Самый прочный в мире минерал
обзор горных пород и рейтинг
На чтение 7 мин. Просмотров 3.7k.
Ценность минералов определяется многими критериями, в том числе степенью их твердости. Чем тверже камень, тем выше он ценится.
Твердостью считается способность камня противостоять механическому воздействию. Под механическим воздействием подразумеваются различные действия: удары, царапания, трение, вдавливания и т.д.
Существуют два критерия оценивания прочности камней: абсолютный критерий и шкала Мооса (относительный).
Твердость драгоценных минералов оценивается по шкале Мооса. Под таким измерением подразумевается сравнение твердости нового минерала с уже существующими эталонными твердыми камнями. Для этой процедуры на камне намечают гладкую зону и проводят по ней острым углом эталонного камня, крепко придавливая его при этом.
Если в испытуемой зоне камня не остаются царапины, берут более твердый камень и царапают им и т.д. Делают это до того момента, пока на камне не образуется царапина. Сравнивая ее с эталонными камнями, твердость которых уже известна, делают выводы.
Самые твердые материалы на Земле
Самый прочный материал в мире, который тверже алмаза, – полимеризованный фуллерит. Этим материалом можно запросто поцарапать алмаз, с такой легкостью, будто это не драгоценный алмаз, а обычный пластик.
Данный материал представляет собой структурированный кристалл, узлы которого состоят из целых молекул, а не из маленьких атомов.
Лонсдейлит также считается крепким материалом. Это модификация аллотропного углерода, который по твердости близок к алмазу. Данный материал был извлечен из метеоритного кратера. Происхождение материала – графитное.
Третью позицию в рейтинге твердости прочно занимает вюртцитный нитрит бора. Высокую степень прочности данному материалу обеспечивает кристаллическая структура.
Наноструктурированный кубонит, или кингсонгит. Уникальные возможности данного материала обеспечили его частое использование в промышленности.
Нитрит углерода-бора занимает почетную пятую позицию в нашем рейтинге. Главными компонентами данного материала являются атомы бора, а также углерода с азотом.
7 интересных фактов об алмазах
- Алмазы образуются в земной мантии на глубинах порядка пары сотен километров. Там огромное давление и там очень жарко. Если алмаз нагреть до такой температуры на поверхности, то он сгорит. Ведь это совершенно такой-же углерод, как и в печке, просто атомы расположены по‑другому. А в земной мантии свободного кислорода нет, вот алмазы и не сгорают.
- Углерод, из которого состоят алмазы, вроде бы не должен находиться на таких глубинах. Это легкий элемент, он распространен в земной коре, а глубже залегает то, что, за миллиарды лет после формирования планеты, успело «утонуть» в ее недрах. Видимо, дело в субдукции. Океаническая кора, состоящая в основном из базальтов, формируется в середине океанов, в зонах срединно-океанических хребтов.
Оттуда она «раздвигается» в противоположные стороны. Упирающийся в материк край коры подгибается под него и постепенно тонет в мантийном веществе. Вместе с осадочными породами, в которых много углерода. Этот процесс идет со скоростью порядка сантиметров в год, но непрерывно.
- Ценимые ювелирами и их покупателями голубые алмазы — это почти обычный алмаз, окрашенный небольшой примесью бора. Бор еще легче углерода и его наличие на больших глубинах еще менее вероятно. По всей видимости, он попадает туда так же, но в меньших количествах. Формируются голубые алмазы на рекордной глубине — 600−700 километров. Поэтому на поверхности они очень редки — около 0.02% мировой добычи.
- При кристаллизации алмаза внутри него иногда оказываются окружавшие его в этот момент вещества. Это беда для ювелира и счастье для геолога. Дело в том, что кристаллическая решетка алмаза из-за своей прочности может удержать захваченные минералы при том же давлении, при котором они находились в момент формирования нашего «камешка».
А это существенно, поскольку многие вещества по мере изменения давления переходят из одного состояния в другое. Скажем, стабильный при шести и более гектопаскалях стишовит при снижении давления превращается в коэсит, а при достижении поверхности — в хорошо знакомый нам кварц. Его химическая формула при этом, конечно, не меняется — это диоксид кремния, SiO2. Кроме того по давлению во включениях можно точно определить глубину формирования алмаза.
- На поверхность алмазы попадают с кимберлитом — древней магмой, когда-то прорвавшейся на поверхность через кимберлитовую трубку — относительно узкое, слегка расширяющееся к верху жерло. Названием трубка и минерал обязаны южноафриканскому городу Кимберли, возле которого в XIX веке была открыта первая такая трубка. Сейчас по всему миру известно примерно 1500 трубок. Увы, алмазы есть далеко не во всех, а примерно в каждой десятой. Как полагают геологи, на долю кимберлита приходится около 90% мировых запасов алмазов.
- Оставшиеся 10% приурочены к лампроитам. Это тоже изверженные породы, характеризующиеся высоким содержанием калия и магния.
- До открытия кимберлитовых трубок алмазы добывались в россыпях, преимущественно речных. Как сейчас ясно, они образовались при эрозии кимберлитовых вулканов, от которых к нашим дням остались только трубки. Россыпей, имеющих промышленное значение, в мире было немного. Бразильские были практически исчерпаны к концу XVIII века, индийские — парой веков раньше. Росcыпи в Южной Африке были найдены в XIX веке и именно их разработка около Кимберли в конечном итоге привела к находке первой трубки.
Обзор самых твердых горных пород
Самый твердый камень в мире – гранит, а пословица «твердый, как гранит» имеет не переносное, а прямое значение.
Кроме гранита, самые твердые горные породы – это сиенит и лабрадорит. Крепким камнем на Земле считается также черный габбро.
