Сайн байна уу, манай эрхэм уншигчид! Та алмаз болон бал чулуу юугаараа нийтлэг байдаг талаар бодож үзсэн үү? Алмаз бол хамгийн тансаг амтыг ч гэсэн нүдийг баясгадаг үнэтэй үнэт эдлэл юм. Хатуу, хатуу, бараг үл эвдэх. Мөн харандаа хийх гол элемент болох бал чулуу нь маш эмзэг бөгөөд амархан хугардаг. Таны зүү хэр олон удаа хугардаг байсныг санаж байна уу?

Гэсэн хэдий ч хоёр ашигт малтмал нь хоорондоо холбоотой байдаг. Түүгээр ч зогсохгүй тусгай нөхцөлийг дахин бий болгох нь бал чулуунаас алмаз болон эсрэгээр хувирах процессыг хэрэгжүүлэх боломжийг олгодог.

Нийтлэлийг уншсанаар нийтлэлд дурдсан ашигт малтмал ямар шинж чанартай, анх дэлхий дээр хэрхэн үүссэн, очир алмааз олборлохын тулд хаашаа явах хэрэгтэйг олж мэдэх боломжтой болно. Эсвэл та азгүй бол бал чулуу, мөн гэртээ алмаз, бал чулуу хийх боломжтой юу?

Бид танд таатай уншихыг хүсч байна!

Алмаз ба бал чулууны онцлог

Алмазны гол онцлог шинж чанарууд нь:

• нарны гэрлийг хугалах, тусгах чадвар нь түүний алдартай гялбааг өгдөг;
• хамгийн өндөр хатуулаг (бусад ашигт малтмалтай харьцуулахад) ба эмзэг байдал;
• метастабил - хэвийн нөхцөлд хэдэн зуун жилийн турш бүтэц, төлөв байдлыг өөрчлөхгүй байх чадвар;
• өндөр дулаан дамжуулалт;
• хүчил ба шүлтийн өндөр эсэргүүцэл;
• үрэлтийн бага коэффициенттэй;
• диэлектрик, цахилгаан гүйдэл дамжуулдаггүй.

Ашигт малтмалын ийм шинж чанар нь түүний дотоод бүтэц нь шоо эсвэл тетраэдр хэлбэртэй нарийн төвөгтэй болор тортой байдаг тул боломжтой болдог. Бүтэц нь нүүрстөрөгчийн химийн элемент дээр суурилдаг.

Хэрэв түүний болор торонд хольц байгаа бол тэр өнгө нь өөрчлөгдөж чаддаг бөгөөд энэ нь хүн бүрт танил юм. Тиймээс найрлага дахь төмрийн агууламж нь ашигт малтмалыг хүрэн өнгөтэй, лити - шар, хөнгөн цагаан - хөх, манган - ягаан эсвэл улаан (концентрациас хамааран), бор - хөх, хром - ногоон өнгөтэй болдог.

Графит бол алмазын яг эсрэг зүйл юм. Түүний бүтэц нь гадна талаасаа нимгэн хавтантай төстэй хэд хэдэн давхаргаас бүрдэнэ. Үндсэн бүтцийн элемент нь нүүрстөрөгч юм. Энэ нь хар өнгөтэй, металлын өнгө аястай байдаг. Хүрэхэд зөөлөн, бага зэрэг тослог.

Дараахь онцлог шинж чанаруудтай:

• гэрлийг дамжуулдаггүй, хугардаггүй;
• сайн дулаан дамжуулалт;
• гал тэсвэрлэх чадвар сайтай;
• эмзэг байдал;
• үрэлтийн бага коэффициент;
• цахилгаан гүйдэл дамжуулдаг;
• бусад бодисуудтай хольж болно.

Ийм ялгаатай шинж чанаруудыг үл харгалзан орчин үеийн шинжлэх ухаан энд танилцуулсан ашигт малтмалыг бие биенээсээ зохиомлоор гаргаж сурсан.

Алмаз нь ашигт малтмал уу, үгүй ​​юу?

Энэ асуултад хариулахын тулд "эрдэс" гэж юу болохыг олж мэдье. Орчин үеийн шинжлэх ухаанд ашигт малтмалыг байгалийн гаралтай, талст бүтэцтэй, өөрөөр хэлбэл атомуудын зохион байгуулалтыг нарийн чанд баримталдаг хатуу биет гэж үздэг.

Алмазын бүтэц нь шоо эсвэл тетраэдр бөгөөд тунгалаг болор тортой тул түүнийг эрдэс гэж итгэлтэйгээр ангилж болно.

Нөхцөл байдал нь графиттай төстэй бөгөөд түүний давхарга нь хатуу дэг журамтай байдаг.

Алмаз ба бал чулууны гарал үүсэл

Эдгээр ашигт малтмал хаанаас ирсэн талаар нарийн, баттай мэдээлэл алга. Зөвхөн зарим таамаглал байдаг, тухайлбал:

1. Магмын гаралтай таамаглал
2. Мантийн гарал үүслийн таамаглал
3. Шингэний гарал үүслийн таамаглал

Эхний хоёр онол нь хамгийн алдартай бөгөөд гадаад төрх нь манай дэлхийн гүнд олон сая жилийн өмнө зуугаас хоёр зуун километрийн гүнд үүссэн болохыг харуулж байна. Талстууд дэлбэрэлт, галт уулын дэлбэрэлтийн үр дүнд гадаргуу дээр гарч ирэв.

Графит нь эргээд тунамал чулуулгийн өөрчлөлтийн үр дүнд үүсч болно.

Сонирхолтой баримт бол солируудад алмаазан чипс байгаа явдал юм. Эндээс харахад хуурай газрын гаралтайгаас гадна сансраас авчирсан солирын гаралтай талстууд бас байдаг.

Солируудад үйрмэг хэрхэн үүсч болох талаар хэд хэдэн таамаглал байдаг. Хамгийн алдартай онол бол солир нь өөрөө "цэвэр" хэлбэрээр алмаазан чип агуулаагүй, зөвхөн нүүрстөрөгчөөр баяжуулсан байдаг. Дэлхийд нөлөөлсний дараа ашигт малтмалыг нөхөн сэргээхэд тохиромжтой нөхцөл бүрддэг: өндөр температур (хоёр гурван мянган градус), даралт (5-аас 10 ГПа). Энэ аргаар үүссэн алмазыг импактит гэж нэрлэдэг.

Харамсалтай нь сансрын гарал үүсэлтэй талстууд нь үйлдвэрлэлийн олборлолтод дэндүү бага байдаг тул олборлолтод ашигладаг бүх ордууд нь зөвхөн байгалийн гаралтай байдаг.

Үндсэн ордууд

Хамгийн том алмазын ордууд нь Бүгд Найрамдах Энэтхэг, ОХУ, Кимберли мужид байрладаг (бүх үйлдвэрлэлийн 80% -ийг эзэлдэг).

Оросын ордууд нь Бүгд Найрамдах Саха (Якут), Пермийн нутаг дэвсгэр, Архангельск мужид байрладаг.

Очир эрдэнийн ордыг илрүүлэхийн тулд рентген туяаг ашигладаг. Хайлтад хэдэн арван жил шаардагдана. Маш цөөн тооны нээсэн ордууд нь үнэт эдлэлийн салбарт ашиглахад хангалттай өндөр чанартай ашигт малтмал агуулдаг.

Олборлолт нь хүдрийг олборлож бутлах, холбогдох чулуулгийг ялгах явдал юм. Үүний дараа тусгай тоног төхөөрөмж ашиглан олборлосон материалын ангилал, ангиллыг тодорхойлно.

Бал чулууны хамгийн том ордууд нь Краснодар муж, Украинд байдаг. Чанар муутай материалтай ордууд нь Мадагаскар, Бразил, Канад, Мексикт байдаг.

