있기 때문에 사면체 결합 배열을 형성한다. 이 사면체 결합은 약한 결합이없는 3 차원 구조를 형성하여 다이아몬드의 높은 강도를 야기합니다. 이 재료를 깨는 데는 더 많은 에너지가 필요합니다.
- 열 팽창 계수 :구조를 포함하는 원자 사이의 결합 강도에 따라 다릅니다. 다이아몬드는 강한 공유 결합으로 구성되므로 결합 강도가 높습니다. 따라서, 다이아몬드는 매우 낮은 열 팽창 계수를 가지고 있으며, 이는 그다지 확장하지 않고 가열되어 매우 높은 온도에 노출 될 수 있음을 의미합니다. 그것은 고온에서 형태와 강도를 유지합니다.
- 나쁜 도체 :모든 원자가 전자가 결합에 관여하기 때문에 전류를 전도 할 수있는 자유 전자를 남기지 않기 때문에 다이아몬드는 전기의 나쁜 도체이거나 전기 저항력이 높습니다.
- 광학 투명성/명확성 :다이아몬드의 내부 구조는 3 차원 격자에 공유 결합 된 탄소 원자로 구성되어 결정에 깊은 깊은 굴절을 결정하여 결정에 특징적인 명확성을줍니다. 그것은 자외선에서 인프라 레드에 이르기까지 광범위한 광학 투명성을 가지고 있습니다.
보석으로서의 다이아몬드의 추가 물리적 특성
보석으로서의 다이아몬드의 가치는 무게와 불순물의 존재에 의해 결정됩니다. 다이아몬드에게 반짝임을주는 가벼운 굴절 특성은 보석으로 인기를 얻습니다. 품질은 4cs :색상, 컷, 선명도 및 캐럿 무게에 의해 결정됩니다. 무게는 캐럿의 관점에서 제공됩니다 [1 캐럿 =0.2 g]. 무색의 투명한 사람은 무시할만한 불순물이 있고 완벽하게 연마 할 때 가장 반짝이기 때문에 가장 비용이 많이 듭니다. 이들 포함이 빛의 통과를 제한하기 때문에 그 안에 존재하는 불순물의 증가에 따라 그 가치는 감소한다. 많은 양으로 존재하면 불순물은 컷 보석의 외모를 크게 무시합니다.
다이아몬드에 독특한 색상을 부여하는 것은 산화된 금속 산화물과 소금의 작은 흔적입니다. 이 컬러 다이아몬드는 보석이라고합니다. 어두운 색상의 다이아몬드, 즉 빨강, 분홍색 및 파란색은 극히 드물기 때문에 매우 가치가 있습니다. 또한 회색, 노란색, 갈색, 녹색 및 주황색, 심지어 검은 색 일 수도 있습니다. 블랙 다이아몬드는 불순물로 산화 구리가 존재합니다. 그들은 보석으로 사용되지 않지만 중요한 산업 용도를 가지고 있습니다.
산업 다이아몬드
보석 품질 표준을 충족하지 않는 다이아몬드는 산업 목적으로 사용되며 산업용 다이아몬드라고합니다. 다이아몬드의 경도와 높은 열전도율과 전기 절연의 독특한 조합은 주요 산업 응용 분야에 바람직한 재료가됩니다. 그들은 록, 유리 또는 기타 다이아몬드를 절단 및 드릴링하는 데 사용됩니다. 방열판, 깊은 지루한 훈련의 팁 헤드, 시계의 저속 마이크로 베어링, 장기간의 레코드 플레이어를위한 바늘로, 공간 위성에 방사선을 방사하는 창을 만드는 데 유해한 방사선의 진입을 방지하는 데 사용됩니다.
결론
구조로 인해 다이아몬드는 가장 어려운 천연 물질입니다. 융점이 높기 때문에 우수한 열 도체 및 전기 절연체입니다. 높은 굴절률과 분산 전력으로 인해 반짝입니다. 그것은 마찰 계수가 낮고, 매우 열 팽창 계수 및 광범위한 광학 투명성을 가지고 있습니다.
다이아몬드는 보석으로 가장 인기가 있지만 다른 다이아몬드를 자르고 방열판을 만들고, 지루한 훈련의 팁 헤드, 우주 위성을위한 방사선 방지 창을 만드는 데 사용됩니다.