Эти породы намного тверже железа. Они появились на свете миллионы лет тому назад. Их появлению мы обязаны магме, которая в самых глубоких земных недрах постепенно застывала. Жидкие горные породы под воздействием высоких температур и атмосферного давления постепенно кристаллизовались.
Результатом таких природных процессов стали самые прочные камни на Земле. Этим камням свойственна полнокристаллическая структура зернистого характера. Такие породы имеют массивную заметную текстуру.
В пользу прочности гранита свидетельствует его возможность выдерживать почти 200 циклов замораживания и размораживания (будучи полностью погруженным в водное пространство). В то время как знакомый всем нам кирпич выдерживает всего лишь 15 таких циклов. А если ежегодно по граниту будут проходиться больше миллиона человек, то износ породы составит всего лишь 0,12 мм.
Все глубинные прочные породы очень схожи между собой. И очень часто только настоящий профессионал сможет отличить мелкозернистый гранит от габбро.
С черным гранитом также очень схож лабрадорит.
Причины схожести вышеперечисленных пород – одинаковые составные компоненты. Таковыми являются цветные минералы, слюда, а также кварц и шпаты. Твердые породы отличаются между собой только пропорциями содержания составных компонентов.
Прочный гранит имеет разновидности. Самым ценным является карельский гранит черного окраса. На просторах нашей необъятной страны есть месторождения коричнево-красных, а также серых и даже белых разновидностей гранита. В Испании есть даже розовый и зеленоватый гранит.
Кроме вышеперечисленных твердых пород, существуют также вулканические, которые отличаются особой прочностью. Это базальты и диабазы, липариты и порфиры, а также трахиты. По своим составным компонентам они совсем не отличаются от глубинных твердых пород.
Но образовались они другим путем. Такие материалы являются результатом деятельности вулканов. Такие материалы используются в отделочных работах, так как, кроме высокой степени твердости, они отличаются еще и привлекательным внешним видом.
Источники:
https://velestone.ru/mineraly/samyj-tverdyj-kamen/
https://pikabu.ru/story/7_interesnyikh_faktov_ob_almazakh_6148883
10+ самых твердых минералов в мире - По шкале Мооса
Твердость любого минерала определяется по их шкале Мооса, чем тяжелее минерал, тем выше его число Мооса. Шкала Мооса была разработана Фридрихом Моосом, немецким геологом и минералогом в 1812 году. Этот метод основан на способности одного минерала заметно царапать другие.
Хотя шкала Мооса не является точной и строго порядковой, она используется в геологии в основном для выявления различных минералов. Для проведения скрэтч-теста металлург использует склерометр или тернер-склерометр. Ниже приведен список 12 самых твердых минералов в мире.
10. Тальк
Твердость по Моосу - 1
Химическая формула - MgSi4O10 (OH) 2
Абсолютная твердость - 1
Тальк - это минерал, состоящий из гидратированного силиката магния. По шкале 10 самых твердых минералов тальк указан как 1 по шкале твердости по Моосу. Только цезий, рубидий с твердостью 0,2-0,3 и литий, натрий и калий с твердостью 0,5-0,6 мягче талька. Это распространенный метаморфический минерал в метаморфических поясах западных штатов США, западных Альп и в гималайском регионе.
9. Гипс
Твердость по Моосу - 2
Химическая формула -CaSo4 2h3O
Абсолютная твердость - 3
Гипс является сульфатным минералом, состоящим из дигидрата сульфата кальция. Это может быть использовано в качестве удобрения. Различные формы гипса основаны на древних скульптурах Месопотамии, Древнего Рима и Византийской империи. Орбитальные снимки с Марс разведывательного орбитального аппарата (MRO) указывают на существование гипсовых дюн в крайней северной области Марса. США, Бразилия, Индия входят в тройку стран с самыми большими запасами гипса в мире. Широко используется в почвенном кондиционере и тофу (соевый творог).
8. Кальцит
Твердость по Моосу - 3
Химическая формула - CaCO3
Абсолютная твердость - 9
Кальцит относится к карбонатной группе минералов и является наиболее стабильным полиморфом карбоната кальция. Кальцит является распространенным компонентом осадочных пород, большая часть которых образуется из мертвых морских организмов. Он имеет шкалу твердости по Моосу 3 и удельный вес 2,71. Одна из замечательных природных кальцитовых структур - пещера Снежная река в округе Линкольн, штат Нью-Мексико.
7. Флюорит
Твердость по Моосу - 4
Химическая формула - CaF2
Абсолютная твердость - 21
Флюорит или плавиковый шпат - это цветной минерал, и из-за его умеренной твердости он используется для изготовления украшений и других художественных работ. Флюорит также часто встречающийся минерал - Китай, Мексика, Южная Африка являются одними из крупнейших стран-производителей флюорита в мире. Его основное использование в оптике, где это используется в качестве материала окна. Оптические линзы также состоят из флюорита из-за его низкой дисперсии, вызывающей отсутствие или меньшую хроматическую аберрацию.
6. Апатит
Твердость по Моосу - 5
Химическая формула - Ca5 (PO4) 3 (OH-, CI-, F-)
Абсолютная твердость - 48
Апатит представляет собой группу фосфатных минералов, которые обычно известны как гидроксилапатит, фторапатит и хлорапатит. Это также один из немногих минералов, который производится и используется биологическими системами микроэкологии. Основное применение апатита - производство удобрений, поскольку он является хорошим источником фосфора. Образцы горных пород, собранные астронавтами во время программы «Аполлон», свидетельствуют о наличии следов апатита.