Дүрмээр бол энэ нь апатит, флогопит зэрэг шохойн чулуулаг, түүнчлэн пневматолит формацид, тухайлбал: кварц, хээрийн жонш, биотит, титаномагнетит зэрэгт олддог.

Хэрэглээний хамрах хүрээ

Аж үйлдвэрийн олон салбарт ашигладаг.

• цахилгааны инженерчлэл;
• радио электроник ба цахилгаан электроник;
• өрөмдлөгийн машин;
• үнэт эдлэл, дагалдах хэрэгслийн үйлдвэрлэл.

Бал чулууны хэрэглээний хамрах хүрээ:

• галд тэсвэртэй тоног төхөөрөмж бий болгох;
• тосолгооны материал үйлдвэрлэх;
• харандааны утас үйлдвэрлэх;
• цөмийн энерги (нейтрон зохицуулагчийн хувьд);
• алмазыг зохиомлоор үйлдвэрлэх.

Хэрэглээний хамгийн алдартай салбар бол үнэт эдлэл хийх явдал юм. Алмаз гэж нэрлэгддэг боловсруулсан ашигт малтмал нь өндөр үнэ цэнэтэй бөгөөд үнэт эдлэлийн зах зээлд маш их алдартай. Олон хүмүүсийн хувьд энэ нь хөрөнгө оруулалтын маш сайн сонголт хэвээр байна.

Бал чулуунаас алмаз үйлдвэрлэх технологи

Орчин үеийн шинжлэх ухааны хувьд хиймэл алмаазан болор ургуулах нь зүгээр л энгийн зүйл юм. Хэрэв байгалийн нөхцөлд үүнийг бий болгоход хэдэн зуун сая жил шаардагддаг бол тусгайлан тоноглогдсон лабораторид үүнийг маш бага хугацаанд хийдэг.

Байгалийн бус үйлдвэрлэлийн зарчим нь нүүрстөрөгчийн хэлбэрийг өөрчлөхөд хамгийн таатай нөхцлийг бүрдүүлэх явдал юм. Өндөр температур (1500-аас 3000 градус) ба даралт (хэд хэдэн GPa) шаардлагатай. Үүнийг олж авах хамгийн хялбар арга бол бал чулууг хоёр мянган градус хүртэл халаах явдал юм. Өндөр даралтыг барьснаар бал чулууг алмааз болгон хувиргах процесс явагдана. Үүний зэрэгцээ даралт буурах үед нэг ашигт малтмал нөгөөд шилжих урвуу процесс эхэлдэг.

Үүнтэй холбогдуулан алмазан болор авахын тулд өндөр температур, даралтын параметрүүдийг удаан хугацаанд тогтвортой байлгах шаардлагатай. Энэ нь хувиргах технологийг эрчим хүч, зардал ихтэй болгодог. Үүнээс гадна энэ процесс нь зөвхөн үйлдвэрлэлийн алмазыг үйлдвэрлэдэг бөгөөд энэ нь үнэт эдлэлд ашиглахад тохиромжгүй байдаг.

Эдгээр шалтгааны улмаас байгалийн бус алмааз олборлолт нь олборлолттой харьцуулахад ашиггүй гэж тооцогддог.

Хиймэл бал чулуу үйлдвэрлэх

Дараах төрлийн хиймэл бал чулуунууд байдаг: тэсэлгээний зуух, кокс, реторт, Ачесон.

Хамгийн алдартай байгалийн бус төрөл бол кокс юм. Үйлдвэрлэлийн арга нь нүүрстөрөгчжилттэй холбоотой элс, коксоос өтгөн нүүрстөрөгчийн массыг гаргаж авах, түүнийг шатаах явдал юм. Сүүлийн шатанд талсжилт (графитжилт) явагдана. Нүхжилтийг багасгахын тулд үүссэн эрдэсийг нийлэг давирхайгаар шингээж, шарахыг давтан хийнэ. Давтагдсан мөчлөг бүр нь нүхжилтийг мэдэгдэхүйц бууруулдаг. Нийтдээ тав хүртэлх мөчлөг байж болно.

Хиймэл бал чулууны мэдэгдэхүйц сул тал бол янз бүрийн хольцын агууламж, үүний дагуу "цэвэр чанар" багатай байдаг.

Ингээд л болоо! Сонирхсон, анхаарал тавьсанд маш их баярлалаа! Нийгмийн сүлжээн дэх найзууддаа энэ нийтлэлийг санал болгохоо бүү мартаарай!

Люби Камни баг

Бакаева Анастасия

Энэ бүхэн энгийн харандаагаар эхэлсэн! Өөрөөр хэлбэл, голоосоо. Физикийн хичээл дээр бид "Хатуу, шингэн ба хийн биетүүдийн бүтэц" гэсэн сэдвийг авч үзсэн бөгөөд нүүрстөрөгч, бал чулуу, алмаз нь "хамаатан садан" юм. Гэтэл нүүрстөрөгч бол хий, бал чулуу, алмаз нь болор тортой хатуу бодис боловч бал чулуу нь “бичидэг”, алмаз нь шил, металл зүсэж, гоёл чимэглэлийг чимдэг тийм хатуу учраас яаж байх вэ! Бид сонирхож эхэлсэн. Энгийн харандааны цөм (хар тугалга) нь бал чулуу, шавар, лав зэргийг тусгайлан боловсруулсан хольц юм. Биднийг зурах үед бал чулууны болор тор нь салж, атомууд нь гадаргуу дээр зургаан өнцөгт хавтгайд байрладаг бөгөөд өнгөт харандаанд бал чулуу ордоггүй! Зөвхөн лавлагааны үүднээс би өнгөт харандааны ойролцоо найрлагыг өгөх болно: Органик будагч хуванцаржуулагч (жишээлбэл, лаа хийдэг стеарин) тальк (дашрамд хэлэхэд, Мохсын масштабын хамгийн зөөлөн эрдэс) каолин (цагаан шавар, энэ нь). шаазан үйлдвэрлэлд мөн гоо сайхны бүтээгдэхүүнд хэрэглэдэг ) Энд холбогч нь CMC цавуу (CarboxyMethyl Cellulose) юм. Өө, ямар сонирхолтой! Бид харандааны тухай богино мэдээ бэлтгэсэн бөгөөд багш энэ сэдвийг өргөжүүлж, судалгааны ажил болгохыг санал болгов.

Татаж авах:

Урьдчилан үзэх:

Хотын боловсролын байгууллага "Саратов мужийн Ершов хотын 2-р дунд сургууль"

Судалгааны төсөл

Нүүрстөрөгч, бал чулуу, алмаз

Бакаева Анастасия

8 "А" анги

дарга: физикийн багш I ангилал Филиппова Е.В.

2015

Танилцуулга

Энэ бүхэн энгийн харандаагаар эхэлсэн! Өөрөөр хэлбэл, голоосоо. Физикийн хичээл дээр бид "Хатуу, шингэн ба хийн биетүүдийн бүтэц" гэсэн сэдвийг авч үзсэн бөгөөд нүүрстөрөгч, бал чулуу, алмаз нь "хамаатан садан" юм. Гэтэл нүүрстөрөгч бол хий, бал чулуу, алмаз нь болор тортой хатуу бодис боловч бал чулуу нь “бичидэг”, алмаз нь шил, металл зүсэж, гоёл чимэглэлийг чимдэг тийм хатуу учраас яаж байх вэ! Би сонирхож эхэлсэн. Энгийн харандааны цөм (хар тугалга) нь бал чулуу, шавар, лав зэргийг тусгайлан боловсруулсан хольц юм. Биднийг зурах үед бал чулууны болор тор нь салж, атомууд нь гадаргуу дээр зургаан өнцөгт хавтгайд байрладаг.Графитыг өнгөт харандаанд оруулаагүй болно! Зөвхөн лавлагааны үүднээс би өнгөт харандааны ойролцоо найрлагыг өгөх болно.

