Презентация по химии по теме углерод "Искусственные алмазы"

• 1 слайд

  Искусственные алмазы
  

• 2 слайд

  Алмаз известен людям очень давно. Первый алмаз был обнаружен в 4 тысячелетии до нашей эры в Индии. Уже тогда бриллиантам приписывали магическое действие, поэтому их часто использовали как талисманы. Алмазы были также известны и очень ценились старыми римлянами. Так как считалось что после огранки алмаз теряет магическую силу, поэтому до 1910 года массовой обработки алмазов практически не существовало.
  Из-за своих свойств алмаз нашел применение во многих отраслях промышленности и ювелирного искусства. Но природные алмазы редки и дороги. Ежегодное производство их составляет несколько миллионов карат. И большая их часть применяется для технологических нужд так как алмазная пыль является превосходным абразивом. Поэтому идея создания искусственных алмазов очень давно волновала умы ученых.
  
  
  

• 3 слайд

  Первую попытку создать искусственный алмаз сделал открыватель фтора Анри Муассон. Он сообщил, что ему удалось получить алмазы размером с булавочную головку, растворяя угольный порошок в железе при 3000° и охлаждая расплав в свинце. Однако никто не смог успешно повторить опыт Муассона.
  

• 4 слайд

  Решающий шаг для открытия искусственных алмазов сделал советский ученый Овсей Ильич Лепунский. Это открытие он сделал, находясь в опале у советского правительства, из –за ареста своего брата. Тогда Овсей Ильич стал зарабатывать  статьями для журналов. Один из обзоров - по перспективам синтеза алмазов -был заказан журналом «Знание - сила». Овсей стал рассчитывать фазовую диаграмму углеродной системы графит-алмаз.
  Лейпунский выделяет три условия для образования алмаза из графита:
  Температура 1500 -2500 С
  .Давление 60 – 80 тыс. атмосфер
  Наличие в углероде железа и некоторых других металлов которые растворяют углерод и он легче кристаллизуется.
  

• 5 слайд

  Превращение графита в алмаз – невероятно сложная задача. Сконструированы специальные установки и аппараты, способные создавать и выдерживать высокие давления и температуры. Одновременно решено множество других сложных научных и инженерных проблем. Во всем этом – большая заслуга коллектива ученых Института высоких давлений под руководством академика Л. Ф. Верещагина и Института синтетических сверхтвердых материалов и инструментов под руководством В. Н. Бакуля.
  
  
  Первые искусственные алмазы
  

• 6 слайд

  В. Н. Бакуль
  Л.Ф.Верещагин
  
  
  

• 7 слайд

  Это схема установки для получения искусственных алмазов. Вначале, после установки цилиндра в пресс высокого давления, подается вода и происходит процесс предварительного сжатия графита давлением воды, примерно до 2-3 тысячи атмосфер. Вторым этапом подается хладагент и замораживается вода до температуры минус 12 градусов Цельсия. При этом происходит дополнительное сжатие графита до 20 тысяч атмосфер за счет расширения льда. На следующем этапе подается мощный импульс электрического тока продолжительностью 0.3 секунды. На заключительном этапе размораживают лед и вынимают алмазы. Полученные подобным образом алмазы в основном грязного цвета, имеют пористую структуру, форма кристаллов тетраэдрическая. В большинстве своем прочнее естественных алмазов и в основном служат для технических целей.
  схема установки для получения искусственных алмазов
  

• 8 слайд

  Что такое искусственные алмазы и бриллианты
  Синтетические алмазы производят в лабораториях по нескольким методикам. Чтобы их изготовить, требуется дорогостоящее оборудование и качественное сырье. Наиболее известны HPHT-алмазы или CVD-алмазы.
  Качественный синтетический бриллиант (алмаз, подвергшийся обработке) внешне не отличается от оригинала, а также совпадает по физико-химическим свойствам. Поэтому более грамотное название для таких камней – «выращенные (или созданные) в лаборатории», т. к. понятие «синтетические» у людей обычно ассоциируется с некачественной имитацией.
  Быстрая скорость синтеза искусственной копии (камень массой 1 карат создается 5 суток) позволяет заметно снизить цену на него, в сравнении с натуральным камнем.
  В настоящее время зафиксирован самый большой искусственный алмаз массой в 34 карата.
  Искусственные аналоги самоцвета производят в наибольших количествах в Китае, США, Японии, России, Ирландии, ЮАР.
  Разновидности искусственных алмазов: фианит, муассанит, циркон, топаз, белый сапфир, гранат алюмоиттриевый, стразы.
  
  
  

• 9 слайд

  История камней
  В XVIII веке ученые выяснили химическое строение натурального минерала. Тогда же впервые родилась мысль о том, чтобы воссоздать его искусственным путем. Долгое время попытки создания синтетического алмаза терпели крах. Но в 1920-х годах это все-таки удалось. Был создан первый искусственный алмаз.
  Новинка не отличалась совершенством, поэтому ученые не стояли на месте. В 1940-х годах ученые США, Швеции, СССР занялись вплотную этим вопросом.
  Мелкие искусственные самоцветы хорошего качества были произведены в 1953 году шведским ученым, сконструировавшым установку, в которой образец сжимался поршнями с разных сторон. А начиная с 1970 года, специалисты научились синтезировать крупные алмазы, не уступающие оригиналу. С 1990-х годов появился новый метод – синтез с подрывом.
  

• 10 слайд

  Цветовая гамма лабораторных камней
  Наиболее востребованными считаются традиционные бесцветные алмазы. Во время их синтезирования требуется особое внимание, т. к. случайные примеси, попавшие в состав, добавят оттенок.
  Из цветных принято изготавливать:
  желтые (примесь азота);
  синие (примесь бора);
  черные (примесь никеля).
  Реже изготавливают розовые, сиреневые, красные, зеленые.
  Оттенки цветных синтетических аналогов могут быть от бледных, едва заметных, до насыщенных.
  

• 11 слайд

  Сферы применения и открывающиеся возможности
  Идеальные самоцветы используются в ювелирном деле. Несовершенные же экземпляры используются в промышленности.
  Промышленные алмазы используют в производстве подшипников, сверл.
  Из алмазной крошки делают напыления режущего и шлифовального инструмента.
  Алмазный порошок применяют в металлургии, машиностроении, оборонном комплексе.
  Алмазные пасты используют для создания особо точных деталей.
  Синтетические кристаллы используют в электронике для создания игл, прослоек в микросхемах, счетчиках.
  В медицине используют для производства инструментария, сверхмощного лазера.
  Высокие технологии тоже не обошлись без синтетического алмаза – его используют при создании сотовых телефонов.