الماس هو معدن طبيعي ، وهو من اشهر واغلى المعادن. هناك تكهنات وأساطير كثيرة حوله ، خاصة فيما يتعلق بقيمته وكشف المزيفات. موضوع منفصل للدراسة هو العلاقة بين الماس والجرافيت. يعرف الكثير من الناس أن هذه المعادن متشابهة ، لكن لا يعرف الجميع بالضبط ماذا. وسؤال كيف يختلفون أيضًا ، لا يمكن للجميع الإجابة. ماذا نعرف عن هيكل الماس؟ أو معايير الحكم على الجواهر؟
هيكل الماس
الماس هو واحد من ثلاثة معادن هي تعديل بلوري للكربون. والاثنان الآخران هما الجرافيت ولونسداليت ، والثاني يمكن العثور عليهما في النيازك أو صنعهما بشكل مصطنع. وإذا كانت هذه الأحجار عبارة عن تعديلات سداسية ، فإن نوع الشبكة البلورية الماسية هو مكعب. في هذا النظام ، يتم ترتيب ذرات الكربون بهذه الطريقة: واحدة في كل رأس وفي منتصف الوجه ، وأربع ذرات داخل المكعب. وهكذا ، اتضح أنالذرات مرتبة في شكل رباعي الوجوه ، وكل ذرة في مركز واحدة منها. ترتبط الجزيئات ببعضها البعض من خلال أقوى رابطة - تساهمية ، بسبب صلابة الماس العالية.
الخصائص الكيميائية
بشكل تقريبي ، الماس عبارة عن كربون نقي ، لذلك يجب أن تكون بلورات الماس شفافة تمامًا وتنقل كل الضوء المرئي. لكن لا يوجد شيء مثالي في العالم ، مما يعني أن هذا المعدن به شوائب أيضًا. يُعتقد أن الحد الأقصى لمحتوى الشوائب في أحجار الألماس يجب ألا يتجاوز 5٪. يمكن أن يشتمل تكوين الماس على كل من المواد الصلبة والسائلة والغازية ، وأكثرها شيوعًا:
- نيتروجين ؛
- بورون ؛
- الألومنيوم ؛
- سيليكون ؛
- الكالسيوم ؛
- مغنيسيوم.
أيضًا ، قد تشتمل التركيبة على الكوارتز والعقيق والزبرجد الزيتوني والمعادن الأخرى وأكاسيد الحديد والماء ومواد أخرى. غالبًا ما توجد هذه العناصر في تكوين المعدن في شكل شوائب معدنية ميكانيكية ، لكن بعضها يمكن أن يحل محل الكربون في هيكل الماس - وتسمى هذه الظاهرة التماثل. في هذه الحالة ، يمكن للشوائب أن تؤثر بشكل كبير على الخصائص الفيزيائية للمعدن ، ولونه ، وانعكاس الضوء ، وإضافات النيتروجين التي تمنحه خصائص الإنارة.
الخصائص الفيزيائية
يحدد هيكل الماس خصائصه الفيزيائية ، ويتم تقييمها وفقًا لأربعة معايير:
- صلابة
- كثافة
- تشتت وانكسار الضوء
- شعرية الكريستال.
تقدر صلابة المعادن على مقياس موس ، درجتها في هذا النظام هي 10 ، وهذا هو المؤشر الأقصى. التالي في القائمة هو اكسيد الالمونيوم ، مؤشره 9 ، لكن صلابته أقل بـ 150 مرة ، مما يعني التفوق المطلق للماس في هذا المؤشر.
لكن صلابة المعدن لا تعني قوته على الإطلاق. الماس هش للغاية ويتكسر بسهولة إذا ضرب بمطرقة
يتم تحديد الثقل النوعي للماس (الكثافة) في النطاق من 3.42 إلى 3.55 جم / سم3. يتحدد بنسبة وزن المعدن إلى وزن الماء من نفس الحجم.
إلى جانب الصلابة ، فإنه يحتوي أيضًا على مؤشرات انكسار عالية (2.417-2.421) وتشتت (0.0574). هذا المزيج من الخصائص يسمح للماس أن يكون أثمن حجر مجوهرات ومثالي.
الخصائص الفيزيائية الأخرى للمعادن مهمة أيضًا ، مثل التوصيل الحراري (900-2300 واط / م · كلفن) ، وهي أيضًا أعلى نسبة بين جميع المواد. يمكنك أيضًا ملاحظة قدرة المعدن على عدم الذوبان في الأحماض والقلويات ، وخصائص العازل الكهربائي ، وانخفاض معامل الاحتكاك للمعدن في الهواء ، ودرجة الانصهار العالية من 3700-4000 درجة مئوية عند ضغط 11 جيجا باسكال.