5. Ортоклаз полевого шпата
Твердость по Моосу - 6
Химическая формула - KAISi3O8
Абсолютная твердость - 72
Ортоклаз полевого шпата является важным минералом, который образует магматические породы. Ортоклаз является распространенным компонентом большинства гранитов и других вулканических пород. Это обычное сырье для изготовления стекол и некоторых керамических изделий, таких как фарфор, а также в качестве составляющей чистящего порошка.
4. Кварц
Твердость по Моосу - 7
Химическая формула - SiO2
Абсолютная твердость - 100
Кварц является вторым по распространенности минералом в земной коре только после полевого шпата. Есть много различных сортов кварца, найденных в Европе. Это важный компонент осадочных и метаморфических пород. Кристалл кварца обладает пьезоэлектрическими свойствами и широко используется в качестве кварцевого генератора. Кварцевые часы - знакомое устройство, использующее этот минерал.
3. Топаз
Твердость по Моосу -8
Химическая формула - AI2SiO4 (OH-, F-) 2
Абсолютная твердость - 200
Топаз является силикатным минералом алюминия и фтора, и его кристаллы в основном имеют форму пирамиды. Чистый топаз бесцветный и прозрачный, но обычно он окрашен примесями. Типичный топаз имеет желтый, бледно-серый, красновато-серый или сине-коричневый цвет. Большое количество топаза находится в Шри-Ланке, Германии, Норвегии, Нигерии, Австралии, Японии, Бразилии, Мексике и Соединенных Штатах.
2. Корунд
Твердость по Моосу - 9
Химическая формула - AI2O3
Абсолютная твердость - 400
Корунд - второй по твердости минерал в масштабе Мооса. Это кристаллическая форма оксида алюминия со следами железа, хрома, ванадия и титана. Чистый корунд прозрачен, но, с другой стороны, в присутствии примесей он может иметь разные цвета. Корунд разного цвета имеет разные названия, корунд красного цвета известен как рубин, а оранжево-розовый - падпарадша, а все остальные - сапфир.
1. Бриллиант
Твердость по Моосу - 10
Химическая формула - C
Абсолютная твердость - 1600
Алмаз является самым твердым известным природным минералом по шкале Мооса. Твердость алмаза зависит от его чистоты, а самый твердый алмаз может быть поцарапан только другими алмазами. Некоторые синие бриллианты являются естественными полупроводниками, некоторые - электрическими изоляторами, а остальные - электрическими проводниками.
Ежегодно добывается около 26000 кг алмазов, из которых 50% алмазов происходит из Центральной и Южной Африки. Многие недавние исследования показывают, что Алмаз больше не является самым твердым минералом на Земле и заменен следующим.
Вюрцит нитрид бора
На Земле существует очень небольшое количество нитрида бора вюрцита. Они либо найдены естественным путем, либо синтезированы вручную. Различные моделирования показали, что нитрид бора вюрцита может выдерживать на 18 процентов больше стресса, чем алмаз. Естественно, они производятся во время извержений вулканов из-за очень высоких температур и давления.
Lonsdaleite
Lonsdaleite, также известный как шестиугольный алмаз, был назван в честь Кэтлин Лонсдейл, известного ирландского кристаллографа. Считается, что лонсдалеит на 58 процентов тверже алмаза. Лонсдейлит - это природный минерал, образующийся, когда метеориты, содержащие графит, ударяются о землю. Тепло и напряжение в результате удара превращают графит в алмаз, сохраняя при этом гексагональную кристаллическую решетку графита.
особенности, физические свойства, интересные факты
Известно, что алмаз является самым прочным материалом на земле. Для этого минерала характерен максимально высокий уровень твердости по шкале Мооса. Именно этот камень является эталоном при определении показателя прочности других материалов.
Где его добывают? В каких областях применяют? Какие интересные факты существуют об алмазе? Какие еще прочные минералы встречаются в природе?
Какой минерал является самым прочным?
Статус самого твердого минерала принадлежит алмазу. Крепче и тверже камней в природе в настоящий момент не существует. По 10-балльной минералогической шкале твердости, созданной в 1811 году немецким минералогом Ф. Моосом для оценки твердости материалов посредством царапания, этот кристалл занимает первое место.
АлмазАлмаз обладает абсолютной твердостью, равной 1600. В отличие от других минералов, которые лишь царапают стеклянные поверхности, он способен разрезать стекло.
Физические свойства алмаза
Этот кристалл представляет собой кубическую аллотропную форму углерода. Обработанный особым образом алмаз, который называется бриллиантом, обладает очень красивым внешним видом. Для него характерен превосходный алмазный блеск и высокая степень прозрачности.
Высокая твердость алмаза обусловлена прочной связью углерода. Каждый его атом в структуре кристалла находится в центре тетраэдра, в качестве вершин которого выступают 4 ближайших атома. На изломе камень раковистый или занозистый. Его плотность варьируется от 3,47 до 3,55 г/см³.
В природных условиях встречаются экземпляры следующих расцветок:
- бесцветной;
- желтой;
- коричневатой;
- синей;
- голубой;
- зеленоватой;
- красноватой;
- розовой;
- черной.
Кристалл начинает плавиться при температуре выше 3700 градусов. На воздухе он сгорает при температуре 850-1000 градусов. В условиях чистого кислорода кристалл начинает гореть при температуре выше 720 градусов, образуя при этом голубоватое пламя и со временем трансформируясь в углекислый газ. При воздействии на алмаз температуры, равной 2000 градусов в условиях отсутствия воздуха, минерал за определенное время преобразуется в графит, взрываясь и распадаясь на мельчайшие частицы.