• Органик будаг
• хуванцаржуулагч (жишээлбэл, лаа хийдэг стеарин)
• тальк (дашрамд хэлэхэд, Мохсын масштабын хамгийн зөөлөн эрдэс)
  каолин (цагаан шавар, энэ нь шаазан үйлдвэрлэл, мөн гоо сайхны бүтээгдэхүүнд ашиглагддаг)
• CMC цавуу (CarboxyMethyl Cellulose) нь энд холбогч юм.

Өө, ямар сонирхолтой!

Бид харандааны тухай богино мэдээ бэлтгэсэн бөгөөд багш энэ сэдвийг өргөжүүлж, судалгааны ажил болгохыг санал болгов.

Ажлын зорилго:

Нүүрстөрөгч, бал чулуу, алмазын бүтэц, физик шинж чанарыг судлах

Технологи, үйлдвэрлэл, үнэт эдлэлийн үйлдвэрлэл, шинжлэх ухаанд нүүрстөрөгч, бал чулуу, алмазыг ашиглах талаар олж мэдэх

Хиймэл очир алмааз бүтээх талаар суралц

Даалгаврууд

Кристалл хатуу биетүүдийг (болор тор) судлахад зориулсан харааны хэрэглүүрийг бий болгох

Зэсийн сульфатын талстыг өөрөө ургуул (энэ нь бал чулуу, алмаз, тэр ч байтугай давс, элсэн чихэр гэх мэт болор тортой ...)

Түүхэн мэдээлэл.

Графит, алмаз, нүүрстөрөгчийг эрт дээр үеэс мэддэг байсан. Бал чулууг бусад материалыг тэмдэглэхэд ашиглаж болно гэдгийг эрт дээр үеэс мэддэг байсан бөгөөд "бичих" гэсэн утгатай грек үгнээс гаралтай "графит" нэрийг өөрөө 1789 онд А.Вернер санал болгосон. Гэсэн хэдий ч бал чулууны түүх нарийн төвөгтэй байдаг нь ижил төстэй гадаад физик шинж чанартай бодисууд, тухайлбал молибденит (молибдений сульфид) гэж нэг удаа графит гэж андуурдаг байв. Бал чулууны бусад нэрэнд "хар хар тугалга", "карбид төмөр", "мөнгөн хар тугалга" орно. 1779 онд К.Шээле бал чулууг агаарт исэлдүүлэн нүүрстөрөгчийн давхар ислийг үүсгэж болохыг тогтоожээ. Алмаз анх Энэтхэгт ашиглагдаж эхэлсэн бөгөөд 1725 онд Бразилд үнэт чулуу арилжааны ач холбогдолтой болсон; Өмнөд Африк дахь ордуудыг 1867 онд илрүүлсэн.20-р зуунд. Гол алмаз үйлдвэрлэгчид нь Өмнөд Африк, Заир, Ботсвана, Намиби, Ангол, Сьерра-Леон, Танзани, Орос юм. Технологи нь 1970 онд бий болсон хүний ​​гараар хийсэн алмазыг үйлдвэрлэлийн зориулалтаар үйлдвэрлэдэг.“Нүүрстөрөгч нь байгальд чөлөөт болон хосолсон төлөвт, маш өөр хэлбэр, хэлбэрээр байдаг. Чөлөөт төлөвт нүүрстөрөгч нь нүүрс, бал чулуу, алмаз гэсэн гурван хэлбэрээр тодорхойлогддог. Нэгдлүүдийн төлөв байдалд нүүрстөрөгч нь органик бодис гэж нэрлэгддэг нэг хэсэг юм, өөрөөр хэлбэл. ургамал, амьтан бүрийн биед агуулагдах олон бодис. Энэ нь ус, агаарт нүүрстөрөгчийн давхар исэл хэлбэрээр, дэлхийн царцдасын хөрс, масс дахь нүүрстөрөгчийн давхар ислийн давс, органик үлдэгдэл хэлбэрээр байдаг. Амьтан, ургамлын биеийг бүрдүүлдэг олон төрлийн бодисыг хүн бүр мэддэг. Лав ба тос, турпентин ба давирхай, хөвөн цаас ба уураг, ургамлын эсийн эд ба амьтны булчингийн эд, дарсны хүчил ба цардуул - эдгээр болон бусад олон бодисууд нь ургамал, амьтны эд, шүүсэнд агуулагддаг нүүрстөрөгчийн нэгдлүүд юм. Нүүрстөрөгчийн нэгдлүүдийн талбай нь маш том тул химийн тусгай салбарыг бүрдүүлдэг. нүүрстөрөгчийн хими эсвэл илүү сайн нүүрсустөрөгчийн нэгдлүүд."