أوجه التشابه والاختلاف بين الماس والجرافيت
الكربون هو أحد أكثر العناصر شيوعًا على وجه الأرض ، فهو موجود في العديد من المواد ، وخاصة في الكائنات الحية. يتكون الجرافيت ، مثل الماس ، من الكربون ، لكن هياكل الألماس والجرافيت مختلفة تمامًا. يمكن أن يتحول الماس إلى جرافيت تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة دون الوصول إلى الأكسجين ، ولكن في ظل الظروف العادية ، يكون قادرًا على الاستمرار إلى أجل غير مسمىتبقى دون تغيير ، وهذا ما يسمى الانبثاث ، بالإضافة إلى ذلك ، نوع شعرية الكريستال الماس هو مكعب. لكن الجرافيت معدن متعدد الطبقات ، يشبه هيكله سلسلة من الطبقات الموجودة في مستويات مختلفة. تتكون هذه الطبقات من أشكال سداسية تشكل نظامًا يشبه قرص العسل. تتشكل الروابط القوية فقط بين هذه الأشكال السداسية ، ولكن بين الطبقات تكون ضعيفة للغاية ، وهذا يسبب طبقات المعدن. بالإضافة إلى صلابته المنخفضة ، يمتص الجرافيت الضوء وله بريق معدني ، وهو أيضًا مختلف تمامًا عن الماس.
هذه المعادن هي أبرز مثال على التآصل - وهي ظاهرة يكون فيها للمواد خصائص فيزيائية مختلفة ، على الرغم من أنها تتكون من نفس العنصر الكيميائي.
أصل الماس
لا يوجد رأي لا لبس فيه حول كيفية تكوين الماس في الطبيعة ، فهناك نظريات الصخور البركانية ، والعباءة ، والنيازك وغيرها من النظريات. ومع ذلك ، فإن الصهارة الأكثر شيوعًا. يُعتقد أن الماس يتشكل على عمق حوالي 200 كيلومتر تحت ضغط 50000 ضغط جوي ، ثم يتم إحضاره إلى السطح مع الصهارة أثناء تكوين أنابيب الكمبرلايت. يتراوح عمر الماس من 100 مليون إلى 2.5 مليار سنة. كما ثبت علميًا أن الماس يمكن أن يتشكل عندما يصطدم نيزك بسطح الأرض ، ويمكن أيضًا العثور عليه في صخرة النيزك نفسها. ومع ذلك ، فإن البلورات من هذا الأصل صغيرة للغاية ونادراً ما تكون مناسبة للمعالجة.
ودائع الماس
الودائع الأولى التي كانتتم اكتشاف الماس واستخراجه في الهند ، ولكن بحلول نهاية القرن التاسع عشر تم استنفاده بشدة. ومع ذلك ، فقد تم استخراج العينات الأكثر شهرة وكبيرة ومكلفة. وفي القرنين السابع عشر والتاسع عشر ، تم اكتشاف رواسب معدنية في البرازيل وجنوب إفريقيا. التاريخ مليء بالأساطير والحقائق حول اندفاع الماس ، والتي ترتبط على وجه التحديد بمناجم جنوب إفريقيا. كانت آخر رواسب الماس المكتشفة في كندا ، ولم يبدأ تطويرها إلا في العقد الأخير من القرن العشرين.
مناجم ناميبيا مثيرة للاهتمام بشكل خاص ، على الرغم من أن تعدين الماس هناك عمل صعب وخطير. تتركز رواسب البلورات تحت طبقة من التربة ، والتي ، على الرغم من تعقيد العمل ، تتحدث عن الجودة العالية للمعادن. الماس الذي قطع عدة مئات من الكيلومترات إلى السطح مع الاحتكاك المستمر مع الصخور الأخرى هو بلورات عالية الجودة ومنخفضة الجودة ببساطة لا يمكن أن تصمد أمام مثل هذه الرحلة ، وبالتالي فإن 95٪ من الأحجار المستخرجة هي ذات جودة الأحجار الكريمة. هناك أيضًا أنابيب كيمبرلايت معروفة وغنية بالمعادن في روسيا وبوتسوانا وأنغولا وغينيا وليبيريا وتنزانيا ودول أخرى.