Алмаз «Шах»Под воздействием солнечного света, электронных пучков, ультрафиолетового и рентгеновского излучения кристалл светится голубым, зеленоватым, желтоватым или красноватым цветом. При этом под действием катодных и рентгеновских лучей люминесцируют все виды алмазов, под влиянием ультрафиолета – только определенные экземпляры. Высокий показатель преломления, варьирующийся от 2,417 до 2,419, идеальная прозрачность и способность играть радужными бликами делают алмаз одним из наиболее дорогостоящих драгоценных минералов в мире.
Месторождения алмазов
Несмотря на редкость, этот камень достаточно широко распространен. В промышленных масштабах его добывают на всех континентах, кроме Антарктиды. Наиболее крупные месторождения находятся в ЮАР. В этой стране расположена компания De Beers, являющаяся крупнейшим международным экспортером алмазов. Также этими драгоценными камнями богаты Ангола, Ботсвана, Намибия, Танзания, Канада, Австралия.
В России лидер алмазодобывающей промышленности – компания «АЛРОСА». Эта организация занимает второе место после корпорации De Beers, осуществляющей добычу, обработку и продажу природных алмазов.
Область применения
Благодаря своим превосходным эстетическим и эксплуатационным качествам этот материал имеет широкую сферу применения. Бриллианты высоко ценятся в ювелирной промышленности и используются ювелирами для создания различных украшений: колец, серег, колье, браслетов.
Самый твердый материал в мире нашел применение и в промышленной сфере. Из него изготавливают прочные ножи, сверла, резцы. Алмазный порошок, который образуется в процессе обработки кристаллов, применяется в качестве абразивного сырья для производства режущих и точильных элементов.
Помимо этого, данный материал применяется в квантовых компьютерах, производстве часов и ядерной сфере. В настоящее время перспективным направлением является развитие микроэлектроники с применением алмазных подложек. Существуют готовые изделия, для которых характерна высочайшая термическая и радиационная устойчивость.
В перспективе рассматривается широкое применение алмаза в качестве активного элемента в сильноточной и высоковольтной электронике. Использование кристаллов в данной сфере обусловлено большой способностью пробивного напряжения и высоким уровнем теплопроводности.
Кристаллы также широко применяются в медицине. На их основе изготавливают хирургические инструменты, которые обладают тончайшим лезвием и не требуют частой заточки.
Интересные факты об алмазах
Об алмазе, как о самом твердом материале из существующих в природе, существует немало любопытных фактов:
- На Сатурне и Юпитере периодически случаются такие необычные явления, как «алмазный дождь».
- Вопреки распространенному мнению, этот минерал не является самым редким в мире. Существует около десятка драгоценных камней, которые встречаются гораздо реже бриллианта.
- Существует «кровавая» или «конфликтная» разновидность этих камней. Так называют экземпляры, добываемые на территории военных действий. Как правило, средства от реализации таких кристаллов направляются на финансирование повстанцев. Чаще всего под этим термином подразумеваются минералы из Африки.
- Алмазы, состоящие из углерода, образуются в земляной коре, в вулканической породе, под влиянием высоких температурных условий и давления.
- При определенных условиях данный материал можно получить из текилы или арахисового масла.
- Скорость света при прохождении через алмаз снижается в 2 раза.
- Впервые в истории обручальное кольцо с этим драгоценным камнем получила Мария Бургундская – дочь короля Франции Карла Смелого. Преподнес своей избраннице такой подарок в 77 г. XV в. австрийский эрцгерцог Максимиллиан.
- После огранки вес самоцветов снижается вдвое.
- Бриллианты используют не только для изготовления ювелирных украшений. Ими украшают автомобили и дамские сумки. Корпорация The Dubai First Royal для своих VIP-клиентов выпускает позолоченные кредитные карты, украшенные 0,235-каратным бриллиантом.
- Самый большой на планете бриллиант весит 530 карат и носит название «Звезда Африки».
Другие твердые минералы
Помимо алмаза, существует еще несколько твердых минералов. В минералогии к таким материалам относят экземпляры, твердость которых по шкале Мооса составляет не менее 8. К таким камням относятся корунд (сапфир, рубин), берилл, шпинель, топаз. В таблице для сравнения представлены минералы с указанием абсолютной твердости, измеренной твердомером.
| Название камня | Твердость по шкале Мооса | Абсолютная твердость | Свойства |
| Корунд | 9 | 400 | Поддается обработке алмазом. Способен царапать стеклянную поверхность. |
| Топаз | 8 | 200 | |
| Квар | 7 | 100 | |
| Ортоклаз | 6 | 72 | Поддается обработке напильником. Способен оставлять царапины на стекле. |
| Апатит | 5 | 48 | При прикладывании определенного усилия царапается ножом и оконным стеклом. |
| Флюорит | 4 | 21 | С легкостью поддается царапанию оконным стеклом и ножом. |
| Кальцит | 3 | 9 | Медь оставляет на поверхности кристалла царапины. |
| Гипс | 2 | 3 | Легко царапается ногтем. |
| Тальк | 1 | 1 |
В таблице представлены общие характеристики корунда, берилла, шпинели и топаза, ненамного уступающих по твердости алмазу:
| Наименование камня | Плотность, г/см³ | Температура плавления, °C | Уровень хрупкости | Возможные оттенки |
| Корунд | 3,9-4,1 | 2050 | Высокий | Голубой, красный, желтый, коричневый, сероватый, розовый |
| Берилл | 2,6-2,9 | 1420 | Зеленый, голубой, желтоватый, красный, белый | |
| Шпинель | 3,57-3,72 | 2135 | Бесцветный, красный, розовый, голубой, зеленый, фиолетовый, желтый | |
| Топаз | 3,49-3,57 | Сведения отсутствуют | Бесцветный, золотисто-желтоватый, светло-голубой, желтоватый, желто-коричневый, фиолетово-красный, розовый |
Поделитесь с друьями!