Нүүрстөрөгч

Ургамал агаар мандалд байгаа нүүрстөрөгчийн давхар исэл - нүүрстөрөгчийн давхар исэлээс нүүрстөрөгчийг гаргаж аваад үндэс, иш, навчны барилгын материал болгон ашигладаг. Амьтад эдгээр ургамлыг идсэнээр үүнийг авдаг. Мөн үхсэн амьтдын биеийг задлах явцад хөрсөнд хуримтлагддаг. Цэвэр нүүрстөрөгчийн бүх хэлбэрээс хамгийн сайн мэддэг, магадгүй хүний ​​хувьд хамгийн үнэ цэнэтэй нь нүүрс юм. Энэ нь ойролцоогоор 4/5 нүүрстөрөгч, үлдсэн хэсэг нь устөрөгч болон бусад элементүүд юм. Нүүрсний үнэ цэнэ нь нүүрстөрөгчийн химийн шинж чанараас үүдэлтэй бөгөөд хамгийн гол нь хүчилтөрөгчтэй шууд урвалд ордог. Энэ үйл явц нь нүүрсийг агаарт шатааж, янз бүрийн зориулалтаар ашиглаж болох их хэмжээний дулааны энерги ялгаруулдаг. Гэсэн хэдий ч амьгүй байгальд нүүрстөрөгч нь зөвхөн нүүрс хэлбэрээр байдаггүй. Түүний цэвэр хэлбэрээр орших өөр хоёр хэлбэр нь бие биенээсээ эрс ялгаатай нь бал чулуу, алмаз юм. Графит нь хүрэхэд маш зөөлөн бөгөөд тослог байдаг. Энэ нь олон механизмд маш сайн тосолгооны материал болдог. Мөн та бүхний мэдэж байгаагаар харандааны утаснууд нь үүнээс хийгдсэн байдаг. Энэ тохиолдолд бал чулууг шавартай хольж, зөөлөн байдлыг нь бууруулдаг. Харин алмааз бол хүний ​​мэддэг хамгийн хатуу бодис юм. Эдгээр нь ялангуяа удаан эдэлгээтэй таслагч, үнэт эдлэл хийхэд ашиглагддаг. Нүүрстөрөгчийн атомууд өөр хоорондоо болон бусад элементийн атомуудтай холбоо үүсгэж болно. Үр дүн нь асар олон төрлийн нүүрстөрөгчийн нэгдлүүд юм. Нүүрстөрөгч нь ургамал, амьтны найрлагад ордог (~18%). Байгаль дахь нүүрстөрөгчийн эргэлтэнд биологийн мөчлөг, СО-ийн ялгарал орно 2 шаталтын үед агаар мандалдчулуужсан түлш, галт уулын хий, халуун рашаан, далайн усны гадаргын давхарга гэх мэт Биологийн эргэлт нь СО хэлбэрийн нүүрстөрөгчөөс бүрддэг. 2-аас шингээнэ тропосфер ургамал. Дараа ньбиосфер руу буцдаггеосфер: ургамалтай хамт нүүрстөрөгч нь амьтан, хүний ​​биед нэвтэрч, улмаар амьтан, ургамлын гаралтай материал задрах үед хөрсөнд орж, CO хэлбэрээр ордог. 2 - агаар мандалд. Уурын төлөвт болон нэгдлүүд хэлбэрээразот Тэгээд устөрөгч агаар мандал дахь нүүрстөрөгчНар , гаригууд, энэ нь чулуу, төмөр олддогсолирууд . Нүүрстөрөгч нь олон элементтэй урвалд орж карбид үүсгэдэг (Карбид нь нэгдлүүд юмметаллууд Тэгээд металл бус -тай нүүрстөрөгч ). Нүүрстөрөгчийг металлургийн салбарт өргөн ашигладаг. (Металлурги бол уул уурхайгаас эхлээд үйлдвэрлэлийн үйл явцын харилцан уялдаатай салбар, үе шатуудын цогц юм.түүхий эдбэлэн бүтээгдэхүүн гаргахаас өмнө -хар Тэгээд өнгөт металлмөн тэд хайлш ). Нүүрстөрөгч нь полимер гинж үүсгэх чадвартай тул нүүрстөрөгч дээр суурилсан нэгдлүүдийн асар том анги байдаг бөгөөд тэдгээр нь органик бусаас хамаагүй олон бөгөөд тэдгээрийг судалдаг.органик хими . Тэдгээрийн дотроос хамгийн өргөн хүрээтэй бүлгүүд:нүүрсустөрөгч, хэрэм , өөх тосгэх мэт нүүрстөрөгч хүний ​​амьдралд асар их үүрэг гүйцэтгэдэг. Түүний хэрэглээ нь энэ олон талт элементтэй адил олон янз байдаг. Нүүрстөрөгч нь бүх органик бодисын үндэс юм. Аливаа амьд организм нүүрстөрөгчөөс бүрддэг. Нүүрстөрөгч бол амьдралын үндэс юм. Амьд организмын нүүрстөрөгчийн эх үүсвэр нь ихэвчлэн агаар мандлын нүүрстөрөгчийн давхар исэл юм. Фотосинтезээр дамжуулан амьд бие бие биенээ эсвэл бие биенийхээ үлдэгдлийг залгиж, улмаар бие махбодоо бүтээхийн тулд нүүрстөрөгчийг олж авдаг биологийн хүнсний гинжин хэлхээнд ордог. Нүүрстөрөгчийн биологийн мөчлөг нь исэлдэж, агаар мандалд буцах, эсвэл нүүрс, газрын тос хэлбэрээр булшлах замаар дуусдаг. Чулуужсан түлш хэлбэрээр нүүрстөрөгч:нүүрс Тэгээд нүүрсустөрөгч(тос , байгалийн хий ) - хамгийн чухал эх сурвалжуудын нэгэрчим хүч хүн төрөлхтний төлөө . Гангийн үйлдвэрлэлийн нүүрстөрөгч нь хайлшийн хамгийн чухал бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэг юмтөмөр нүүрстөрөгч (үйлдвэрлэл цутгамал төмөр Тэгээд ган ). Нүүрстөрөгч нь агаар мандлын аэрозолийн нэг хэсэг бөгөөд үүний үр дүнд бүс нутгийн уур амьсгал өөрчлөгдөж, нартай өдрүүдийн тоо буурч магадгүй юм. Нүүрстөрөгчийн тоосонцор нарны цацрагийг шингээдэг бөгөөд энэ нь дэлхийн гадаргууг дулаарахад хүргэдэг. Нүүрстөрөгч нь дулааны цахилгаан станц (дулааны цахилгаан станц) -д нүүрс шатаах, нүүрсийг ил аргаар олборлох, түүнийг далд хийжүүлэх, нүүрсний баяжмал үйлдвэрлэх зэрэгт тээврийн хэрэгслийн яндангийн хий дэх тортог хэлбэрээр хүрээлэн буй орчинд орж ирдэг. шаталтын эх үүсвэрээс дээш концентраци 100-400 мкг/м³ , томоохон хотуудад 2.4-15.9 мкг/м³, хөдөө орон нутагт 0.5 - 0.8 мкг/м³ байна. Атомын цахилгаан станцаас ялгарах хийн аэрозолийн ялгаралтаар (6-15) 10 нь агаар мандалд ордог 9 Bkg / өдөр нүүрстөрөгчийн давхар исэлхий. Агаар мандлын аэрозол дахь нүүрстөрөгчийн өндөр агууламж нь хүн амын өвчлөл, ялангуяа өвчлөлийг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэгамьсгалын дээд замТэгээд уушиг . Мэргэжлээс шалтгаалах өвчин - голчлон антракоз, тоосжилтбронхит. Агаар мандлын агаар дахь нэг удаагийн нүүрстөрөгчийн агууламж хамгийн ихдээ 0.15, өдрийн дундаж нь 0.05 мг / м³ байна. Уургийн молекулд агуулагдах нүүрстөрөгчийн хортой нөлөө (ялангуяа ДНХ баРНХ ), бета тоосонцор ба азотын эргүүлэх цөмийн цацрагийн нөлөө, хувиргах нөлөө - нүүрстөрөгчийн атомыг азотын атом болгон хувиргасны үр дүнд молекулын химийн найрлага дахь өөрчлөлтөөр тодорхойлогддог.

Графит

Алмаз

Бал чулууг алмаз руу шууд шилжүүлэхийн тулд метал уусгагчтай харьцуулахад илүү эрс тэс нөхцөл шаардагдана. Энэ нь түүний атомуудын маш хүчтэй холбооноос болж бал чулуу нь маш тогтвортой байдагтай холбоотой юм.

Allied Chemical Corporation-ийн П.ДеКарлне, Ж.Жэймисон нарын хийсэн графит-алмазыг шууд хувиргах анхны туршилтын үр дүн 1961 онд хэвлэгдсэн.

Даралтыг бий болгохын тулд өндөр хүчин чадалтай тэсрэх бодис ашигласан бөгөөд түүний тусламжтайгаар ойролцоогоор 1200 ° C температур, 300,000 атм даралтыг секундын нэг орчим (нэг микросекунд) хадгалсан Туршилтын дараа графитын дээжээс тодорхой хэмжээний алмаз олдсон боловч үүссэн талстуудыг хэмжээ нь (100 А = 10 нм буюу миллиметрийн зуун мянганы нэг) "карбонад"-тай харьцуулж болно. солируудаас олддог бөгөөд үүсэх нь солир дэлхийн гадаргуу дээр унах үед үүсдэг хүчтэй цочролын долгионы нөлөөгөөр тайлбарлагддаг.

1963 онд Женерал Электрикийн Фрэнсис Банди 130,000 атм давсан статик даралтаар бал чулууг шууд алмаз болгон хувиргаж чадсан. Ийм даралтыг поршений илүү том гадна гадаргуутай, бага шилжилттэй өөрчилсөн туузан суурилуулалтыг ашиглан олж авсан. Ийм даралтыг бий болгохын тулд угсралтын цахилгаан хэсгүүдийн хүчийг нэмэгдүүлэх шаардлагатай байв.

Туршилтууд нь бал чулууг 2000 ° C-аас дээш температурт халаахтай холбоотой байв. Халаалтыг цахилгаан гүйдлийн импульсийн тусламжтайгаар хийж, алмаз үүсэхэд шаардагдах температурыг хэдэн миллисекунд (секундын мянгад хэсэг) хадгалсан, өөрөөр хэлбэл, Де-Карли, Жэймисон нарын туршилтаас хамаагүй урт.