معالجة الماس
تتطلب معالجة الماس خبرة ومعرفة ومهارات كبيرة. قبل البدء في العمل ، من الضروري دراسة الحجر بدقة من أجل الحفاظ على وزنه لاحقًا قدر الإمكان والتخلص من الشوائب. النوع الأكثر شيوعًا من قطع الألماس هو دائري ، فهو يسمح للحجر بالتألق بجميع الألوان ويعكس الضوء بشكل إيجابي قدر الإمكان. لكن هذا العمل هو أيضًا الأصعب:الماس المستدير له 57 مستوى ، وعند قصه ، من المهم مراعاة النسب الأكثر دقة. ومن الأنواع الشائعة أيضًا: البيضاوي ، الدمعة ، القلب ، المركيز ، الزمرد وغيرها. هناك عدة مراحل لمعالجة المعادن:
- ترميز ؛
- تقسيم ؛
- نشر ؛
- التقريب ؛
- قص.
لا يزال يعتقد أنه بعد المعالجة ، يفقد الماس حوالي نصف وزنه.
معايير التقييم الماسية
عندما يتم استخراج الماس ، فإن 60 ٪ فقط من المعادن مناسبة للمعالجة ، ويطلق عليها اسم المجوهرات. بطبيعة الحال ، فإن تكلفة الأحجار الخام أقل بكثير من سعر الماس (أكثر من مرتين). يتم تقييم الماس وفقًا لنظام 4C:
- قيراط (وزن القيراط) - 1 قيراط يساوي 0.2 جرام
- اللون (اللون) - لم يتم العثور على الماس الأبيض النقي تقريبًا ، ومعظم المعادن لها ظل معين. تعتمد قيمته إلى حد كبير على لون الماس ، فمعظم الأحجار الموجودة في الطبيعة لها صبغة صفراء أو بنية اللون ، ويمكن العثور على الأحجار الوردية والأزرق والأخضر في كثير من الأحيان. المعادن ذات الألوان المشبعة هي الأكثر ندرة وجمالًا وبالتالي غالية الثمن ، ويطلق عليها اسم الخيال. أندرها الأخضر والأرجواني والأسود.
- الوضوح (الوضوح) هو أيضًا مؤشر مهم يحدد وجود عيوب في الحجر ويؤثر بشكل كبير على قيمته.
- القطع (القطع) - مظهر الماس يعتمد بشكل كبير على القطع. انكسار وانعكاس الضوءنوع من التألق "اللامع" يجعل هذا الحجر ذا قيمة كبيرة ، والشكل الخاطئ أو نسبة النسب أثناء المعالجة يمكن أن يفسدها تمامًا.
صنع الماس الصناعي
الآن تتيح لك التكنولوجيا "تنمية" الماس ، الذي لا يمكن تمييزه تقريبًا عن الماس الطبيعي. هناك عدة طرق للجمع بين:
- إنشاء الماس HPHT هو الطريقة الأقرب للظروف الطبيعية. تتكون المعادن من الجرافيت والماس البذرة عند درجة حرارة 1400 درجة مئوية تحت ضغط 50000 الغلاف الجوي. تسمح لك هذه الطريقة بتركيب أحجار بجودة الأحجار الكريمة.
- إنشاء ألماس CVD (تخليق الفيلم) - تصنيع الأحجار في ظروف الفراغ باستخدام البذور والميثان وغازات الهيدروجين. تجعل هذه الطريقة من الممكن تجميع أنقى المعادن ، ومع ذلك ، فهي صغيرة الحجم للغاية ، وبالتالي فهي تستخدم بشكل أساسي للأغراض الصناعية.
- الاندماج المتفجر طريقة تنتج بلورات الماس الصغيرة عن طريق تفجير المتفجرات ثم تبريدها.
كيفية التمييز بين الأصل المزيف
بالحديث عن طرق تحديد أصالة الماس ، يجدر التمييز بين التحقق من أصالة الماس والماس الخام. يمكن لأي شخص قليل الخبرة أن يخلط بين الماس والكوارتز والكريستال والمعادن الشفافة الأخرى وحتى الزجاج. ومع ذلك ، فإن الخصائص الفيزيائية والكيميائية الاستثنائية للماس تجعل من السهل اكتشاف المزيف.
ببادئ ذي بدء ، يجدر تذكر الصلابة. هذا الحجر قادر على خدش أي سطح ، لكن الماس الآخر فقط يمكن أن يترك علامات عليه. كما أن العرق لا يبقى على بلورة طبيعية إذا استنشقته. على الحجر المبلل ، ستكون هناك علامة مثل قلم الرصاص إذا مررت الألومنيوم فوقه. يمكنك التحقق من ذلك بالأشعة السينية: الحجر الطبيعي تحت الإشعاع له لون أخضر غني. أو انظر من خلاله إلى النص: سيكون من المستحيل صنعه من خلال الماس الطبيعي. بشكل منفصل ، تجدر الإشارة إلى أنه يمكن التحقق من طبيعية الحجر لانكسار الضوء: بإحضار الأصل إلى مصدر الضوء ، يمكنك فقط رؤية نقطة مضيئة في المركز.