Самый прочный камень в природе. Свойства, применение, добыча, интересные факты о минерале
06.09.2020 Кот учёный Природа
Современной науке геологии известны тысячи самых разнообразных минералов и горных пород. И уж кто-кто, а геологи точно знают, какой камень самый прочный в мире. А знаете ли вы ответ на этот вопрос? Если нет, обязательно прочитайте нашу статью.
Самый прочный камень – это…
Природой создано огромное количество различных минералов. Одни из них настолько мягкие, что крошатся в руках. А вот другие не деформируются даже от самого сильного удара. Какой камень самый прочный в природе? Давайте разбираться.
Если говорить исключительно о минералах, то ответ очевиден – это алмаз. Данное природное образование является одной из форм чистого углерода, которая образуется в недрах Земли на значительных глубинах. Минерал находится на вершине шкалы Мооса с абсолютной твердостью в 1600 единиц. Кроме того, алмаз обладает еще и таким качеством, как метастабильность (то есть, способностью существовать неограниченно долгий период времени при нормальных условиях среды).
Стоит отметить, что под словом «камень» может подразумеваться еще и такое понятие, как горная порода (агрегат из одного или нескольких видов минералов). Определить абсолютного рекордсмена по твердости среди горных пород не так просто. Чаще всего в список самых прочных камней попадают следующие породы:
Однако далее в нашей статье мы уделим особое внимание именно алмазу – самому прочному камню среди минеральных образований.
Минерал алмаз: основные свойства
Итак, самый дорогой, самый желанный, самый красивый и самый прочный камень на Земле – это алмаз. И с этим сложно поспорить. Впрочем, само название этого минерала более чем красноречиво. Слово «алмаз» в переводе с древнегреческого языка означает «несокрушимый».
Первые исторические свидетельства о прозрачном камне невиданной прочности пришли к нам из Древней Индии и Китая. При этом индусы называли его фарий. А вот китайцы еще в третьем тысячелетии до нашей эры применяли алмазы для шлифовки своих церемониальных топоров, изготовленных из корунда.
Какими же физико-механическими свойствами обладает самый прочный камень в мире? Давайте перечислим самые основные из них:
Наиболее распространенная окраска алмазов – желтая или бесцветная. Реже всего в природе встречаются минералы зеленого, синего, красного или черного цвета. Еще одно важное свойство всех алмазов – это способность к люминесценции. Под воздействие солнечного света они начинают светиться и переливаться различными цветами и оттенками.
7 интересных фактов об алмазах
Главные месторождения алмазов
Алмазы образуются на глубине 80-150 километров под воздействием колоссального давления и температуры. Затем благодаря вулканической деятельности они поднимаются ближе к поверхности нашей планеты, образуя при этом вертикальные месторождения – кимберлитовые трубки. Вот так, например, выглядит горловина такой трубки в Якутии (алмазный карьер «Мир») :
Помимо этого, некоторые алмазы могут иметь и метеоритное происхождение. Такие минералы образуются при контакте космического тела с поверхностью Земли. Так, «внеземные алмазы» были обнаружены в Большом Каньоне в США.
Так уж сложилось, что самые богатые залежи алмазов на Земле сосредоточены в недрах Африки. Именно здесь базируется крупнейшая по добыче ценного минерала компания в мире – De Beers. Алмазы сегодня активно добываются в ЮАР, Анголе, Ботсване, Намибии, Танзании, России, Канаде, Австралии. Лидером российской алмазной промышленности является компания «АЛРОСА».
Применение алмазов в промышленности
Не стоит думать, что алмазы используют исключительно в ювелирном деле. Самый твердый камень нашел широкое применение также в промышленности. В частности, из него производят сверхпрочные сверла, ножи, резцы и прочие изделия. Алмазный порошок (по сути, отходы, получаемые при обработке природных алмазов) применяется как абразив при производстве точильных дисков и кругов.
Используют алмазы также в ядерной энергетике и квантовой электронике. Еще одна крайне перспективная сфера в наши дни – микроэлектроника на алмазных подложках.
Гексагональный алмаз
Еще десять лет назад алмаз можно было считать самым твердым материалом на Земле. Но в 2009 году группа ученых из Китая и США сумела доказать ложность такого утверждения. По их убеждению, самым прочным веществом в мире является искусственный материал под названием лонсдейлит (или гексагональный алмаз).
При помощи метода компьютерного моделирования ученым удалось установить, что данный материал на 58% прочнее, нежели алмаз. И если последний разрушается при давлении в 97 гигапаскалей, то лонсдейлит способен выдерживать нагрузки в 152 гигапаскалей.
Однако гексагональный алмаз существует пока только лишь в теории. Впрочем, ученые сомневаются, что новый материал когда-либо будет применяться на практике. Ведь процесс его получения является чрезвычайно сложным и дорогостоящим.
Источник: fb.ru
Самый твердый камень в мире
Ценность минералов определяется многими критериями, в том числе степенью их твердости. Чем тверже камень, тем выше он ценится.
Твердостью считается способность камня противостоять механическому воздействию. Под механическим воздействием подразумеваются различные действия: удары, царапания, трение, вдавливания и т.д.
Существуют два критерия оценивания прочности камней: абсолютный критерий и шкала Мооса (относительный).