Шинээр үүссэн хэсгүүдийн хэмжээ нь цочролын шахалтын үед олж авсан хэмжээнээс 2-5 дахин их байв. Хоёр цуврал туршилт нь нүүрстөрөгчийн фазын диаграммыг бүтээхэд шаардлагатай параметрүүдийг өгч, алмаз, бал чулуу, хайлмал тогтвортой байх температур, даралтын мужийг графикаар харуулсан.

Сонирхолтой туршилтуудыг Банди, Ж.Каспер нар хийж, ттоликристал материалын оронд бал чулууны нэг талстыг ашигласан байна. Анхны туршилтынхаа алмааз талстууд нь ердийн куб болор бүтэцтэй байв.

Де-Карли, Жеймисон нар дээж дэх бал чулуун хэсгүүд нь с тэнхлэг гэж нэрлэгддэг тэнхлэгийн дагуу, өөрөөр хэлбэл зургаан өнцөгт давхаргад перпендикуляр сунах үед алмааз болж хувирах нь илүү хялбар байдаг гэдгийг анхаарч үзсэн. Банди, Каспер нар дан талстуудыг в тэнхлэгийн дагуу даралт үзүүлэхээр байрлуулж, даралтын дор талстуудын цахилгаан эсэргүүцлийг хэмжихэд 140,000 атм даралтад хүрэхэд эсэргүүцэл нэмэгддэг болохыг олж мэдэв.

Энэ нь бал чулууг алмаз болгон хувиргахтай холбоотой байсан ч даралтыг арилгахад бал чулуу болон урвуу хувирал үүссэн. Гэсэн хэдий ч энэ процедурыг дээжийг 900 ° C ба түүнээс дээш температурт халаах үед ердийн куб гэхээсээ илүү зургаан өнцөгт бүтэцтэй, өндөр даралтын шинэ фазын талстууд үүссэн.

Зургаан өнцөгт нүүрстөрөгчийг байгалийн дээжээс, ялангуяа солироос үе үе олдог. Кристаллографийн салбарт, тэр дундаа алмазыг судлахад оруулсан асар их үйлсийнхээ төлөө Лондонгийн их сургуулийн Кэтлин Лонсдейлийн нэрэмжит лонсдеплит гэж нэрлэсэн.

1968 онд G. R. Cowan. DuPont de Nemur компанийн B.W.Dunnington, A.H. Holtzman нар бага хэмжээний бал чулуу агуулсан төмөр цутгамал (1 сая атм-аас дээш даралттай үед) гэх мэт металл блокуудыг шокоор шахах шинэ процессын патентыг олгосон.

Бал чулууг бодвол шахагдах чадвар багатай метал нь хөргөгчний үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд маш хурдан хөргөдөг.

Энэ нь цочролын долгионыг дайран өнгөрсний дараа цочролын долгионы нөлөөгөөр үүссэн алмазыг буцаан бал чулуу болон хувирахаас сэргийлдэг бөгөөд энэ нь хүйтэн шахалтын дор дан талстуудтай туршилт хийхэд түгээмэл байдаг. Энэхүү технологийг ашиглан олж авсан эцсийн бүтээгдэхүүн нь хэсэгчлэн зургаан өнцөгт нүүрстөрөгч бөгөөд энэ нь маш өндөр даралт, харьцангуй бага температурын нөхцөлд лонсдалейт үүсэх хандлагыг баталж байна. Ийм аргаар үйлдвэрлэсэн материалыг нунтаглах нунтаг болгон ашигладаг.

Эдгээр аргуудын аль нэгийг өөрчлөхөд чиглэсэн судалгааг үе үе мэдээлдэг. Ийнхүү Л.Труэб Де-Карли-Жэмисоны зарчмыг ашиглан 10-30 мкс-ийн турш 250,000-450,000 атм даралт үүсгэж, 1100 ° C хүртэл нөлөөллийн дараа халаалт дагалддаг. Графитыг 0.5-5 микрон диаметртэй тоосонцор хэлбэрээр ашигласан бөгөөд үүссэн алмааз нь ижил хэмжээтэй байв.

Гэсэн хэдий ч эдгээр хэсгүүд нь маш жижиг (10-40-аас 100-1600 А хүртэл) шоо хэмжээтэй алмаазаас үүсдэг нь тогтоогдсон. Одоогоор Allied Chemical Corporation-ийн бүтээгдэхүүнийг арилжаанд оруулж байгаа шинж тэмдэг байхгүй байна.

Энэ компанийн боловсруулсан аргыг уусгагчийн арга болон Дюпон де Немурын аргатай амжилттай өрсөлдөхийн тулд цаашид сайжруулах шаардлагатай. Цочролыг шахах аргын боломжит давуу тал нь тэсрэлт нь өндөр даралтыг бий болгох хямд арга юм.

Бал чулуу нь алмазаас юугаараа ялгаатай вэ?

Алмаз ба бал чулуу нь нүүрстөрөгчийн өөрчлөлт юм.

Алмаз:

Графит:

Гэсэн хэдий ч маш олон ялгаа байдаг:

1. Алмаз бол мэдэгдэж байгаа хамгийн хатуу бодис (Mohs масштабаар 10), бал чулуу нь хамгийн зөөлөн (1-2) юм.

2. Алмаз -уугуул нүүрстөрөгчийн талст куб полиморфик өөрчлөлт.
нягт нь ойролцоогоор 3.5 г/cc, эрдэнийн чулуунуудын хугарлын хамгийн өндөр үзүүлэлт (2.417). хагас дамжуулагч. Том ил тод алмаз болорууд нь нэгдүгээр зэрэглэлийн эрдэнийн чулуунууд юм.

Графит -дэлхийн царцдас дахь нүүрстөрөгчийн хамгийн түгээмэл бөгөөд тогтвортой полиморф зургаан өнцөгт өөрчлөлт. давхаргат бүтэц.нягтрал ойролцоогоор. 2.2 г/см3. галд тэсвэртэй, цахилгаан дамжуулагч, химийн тэсвэртэй.

3. Хиймэл алмазыг бүтээхэд дүн шинжилгээ хийх үед ялгаа нь бас харагдаж байна: хиймэл алмаз үйлдвэрлэх технологи нь нэлээд төвөгтэй юм. Очир алмазыг 1200-2000°С-ийн температурт, 1000-5000 МПа (50-60 мянган атмосфер) даралтаар нунтагласан төмөр, никель, хромтой хольсон бал чулуунаас гаргаж авдаг. Өндөр даралтын үед хайлмал нь бал чулуутай харьцуулахад ханадаггүй, алмаазтай харьцуулахад хэт ханасан байдаг тул алмаз талсждаг.

Дашрамд хэлэхэд бал чулууг зохиомлоор олж авах боломжтой: антрацитыг агаарт нэвтрэхгүйгээр халаах.

4. Алмаз нь ихэвчлэн рентген болон хэт ягаан туяанд гэрэлтдэг. Алмаз нь рентген туяанд тунгалаг байдаг. Энэ нь алмаазыг тодорхойлоход хялбар болгодог: зарим шил, өнгөгүй эрдэс, заримдаа гадаад төрхөөрөө төстэй байдаг нь ижил долгионы урт, эрчимтэй рентген туяанд тунгалаг биш байдаг.

5. Кристал торны тухай:

Энэ ялгаа нь нүцгэн нүдэнд харагдаж байна. Р Алмазан тор нь маш бат бөх байдаг:Нүүрстөрөгчийн атомууд нь хоорондоо маш нягт холбогдсон төвлөрсөн нүүртэй хоёр куб торны хэсгүүдэд байрладаг (a = 3.5595 A).

Бал чулууны хувьд: атомуудын хоорондын холбоо нь хүчтэй, ковалент төрлийн; давхаргын хооронд - сул,үлдэгдэл металлын төрөл.

