Морфология
Диамантъте най-твърдият минерал, кубична полиморфна (алотропна) модификация на въглерод (C), стабилна при високо налягане. При атмосферно налягане и стайна температура той е метастабилен, но може да съществува неограничено време, без да се превръща в графит, който е стабилен при тези условия.
Кристалната система на диаманта е кубична, пространствена група Fd3m. Единичната клетка на диамантената кристална решетка е лицево-центриран куб, в който въглеродните атоми са разположени в четири сектора, подредени в шахматен ред. В противен случай диамантената структура може да бъде представена като две кубични гранево-центрирани решетки, изместени една спрямо друга по главния диагонал на куба с една четвърт от дължината му. Структура, подобна на диаманта, е установена за силиций, нискотемпературна модификация на калай и някои други прости вещества.
Диамантените кристали винаги съдържат различни дефекти в кристалната структура (точкови и линейни дефекти, включвания, субзърнести граници и др.). Такива дефекти до голяма степен определят физичните свойства на кристалите.
Диамантът може да бъде безцветен, полупрозрачен или оцветен в различни нюанси на жълто, кафяво, червено, синьо, зелено, черно, сиво. Разпределението на цвета често е неравномерно, на петна или на зони. Под действието на рентгенови, катодни и ултравиолетови лъчи повечето диаманти започват да светят (луминесцират) в сини, зелени, розови и други цветове. Характеризира се с изключително високо пречупване на светлината. Коефициентът на пречупване (от 2,417 до 2,421) и силната дисперсия (0,0574) определят яркия блясък и многоцветната "игра" на фасетираните скъпоценни диаманти, наречени брилянти. Блясъкът е силен, от диамантен до мазен.Плътност 3,5 g/cm 3 . По скалата на Моос относителната твърдост на диаманта е 10, а абсолютната твърдост е 1000 пъти по-висока от твърдостта на кварца и 150 пъти от тази на корунда. Той е най-високият сред всички естествени и изкуствени материали. Той обаче е доста крехък и лесно се чупи. Счупването е конхоидално. Не взаимодейства с киселини и основи при липса на окислители. Във въздуха диамантът изгаря при 850 ° C с образуването на CO2; във вакуум при температури над 1500 ° C се превръща в графит.
Морфология
Морфологията на диаманта е много разнообразна. Среща се както под формата на монокристали, така и под формата на поликристални сраствания ("дъска", "балас", "карбонадо"). Диамантите от кимберлитови находища имат само една обща форма с плоска повърхност - октаедър. В същото време диамантите с характерни извити форми са често срещани във всички находища - ромбични додекаедроиди (кристали, подобни на ромбичен додекаедър, но със заоблени лица) и кубоиди (кристали с криволинейна форма). Както показват експерименталните изследвания и изследването на природни проби, в повечето случаи кристалите под формата на додекаедроид възникват в резултат на разтварянето на диаманти от кимберлитна стопилка. Кубоидите се образуват в резултат на специфичния фиброзен растеж на диамантите по нормалния механизъм на растеж.
Синтетичните кристали, отглеждани при високи налягания и температури, често имат кубични лица и това е една от характерните разлики от естествените кристали. Когато се отглежда при метастабилни условия, диамантът лесно кристализира под формата на филми и колоновидни агрегати.
Размерите на кристалите варират от микроскопични до много големи, масата на най-големия диамант "Кулинан", открит през 1905 г. в Южна Африка 3106 карата (0,621 кг). Диамантите над 15 карата са редки ис тегло стотици карати - са уникални и се считат за рядкост. Такива камъни са много редки и често получават свои имена, световна слава и свое специално място в историята.
Произход
Въпреки че диамантът е метастабилен при нормални условия, поради стабилността на неговата кристална структура, той може да съществува неограничено дълго време, без да се превръща в стабилна модификация на въглерод - графит.
Диамантите, изнесени на повърхността от кимберилити или лампроити, кристализират в мантията на дълбочина 200 km. и повече при налягане над 4 GPa и температура 1000 - 1300 ° C. В някои находища има и по-дълбоки диаманти, извадени от преходната зона или от долната мантия. Заедно с това те се изнасят на повърхността на Земята в резултат на експлозивни процеси, съпътстващи образуването на кимберлитови тръби, 15-20% от които съдържат диамант.
Диамантите се намират и в метаморфни комплекси със свръхвисоко налягане. Те са свързани с еклогити и дълбоко метаморфозирани гранатови гнайси. Малки диаманти са открити в значителни количества в метеорити. Те са с много древен, предслънчев произход. Те се образуват и в големи астроблеми - гигантски метеоритни кратери, където претопените скали съдържат значителни количества финозърнест диамант. Добре известно находище от този тип е Попигайската астроблема в Северен Сибир.
Диамантите са рядък, но в същото време доста разпространен минерал. Индустриалните находища на диаманти са известни на всички континенти с изключение на Антарктида. Известни са няколко вида находища на диаманти. В продължение на няколко хиляди години диамантите се добиват от алувиални находища. Едва към края на 19 век, когато за първи път са открити носещи диаманти кимберлитови тръби, става ясно, че диамантите не саобразувани в речни наноси.
В допълнение, диаманти са открити в земната кора в асоциации на метаморфизъм при свръхвисоко налягане, например в масива Кокчетав в Казахстан.
Както ударните, така и метаморфните диаманти понякога образуват много мащабни находища с големи запаси и високи концентрации. Но в тези видове находища диамантите са толкова малки, че нямат промишлена стойност.
Търговските находища на диаманти са свързани с тръби от кимберлит и лампроит, ограничени до древни кратони. Основните находища от този тип са известни в Африка, България, Австралия и Канада.
Приложение
Добрите кристали се режат и използват в бижутата. Около 15% от добитите диаманти се считат за бижута, други 45% се считат за близки до бижута, т.е. по-ниски от бижутата по размер, цвят или чистота. В момента световното производство на диаманти е около 130 милиона карата годишно.Брилянт(от фр. brillant - брилянтен), - диамант, на който чрез механична обработка (шлифоване) се придава специална форма, т.нар. брилянтно изрязване, което максимизира оптичните свойства на камъка, като блясък и цветова дисперсия. Много малки диаманти и фрагменти, неподходящи за рязане, се използват като абразив за производството на диамантени инструменти, необходими за обработка на твърди материали и рязане на самите диаманти. Криптокристалната разновидност на черен или тъмносив диамант, която образува плътни или порести агрегати, се наричаCarbonado, има по-висока устойчивост на абразия от тази на диамантените кристали и затова е особено ценен в индустрията.
Малките кристали също се отглеждат изкуствено в големи количества.Синтетичните диаманти се получават от различни вещества, съдържащи въглерод, гл. обр. от графит, в спец апарати при 1200-1600°C и налягания 4,5-8,0 GPa в присъствието на Fe, Co, Cr, Mn или техни сплави. Те са подходящи само за техническа употреба.