Твердость драгоценных минералов оценивается по шкале Мооса. Под таким измерением подразумевается сравнение твердости нового минерала с уже существующими эталонными твердыми камнями. Для этой процедуры на камне намечают гладкую зону и проводят по ней острым углом эталонного камня, крепко придавливая его при этом. Если в испытуемой зоне камня не остаются царапины, берут более твердый камень и царапают им и т.д. Делают это до того момента, пока на камне не образуется царапина. Сравнивая ее с эталонными камнями, твердость которых уже известна, делают выводы.
Самые твердые материалы на Земле
Самый прочный материал в мире, который тверже алмаза, – полимеризованный фуллерит. Этим материалом можно запросто поцарапать алмаз, с такой легкостью, будто это не драгоценный алмаз, а обычный пластик. Данный материал представляет собой структурированный кристалл, узлы которого состоят из целых молекул, а не из маленьких атомов.
Лонсдейлит также считается крепким материалом. Это модификация аллотропного углерода, который по твердости близок к алмазу. Данный материал был извлечен из метеоритного кратера. Происхождение материала – графитное.
Третью позицию в рейтинге твердости прочно занимает вюртцитный нитрит бора. Высокую степень прочности данному материалу обеспечивает кристаллическая структура.
Наноструктурированный кубонит, или кингсонгит. Уникальные возможности данного материала обеспечили его частое использование в промышленности.
Нитрит углерода-бора занимает почетную пятую позицию в нашем рейтинге. Главными компонентами данного материала являются атомы бора, а также углерода с азотом.
Обзор самых твердых горных пород
Самый твердый камень в мире – гранит, а пословица «твердый, как гранит» имеет не переносное, а прямое значение.
Кроме гранита, самые твердые горные породы – это сиенит и лабрадорит. Крепким камнем на Земле считается также черный габбро.
Эти породы намного тверже железа. Они появились на свете миллионы лет тому назад. Их появлению мы обязаны магме, которая в самых глубоких земных недрах постепенно застывала. Жидкие горные породы под воздействием высоких температур и атмосферного давления постепенно кристаллизовались. Результатом таких природных процессов стали самые прочные камни на Земле. Этим камням свойственна полнокристаллическая структура зернистого характера. Такие породы имеют массивную заметную текстуру.
В пользу прочности гранита свидетельствует его возможность выдерживать почти 200 циклов замораживания и размораживания (будучи полностью погруженным в водное пространство). В то время как знакомый всем нам кирпич выдерживает всего лишь 15 таких циклов. А если ежегодно по граниту будут проходиться больше миллиона человек, то износ породы составит всего лишь 0,12 мм.
Все глубинные прочные породы очень схожи между собой. И очень часто только настоящий профессионал сможет отличить мелкозернистый гранит от габбро.
С черным гранитом также очень схож лабрадорит.
Причины схожести вышеперечисленных пород – одинаковые составные компоненты. Таковыми являются цветные минералы, слюда, а также кварц и шпаты. Твердые породы отличаются между собой только пропорциями содержания составных компонентов.
Прочный гранит имеет разновидности. Самым ценным является карельский гранит черного окраса. На просторах нашей необъятной страны есть месторождения коричнево-красных, а также серых и даже белых разновидностей гранита. В Испании есть даже розовый и зеленоватый гранит.
Кроме вышеперечисленных твердых пород, существуют также вулканические, которые отличаются особой прочностью. Это базальты и диабазы, липариты и порфиры, а также трахиты. По своим составным компонентам они совсем не отличаются от глубинных твердых пород. Но образовались они другим путем. Такие материалы являются результатом деятельности вулканов. Такие материалы используются в отделочных работах, так как, кроме высокой степени твердости, они отличаются еще и привлекательным внешним видом.
Самый твердый минерал природного и синтетического происхождения
Показатель твёрдости минералов отражает свойство минеральных пород проявлять устойчивость к механическому воздействию при помощи других материалов. Прочность – это устойчивость к давлению, а степень устойчивости к удару – степень хрупкости. В настоящее время существует множество систем и способов, позволяющих оценить относительную и точную твёрдость минерал. Из всех таких систем определения твёрдых минералов самой популярной считается шкала Мооса.
Ф. Моос – немецкий геолог XIX века, известный также как кристаллограф, разработавший и внедривший в геологическую практику специальную шкалу твёрдости минералов. С её помощью он предложил сравнивать минералы по степени твёрдости методом нанесения царапин. Видимые повреждения на поверхности минерального образца, по сути, и есть царапины. Его шкала состоит из 10 основных пунктов, то есть десятка минералов, взятых в качестве эталонов.
В настоящее время этот метод используют в геологии, чтобы определить, насколько твёрдый минерал был обнаружен, а также в металлургии и некоторых других промышленных/хозяйственных отраслях. Наиболее твёрдой минеральной породой, согласно Шкале Мооса, можно считать алмаз, занимающий 10 место и состоящий из простой углеродной основы. Он широко применяется в промышленной, строительной, производственной сфере, а в ювелирной промышленности представлен в виде бриллианта, то есть шлифованного и гранёного алмаза. На самом деле в природе существуют твёрдые минералы, не вошедшие в систему Мооса, но не уступающие и даже превосходящие алмаз по твёрдости и крепости. Предлагаем поговорить о таких минералах и определить, какие образцы считаются самыми твёрдыми минералами на планете.
О природных свойствах минеральных пород
Минералы представляют собой химические самородные элементы или соединения, присутствующие в тех или иных количествах в недрах земной коры. Минеральные соединения входят в состав грунтов, горных пород и почвы. Распределены минералы в природе весьма неравномерно.
В настоящее время общее количество их разновидностей и подвидов составляет свыше 3000 тысяч. Наиболее известными и распространёнными можно назвать лишь 30-50 из них. Это основные образцы, которые получили собственные уникальные названия.