Танилцуулга

Манай улсын алмазын үйлдвэрлэл хөгжлийн шатандаа явж, ашигт малтмал боловсруулах шинэ технологи нэвтрүүлж байна.

Олдсон алмазын ордуудыг зөвхөн элэгдлийн процессоор илрүүлдэг. Хайгуулчны хувьд энэ нь газрын гадаргад хүрэхгүй олон “сохор” орд байгааг илтгэнэ. Тэдний оршихуйг илрүүлсэн орон нутгийн соронзон гажигуудаар таньж болно, тэдгээрийн дээд ирмэг нь хэдэн зуун, хэрвээ азтай бол хэдэн арван метрийн гүнд байрладаг. (А. Портнов).

Дээр дурдсан зүйлс дээр үндэслэн би алмазын үйлдвэрлэлийн хөгжлийн хэтийн төлөвийг дүгнэж болно. Тийм ч учраас би "Очир ба бал чулуу: шинж чанар, гарал үүсэл, утга учир" гэсэн сэдвийг сонгосон.

Би ажилдаа бал чулуу, алмааз хоёрын холбоог шинжлэхийг оролдсон. Үүнийг хийхийн тулд би эдгээр бодисыг хэд хэдэн талаас нь харьцуулсан. Эдгээр ашигт малтмалын ерөнхий шинж чанар, ордын үйлдвэрлэлийн төрөл, байгалийн болон техникийн төрөл, ордын ашиглалт, ашиглалтын талбай, эдгээр ашигт малтмалын ач холбогдлыг судалж үзлээ.

Бал чулуу, алмаз нь шинж чанараараа туйлширч байгаа хэдий ч тэдгээр нь ижил химийн элемент болох нүүрстөрөгчийн полиморфик өөрчлөлтүүд юм. Полиморф буюу полиморф гэдэг нь ижил химийн найрлагатай боловч өөр талст бүтэцтэй бодис юм. Хиймэл алмазыг нэгтгэж эхэлснээр нүүрстөрөгчийн полиморф өөрчлөлтийг судлах, хайх сонирхол эрс нэмэгдэв. Одоогийн байдлаар алмаз, бал чулуунаас гадна лонсдалейт, хаотитыг найдвартай тогтоосон гэж үзэж болно. Эхнийх нь бүх тохиолдолд зөвхөн алмазтай нягт ургасан үед олдсон тул зургаан өнцөгт алмаз гэж нэрлэдэг бөгөөд хоёр дахь нь бал чулуугаар ээлжлэн байрласан ялтсууд хэлбэрээр олддог боловч түүний хавтгайд перпендикуляр байрладаг.

Нүүрстөрөгчийн полиморфууд: алмаз ба бал чулуу

Алмаз ба бал чулууны эрдэс үүсгэгч цорын ганц элемент бол нүүрстөрөгч юм. Нүүрстөрөгч (С) нь Д.И.Менделеевийн химийн элементүүдийн үечилсэн системийн IV бүлгийн химийн элемент, атомын дугаар - 6, харьцангуй атомын масс - 12.011 (1). Нүүрстөрөгч нь хүчил, шүлтлэгт тогтвортой бөгөөд зөвхөн кали эсвэл натрийн бихромат, төмрийн хлорид эсвэл хөнгөн цагаанаар исэлддэг. Нүүрстөрөгч нь С (99.89%) ба С (0.11%) хоёр тогтвортой изотоптой. Нүүрстөрөгчийн изотопын найрлагын талаархи мэдээлэл нь биоген, биоген бус, солирын гаралтай өөр өөр гарал үүсэлтэй болохыг харуулж байна. Нүүрстөрөгчийн нэгдлүүдийн олон янз байдал нь түүний атомууд бие биетэйгээ болон бусад элементүүдийн атомуудтай янз бүрийн аргаар нэгдэх чадвараар тайлбарлагдаж байгаа нь нүүрстөрөгчийн бусад элементүүдийн дундах онцгой байр суурийг тодорхойлдог.

Алмазын ерөнхий шинж чанар

"Очир алмааз" гэдэг үг эрдэнэсийн эрэл хайгуулын тухай нууц түүхийг санаанд шууд оруулдаг. Эрт урьдын цагт алмаз эрдэнэ хайж байсан хүмүүс хөө тортог, хөө тортог, нүүрсийг үүсгэдэг талст нүүрстөрөгчийн хүсэл тэмүүллийн объект гэдгийг огт мэддэггүй байв. Үүнийг Лавуазье анх нотолсон. Тэрээр энэ зорилгоор тусгайлан угсарсан шатаах машин ашиглан алмазыг шатаах туршилт хийсэн. Очир нь агаарт 850-1000*С орчим температурт шатаж, энгийн нүүрс шиг хатуу үлдэгдэлгүй, цэвэр хүчилтөрөгчийн урсгалд 720-800*С-ийн температурт шатдаг нь тогтоогджээ. Хүчилтөрөгчгүй 2000-3000*С хүртэл халаахад бал чулуу болж хувирдаг (энэ нь алмаз дахь нүүрстөрөгчийн атомуудын хоорондын гомеополяр холбоо нь маш хүчтэй байдаг тул хайлах температур маш өндөр байдагтай холбон тайлбарладаг).

Алмаз бол гэрлийн цацрагийг маш хүчтэй хугардаг өнгөгүй, тунгалаг талст бодис юм.

Алмазан дахь нүүрстөрөгчийн атомууд sp3 эрлийзжих төлөвт байна. Өдөөгдсөн төлөвт нүүрстөрөгчийн атом дахь валентийн электронууд хос болж, хосгүй дөрвөн электрон үүсдэг.

Алмазан дахь нүүрстөрөгчийн атом бүр өөр дөрвөн атомаар хүрээлэгдсэн бөгөөд төвөөс хол, тетраэдрийн оройд байрладаг.

Тетраэдр дэх атомуудын хоорондох зай 0.154 нм байна.

Бүх холболтын хүч чадал ижил байна.

Бүхэл бүтэн болор нь нэг гурван хэмжээст хүрээ юм.

20*C температурт алмазын нягт 3.1515 г/см байна. Энэ нь түүний онцгой хатуулгийг тайлбарладаг бөгөөд энэ нь ирмэгийн дагуу өөрчлөгддөг бөгөөд дарааллаар нь буурдаг: октаэдр - ромбик додекаэдр - шоо. Үүний зэрэгцээ алмаз нь төгс зүсэлттэй (октаэдрийн дагуу) бөгөөд гулзайлтын болон шахалтын бат бэх нь бусад материалаас бага байдаг тул алмаз нь эмзэг, хурц цохилтоор бутарч, бутлах үед харьцангуй амархан нунтаг болж хувирдаг. . Алмаз нь хамгийн их хатуулагтай байдаг. Эдгээр хоёр шинж чанарыг хослуулсан нь тодорхой даралт дор ажилладаг зүлгүүрийн болон бусад хэрэгсэлд ашиглах боломжийг олгодог.

Алмазны хугарлын илтгэгч (2.42) ба тархалт (0.063) нь бусад тунгалаг эрдсийнхээс хамаагүй өндөр бөгөөд энэ нь хамгийн их хатуулагтай нийлээд эрдэнийн чулууны чанарыг тодорхойлдог.

Азот, хүчилтөрөгч, натри, магни, хөнгөн цагаан, цахиур, төмөр, зэс болон бусад хольцууд нь алмаазанд ихэвчлэн хэдэн мянган хувь байдаг.

Алмаз нь хүчил, шүлтэнд маш тэсвэртэй, усанд нордоггүй, харин зарим өөхний хольцыг наалдуулах чадвартай.