В природе существует намного больше химических минералов, чем самих минералов. А в последнее время к числу минералов относят два типа веществ:
- некоторые компоненты, образованные при производстве строительных материалов, включая керамику, бетон и кирпич;
- соединения неорганической природы, присутствующие в косметике, лекарственных препаратах и пищевой продукции.
В природе минералы преимущественно встречаются в твёрдом виде. Намного реже обнаруживаются минеральные соединения в жидком виде (в составе подземных вод), а также в виде газов (метан и радон). Основную часть твёрдоминеральных веществ составляют кристаллы, а также коллоидные и аморфные соединения.
Внешне все они весьма разнообразны и имеют множество различных, иной раз, уникальных свойств. Примечательно, что одни и те же химические элементы могут кристаллизоваться в разные структурные формации, представляя собой минералы различных типов. Такое явление в геологии принято называть полиморфизмом.
В природе встречаются анизотропные, а также изотропные минералы. Последние имеют одинаковые свойства по всем направлениям. У первых же свойства разнятся в непараллельном направлении. Минеральные породы также различаются по характеру происхождения на экзогенные (образованные на поверхности или морском дне) и эндогенные (зародившиеся в глубинных недрах земной коры).
Характеристика твёрдости минеральных пород
Твёрдость минералов отражает степень сопротивления минерального образца внешним механическим воздействиям со стороны других, в том числе, более твёрдых материалов. Это свойство обусловлено строением и прочностными характеристиками кристаллической решётки, её структурой, прочностью химических связей, природой, а также зарядом и размером частиц.
Также на твёрдость влияют некоторые механические параметры, включая пластичность, упругость, хрупкость, а также плотность, межатомное расстояние и наличие дислокаций. Для кристаллов большей части минеральных пород характерна анизотропия в показателях твёрдости. Переход в метамиктное состояние и гидратация способствуют понижению этого показателя.
В 60-х годах прошлого века Комиссией по микроскопии рудных минералов при ММА методика статического вдавливания алмазной пирамиды стала основной для определения количественного показателя твёрдости различных веществ, включая металлы и минералы.
Весь показатель твёрдости вдавливания, выраженный в кг на мм2 вычисляется в виде соотношения площади поверхности отпечатка и нагрузки. Это высокочувствительная методика, имеющая широчайшую сферу применения и максимальную степень точности даже при работе с миниатюрными образцами до 10 мкм.
В современной минералогии его используют для диагностики свойств минералов и выявления зависимости между химическим составом, а также твёрдостью минеральной породы. С помощью этого метода определяется анизотропная твёрдость монокристаллов синтетического и природного происхождения, а также цветных камней и пр.
Углерод и его твёрдые аллотропные модификации
Углерод принято считать наиболее распространённым элементом во вселенной. В природе его круговорот обеспечивается посредством углекислого газа, который поглощают растения при фотосинтезе. На основании углеродных атомов формируются органические вещества. Всевозможные углеродные цепи являются основой жизни на нашей планете.
Если рассматривать физико-химические свойства углерода, то на его внешнем атомарном уровне располагается четыре электрона. За счёт своей уникальной природы он может служить основой для самых разных химических соединений. Поэтому углерод является основой не только органических, но также искусственных образцов.
Углерод имеет аллотропные модификации, сформированные методом гибридизации. Всего известно три типа гибридизации:
- тетраэдрическая;
- диагональная;
- тригональная.
Аллотропами называется совокупность всех модификаций для одного элемента. Так к числу тетраэдрических углеродных аллотропов относят лонсдейлит и алмаз. Тригональных модификаций в природе на порядок больше, и к ним относятся:
- астрален;
- графит;
- наноконусы/трубки;
- фуллерен.
- К числу диагональных гибридных структур можно отнести:
- нанопену;
- уголь;
- нановолокно;
- стеклоуглерод.
У каждой аллотропной модификации присутствуют свои физико-механические свойства. Так, кристаллическая решётка лонсдейлита более разряженная, и по шкале Мооса он занимает 8 позицию. Вместе с тем по показателю преломления он идентичен алмазу.
Самые твёрдые минералы и минеральные соединения природного и синтетического происхождения
Согласно шкале Мооса в качестве эталона самой твёрдой минеральной породы определяется алмаз, занимающий высшую (10) позицию. Его также используют в качестве индентора при определении минеральной твёрдости более мягких образцов методами Роквелла и Виккерса. Однако в природе существуют минеральные породы и природные формации, максимально приближенные по твёрдостным характеристикам к алмазу. Предлагаем рассмотреть наиболее распространённые из таких образцов.
Диборид рения
Это достаточно интересное соединение, которое при невысоких нагрузках проявляет свои свёрхтвёрдые свойства. Его прочность достигает 48 ГПа. В условиях н нагрузках твердость материала снижается примерно вдвое. Именно по этой причине в современных научных кругах так и не определились, стоит ли относить диборид рения к классу сверхтвёрдых минералов.
Субоксид бора
В качестве элементарных составляющих этого материала выступают зёрнообразные частицы в виде выпуклого двадцатигранника. Их основу составляют двадцать многогранных кристаллов, каждую грань которых составляют четыре треугольника. Прочность этого материала достигает 45 ГПа.
Магниево-алюминиевый борид
По сути, это сплав магния, алюминия и бора, что ясно из самого названия соединения. У материала наблюдаются очень низкие показатели трения. Такое уникальное свойство могло бы сделать его настоящей находкой при производстве различных механических частей с низкой степенью износа, без необходимости использовать смазку. Однако сплав такого вещества очень дорог в производстве, а потому его широкое применение в настоящее время недоступно. Показатель твёрдости для борида алюминия-магния составляет 51 ГПа.