Алмаз нь байгальд сайн тодорхойлогдсон бие даасан талст болон поликристал дүүргэгч хэлбэрээр хоёуланд нь олддог. Зөв үүссэн талстууд нь хавтгай нүүртэй олон талстууд шиг харагддаг: октаэдр, ромбик додекаэдр, шоо, эдгээр хэлбэрийн хослолууд. Ихэнхдээ алмаазын тал дээр өсөлт ба уусалтын олон үе шат байдаг; хэрэв тэдгээр нь нүдэнд харагдахгүй бол ирмэгүүд нь муруй, бөмбөрцөг хэлбэртэй, октаэдроид, гексаэдроид, куб хэлбэртэй, тэдгээрийн хослолоор харагдана. Талстуудын янз бүрийн хэлбэр нь тэдгээрийн дотоод бүтэц, согогийн тархалтын байдал, шинж чанар, түүнчлэн болорыг хүрээлэн буй орчинтой физик-химийн харилцан үйлчлэлээс шалтгаална.

Поликристал формацийн дотроос баллас, карбонадо, самбар зэрэг нь ялгардаг.

Балласууд нь радиаль бүтэцтэй бөмбөрцөг формацууд юм. Карбонадо - 0.5-50 микрон бие даасан талстуудын хэмжээтэй криптокристалл дүүргэгч. Самбар нь тодорхой ширхэгтэй дүүргэгч юм. Баллас, ялангуяа карбонадо нь бүх төрлийн алмаазаас хамгийн өндөр хатуулагтай байдаг.

Зураг 1

Зураг 2

Бал чулууны ерөнхий шинж чанар

Графит нь саарал хар талст бодис бөгөөд металл гялбаатай, хүрэхэд тослог, хатуулаг нь цааснаас ч доогуур байдаг.

Бал чулуун бүтэц нь давхаргатай, давхарга дотор атомууд нь холимог ион-ковалентын холбоогоор, давхаргын хооронд үндсэндээ металлын холбоогоор холбогддог.

Бал чулуун талст дахь нүүрстөрөгчийн атомууд sp2 эрлийзжилтэнд байдаг. Бондын чиглэлүүдийн хоорондох өнцөг нь 120*-тай тэнцүү байна. Үр дүн нь ердийн зургаан өнцөгтөөс бүрдсэн сүлжээ юм.

Агаар нэвтрэхгүйгээр халаахад бал чулуу нь 3700 * C хүртэл өөрчлөгддөггүй. Заасан температурт хайлуулахгүйгээр гадагшлуулна.

Графит талстууд нь ихэвчлэн нимгэн ялтсууд байдаг.

Бага хатуулагтай, маш төгс зүсэлттэй тул бал чулуу нь хүрэхэд тослог цаасан дээр амархан ул мөр үлдээдэг. Бал чулууны эдгээр шинж чанарууд нь атомын давхарга хоорондын сул холбооноос үүдэлтэй. Эдгээр бондын бат бэхийн шинж чанарууд нь бал чулууны хувийн дулаан бага, хайлах температур өндөртэй байдаг. Үүний улмаас бал чулуу нь галд маш өндөр тэсвэртэй байдаг. Түүнчлэн цахилгаан, дулааныг сайн дамжуулдаг, олон хүчил болон бусад химийн бодисуудад тэсвэртэй, бусад бодисуудтай амархан холилдох, үрэлтийн коэффициент бага, тослох, бүрэх чадвар сайтай. Энэ бүхэн нь нэг ашигт малтмалын чухал шинж чанаруудын өвөрмөц хослолд хүргэсэн. Иймээс бал чулууг үйлдвэрлэлд өргөн ашигладаг.

Ашигт малтмалын дүүргэгч дэх нүүрстөрөгчийн агууламж, бал чулууны бүтэц нь чанарыг тодорхойлдог гол шинж чанар юм. Графитыг ихэвчлэн монокристал төдийгүй мономинерал материал гэж нэрлэдэг. Эдгээр нь голчлон бал чулуулаг бодис, бал чулуу, бал чулуу агуулсан чулуулаг, баяжуулах бүтээгдэхүүний дүүргэгч хэлбэрийг хэлнэ. Бал чулуунаас гадна тэдгээр нь үргэлж хольц (силикат, кварц, пирит гэх мэт) агуулдаг. Ийм графит материалын шинж чанар нь зөвхөн графит нүүрстөрөгчийн агууламжаас гадна бал чулууны талстуудын хэмжээ, хэлбэр, харилцан хамаарлаас хамаардаг. ашигласан материалын бүтэц, бүтцийн шинж чанар дээр. Тиймээс бал чулуун материалын шинж чанарыг үнэлэхийн тулд бал чулууны талст бүтцийн онцлог, тэдгээрийн бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн бүтэц, бүтцийн онцлогийг хоёуланг нь харгалзан үзэх шаардлагатай.

Зураг 3.

Энэ нийтлэлд:

"Алмаз, бал чулууг ямар зорилгоор ашигладаг вэ?" - Энэ асуултыг зөвхөн ашигт малтмалын бүрхүүлийг сонирхдог хүмүүсийн хэн нь ч асуудаггүй. Үнэхээр ийм өөр шинж чанартай хоёр бодисыг юу холбож чадах вэ? Алмаз бол байгальд ховор орд бүхий хатуу эрдэс юм. Графит бол хамгийн зөөлөн ашигт малтмалын нэг бөгөөд түүний ордууд дэлхийн олон оронд байдаг. Эдгээр бодисуудын хооронд ямар ч холбоо байхгүй юм шиг санагдаж байна, гэхдээ үнэн хэрэгтээ энэ нь тийм биш юм - энэ баримтыг ойлгох нь тэдгээрийг хаана, ямар зорилгоор ашиглаж байгааг ойлгохоос гадна үүнийг хэрхэн яаж хийхийг ойлгох боломжийг олгодог.

Физик ба химийн шинж чанар

Алмаз бол тунгалаг эрдэс, талст хэлбэртэй. Улаан, цэнхэр, хар өнгийн алмаазууд байдаг. Зүссэн алмаз нь алмаз болж, түүний үнэ цэнэ нэмэгдэх боловч энэ нь бодисын шинж чанарт нөлөөлөхгүй.

"Хиймэл алмаз - бал чулуу" гэсэн холбоо

Ашигт малтмал нь нүүрстөрөгчийн аллотропик өөрчлөлт юм. Энэ нь Mohs хатуулгийн хэмжүүрээр 10-т ордог тул бүх эрдсийн хамгийн хатуу гэж тооцогддог. Энэ нь алмаз ба бал чулуу хоёрын ялгаа юм, гэхдээ тэдгээр нь бие биенийхээ дериватив байж болно.

Алмаз бусад эрдсээс илүү гэрлийг тусгаж, хугардаг. Ашигт малтмалын нягт нь 3.4-3.5 г/см3 байна. Дулаан дамжуулах чадвар нь 2300 Вт-д хэлбэлздэг. Металлын үрэлтийн коэффициент нь 0.1 бөгөөд энэ нь алмазан дахь шингэсэн хийн хальс байгаатай холбоотой юм. - Цельсийн 4000 хэм байхад 11 ГПа даралттай байх ёстой.

Агаарын температур 800-1000 градус хүрэх үед ашигт малтмалын шаталтын процесс эхэлдэг. Цэвэр хүчилтөрөгч нь шаталтын урвалд оролцоход алмаз нь пропан шиг гал авалцдаг. Шаталтын явцад цэнхэр дөл гарч ирдэг.

Алмазан болор торны атом ба молекулууд хоорондоо хүчтэй бөөн бондоор холбогдож ердийн тетраэдр үүсгэдэг. Ийм тетраэдр дэх атом бүр нь ойролцоо байрладаг тетраэдрүүдийн дээд хэсгийг бүрдүүлдэг бусад атомуудаар хүрээлэгдсэн байдаг. Тиймээс, тетраэдр бүр нь бүх тетраэдрүүдийн нэг хэсэг бөгөөд алмазын хатуулаг, үл эвдрэлийг тодорхойлдог. Алмаз ба бал чулуу нь өөр өөр тор бүтэцтэй байдаг.

Алмазаас ялгаатай нь бал чулуу нь болор биш юм. Ашигт малтмал нь саарал өнгийн хар өнгийн хавтангийн багц юм. Ашигт малтмалын гадаад төрх нь гантай төстэй. Бал чулууны графитжилт нь тогтворгүй нүүрстөрөгчийн карбид агуулсан металлын хайлшаар явагддаг. Бал чулуутай харьцах үед та өөх тос байгааг мэдэрдэг боловч энэ нь өөрөө зөөлөн бөгөөд амархан бутарч, хар толбо үлдээдэг.

Ашигт малтмал нь дулаан, цахилгаан дамжуулагч юм. Нүүрстөрөгчийн полиморф өөрчлөлтийн хувьд энэ нь олон талаараа төстэй юм. Онцлог шинж чанар нь молекулын торны бүтэц юм. Бал чулуун тор нь хавтгай хэлбэртэй. Бал чулууны бүх атомууд нэг хавтгайд байрладаг бөгөөд хоорондоо сул холбоо бүхий олон тооны зургаан өнцөгтөөр дүрслэгдсэн байдаг. Энэхүү торны бүтэц нь ашигт малтмалыг зөөлөн, давхаргатай болгодог бөгөөд энэ нь түүнийг үйл ажиллагааны янз бүрийн салбарт ашиглах боломжийг олгодог.

Нэмж дурдахад энэхүү торны бүтэц нь бал чулууг алмаз болгон хувиргах боломжийг олгодог. Мэдээжийн хэрэг, ийм өөрчлөлт нь температур, агаарын даралт зэрэг нөхцлийг шаарддаг. Процессыг эргүүлж болно: алмазыг бал чулуу руу шилжүүлэх нь дулааны нөлөөлөл, даралтын үед тохиолддог.

Хэрэглээ

Алмаз бол бүх ашигт малтмалын хамгийн хатуу юм. Шил, мод, металл болон алмаазаас бага хатуулагтай бодисоор хийсэн эд зүйлсийг зүсдэг. Энэ чадвар нь өмнө нь зөвхөн үнэт эдлэл хийхээр хязгаарлагдаж байсан салбаруудыг өргөжүүлдэг.

Графит бол зөөлөн эрдэс боловч энэ нь түүнийг аж үйлдвэр, архитектур, тэр ч байтугай урлагт зайлшгүй шаардлагатай болгодог зүйл юм.

Алмаз

Өнгөрсөн зууны дунд үе хүртэл алмазыг зөвхөн гоёл чимэглэлийн зориулалтаар ашигладаг байсан. Чулууг боловсруулж, мөнгөөр ​​орлуулж байсан. Алмазыг хэлбэржүүлэх анхны оролдлого амжилтгүй болсныг тэмдэглэх нь зүйтэй. металл, чулуу, модоор хийсэн эд зүйлсийг боловсруулахад ашиглахыг зөвшөөрөөгүй. Судалгааны явцад алмаазан зүсэлтийг ижил удаан эдэлгээтэй бодис, өөрөөр хэлбэл алмаз өөрөө хийх ёстой гэдгийг олж мэдэх боломжтой байв. Энэ төрлийн нээлт нь алмазыг өөр газар ашиглах боломжийг санал болгосон.

Өнөөдөр алмазыг дараахь зүйлд ашигладаг.

1. Барилга. Алмазан өрөмдлөгийг бий болгосноор бетон болон төмөр хийцтэй ажиллахад хялбар болсон. Алмаз нь өрөм, зүсэх, буулгах хэрэгслийн чухал хэсэг юм. Ашигт малтмалын хэрэглээ нь хагарал үүсэхээс сэргийлдэг бөгөөд энэ нь туннель тавих, хоолой тавих, барилга барихад онцгой ач холбогдолтой юм. Алмазан өрөм, хөрөө нь бетон, ган, боржин чулуу, гантиг чулууг огтолж, буталсан чулууг нунтаглана. Энэ хэсэгт алмаз, бал чулуу хоёрыг харьцуулах боломжгүй, гэхдээ дахин харилцан хамааралтай.
2. Багаж хийх. Олон төхөөрөмжүүд нь алмааз тоосны тоосонцор эсвэл бүхэл бүтэн алмаз агуулдаг.
3. Механик инженерийн бүсүүд. Металл багажийг эргүүлэхэд алмазыг ихэвчлэн ашигладаг.
4. Сансрын бүс. Алмазан эд анги ашиглахгүйгээр нарийн дуран бүтээх боломжгүй юм.
5. Мэс засал. Мэс заслын эмчийн гол хэрэгсэл бол хусуур бөгөөд түүний зузаан, хурц байдал нь мэс заслын амжилтыг ихээхэн тодорхойлдог. Алмазан хутгуур нь энэ ажлыг төгс даван туулдаг. Дамжуулах бодис нь алмаз болох талст дээр бүтээгдсэн лазерууд онцгой анхаарал хандуулах ёстой.
6. Цахилгаан холбоо, цахилгаан хэрэгсэл. Алмазыг мөн өөр өөр давтамжийн дохиог нэг кабелиар дамжуулахад ашигладаг. Тэдний энэ хэсэгт ашиглах нь өндөр температур, хүчдэлийн өсөлтийг тэсвэрлэх чадвартай холбоотой юм.
7. Шинжлэх ухаан. Ашигт малтмал нь түрэмгий орчны нөлөөг саармагжуулдаг тул хамгаалалтын элемент болгон ашигладаг. Алмаз бол квант физик, оптик, лазер бүтээх зэрэг салбарт хийгдсэн туршилтуудын салшгүй хэсэг юм.
8. Уул уурхай. Гол хэсэг нь алмаз байдаг төхөөрөмжийг өрөмдлөгийн уурхай, газрын тос, нүүрс, хий олборлоход ашигладаг.

Үйлдвэрлэлийн зориулалтаар зөвхөн синтетик аргаар ургуулсан алмазыг ашигладаг. Бал чулуу, алмаз нь байгальд байдаг ч жинхэнэ чулууг маш ховор ашигладаг.

Графит

Графитыг олон салбарт ашигладаг.

1. Металлурги. Бал чулууны зөөлөн бодис нь түүнээс галд тэсвэртэй тигель хийж, цутгахад ашигладаг шороог шатаахаас сэргийлж цутгах хэвний бүрээсэнд ашиглах боломжийг олгодог.
2. Электроник. Графитыг электрод болон нуман нүүрс үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
3. Бичиг хэргийн талбай. Харандаа болон өнгөт харандааны цөм нь бал чулуугаар хийгдсэн байдаг. Ашигт малтмалыг хувилах цаас, хар будаг, хэвлэлийн бэх үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
4. Автомашины үйлдвэр. Шингэн төлөвт ашигт малтмал нь машины эд ангиудыг эзэлхүүнтэй шахах шаардлагатай үед ашиглагддаг.

Газрын тос боломжгүй үед графитыг заримдаа тосолгооны материал болгон ашигладаг. Графит нь уурын зуухны гадаргууг хучихад ашигладаг бөгөөд энэ нь масштаб үүсэхээс хамгаалдаг. Цөмийн уурын зууханд тусгай бал чулуун блокууд байдаг. Үүнээс гадна ашигт малтмалыг сансрын салбарт ашигладаг.

Бал чулууны хэрэглээний чухал салбар бол үйлдвэрлэл юм.

Техникийн дэвшил зогсохгүй, алмааз, бал чулууны хэрэглээний хүрээ жил бүр өргөжиж байгаа нь ашигт малтмалын эрэлт хэрэгцээг нэмэгдүүлж байна.