Аэрографит
Представляет собой синтетическую пену и наиболее лёгкий материал с волокнистой структурой. Волокно состоит из сетки углеродных трубок в несколько микронов. Его удельный вес более чем в 70 раз меньше чем аналогичный показатель у пенопласта. Однако прочность материала на порядок выше. Благодаря эластичной структуре аэрографита его можно сжимать до 30 раз от исходных размеров без повреждений. Эти свойства позволяют аэрографитной пене выдерживать нагрузки, которые в 40 тысяч раз превышают собственный вес аэрографитного образца.
Металлическое палладиевое стекло
Это уникальный синтетический материал, разработанный командой калифорнийских учёных лаборатории Беркли. Такое стекло идеально совмещает в себе свойства максимальной пластичности и прочности. Химическая структура палладиевого стекла скрадывает хрупкость стеклообразного вещества, сохраняя повышенную выносливость, что повышает усталостную прочность его структуры.
Кремниевый карбид
Материал, активно использующийся в производстве современной танковой техники. Его производство не требует существенных материальных затрат, а по характеристикам он отличается высокой твёрдостью и тугоплавкостью. Его часто используют при изготовлении спецснаряжения и спецоборудования, способного отражать пули, шлифовать либо резать прочные материалы. На основе кремниевого карбида изготавливают полупроводниковые элементы, абразивы, а также имитацию алмазного камня в ювелирном производстве.
Борный карбид
Его открыли в далёком XVIII веке – он практически сразу стал применяться во многих отраслях активно развивающейся в те времена промышленности. В современной практике он карбид бора используется в электронике, энергетической сфере, при изготовлении посуды, а также обработке различных металлических сплавов. Его твёрдость составляет 49 ГПа. При соединении с ионами аргона этот показатель может возрастать до 72 ГПа.
Графен
Как и алмаз, одна из аллотропных модификаций углерода. Графен имеет кристаллическую решётку с толщиной в один атом. Однако по прочности материал превосходит сталь в 200 раз. С виду напоминает пищевую плёнку, которую, тем не менее, практически невозможно разорвать. Чтобы пробить листы из графена насквозь потребуется приложить усилия в несколько сотен килограммов.
Кубонит наноструктурный
Известен также, как эльбор, боразон и кингсонгит. Показатель твёрдости материала максимально приближен к алмазу, что позволяет успешно использовать его при обработке металлических сплавов в современной промышленности. Наноструктурированный кубонит имеет показатель твёрдости в 108 ГПа.
Высокоплотный, сверхвысокомолекулярный полиэтилен
СВМПЭ обладает повышенной стойкостью к износу, а также высоким показателем вязкости и пониженным коэффициентом трения. Крайне надёжен при использовании в низкотемпературных условиях. В настоящее время считается наиболее крепким веществом волокнистого типа в мире. Полиэтилен примечателен тем, что по массе он легче воды, однако его прочность так высока, что он способен останавливать пули. Волокна СВМПЭ применяются при изготовлении высокопрочных канатов и тросов, которые не тонут в воде, не требуют смазки и не изменяют своих свойств при контакте с жидкостной средой.
Лонсдейлит
Его структура напоминает алмаз, поскольку он также является аллотропной модицикацией углерода. Материал был обнаружен в метеоритной воронке, наряду с графитом. Исследователи предполагают, что при взрыве на графит были оказаны плвышенные нагрузки, перестроившие его кристаллическую структуру и, тем самым, превратившие его в лонсдейлит. Изначально учёные не обнаружели в нём каких-то особых свойств или показателей твёрдостей. Однако при дальнейшем исследовании и очищении от примесей, им удалось добиться показателя твёрдости, превышающего твёрдость алмаза (порядка 152 ГПа).
Вюрсцитная модификация нитрида бора
Это природное соединение было открыто сравнительно недавно. Сформированный в ходе вулканических извержений, этот минерал твёрже алмаза почти на 20%. Это одна из двух субстанций натурального происхождения, обнаруженных на планете, являющихся твёрже алмазных кристаллов. Единственная проблема состоит в том, что таких нитридов в природе крайне мало, что существенно затрудняет их изучение и практическое применение.
Осмий
Необычайно твёрдый минерал, который имеет высокую температуру плавления и твёрдость, что делает крайне затруднительной его механическую обработку. Его часто используют в механизмах и устройствах, где требуется высокая степень прочности и износостойкости, а именно в составе военных снарядов, ракетостроении, электросхемах, хирургических имплантах и пр.
Фуллерит
Одно из самых твёрдых веществ в мире, представляющее собой кристалл, основу которого составляют молекулы, а не отдельные атомарные структуры. Таким образом, этот материал имеет феноменальные показатели твёрдости, что позволяет с его помощью без проблем царапать алмазные образцы. Показатель его твёрдости составляет 310 ГПа.
Кевлар
Высокопрочное синтетическое волокно, часто встречающееся в производстве тормозных колодок, автомобильных шин, бронежилетах, в составе кабелей, ортопедических протезов, применяемый в судостроении и производстве БПЛА. Он имеет высочайшие показатели прочности, представляя собой разновидность пластика с высокими показателями эластичности и прочности. Предел прочностного показателя практически в 10 раз выше, чем у стальных проводов, а температура его плавления составляет 450 оС.
Минеральные свойства, фотографии, использование и описание
Гемиморфит
Гемиморфит - это руда цинка, которую часто можно разрезать на драгоценные камни впечатляющего синего цвета.
Виноградный агат
Виноградный агат - популярный минеральный образец, цвет и форма которого напоминают гроздь винограда.
Топаз
Топаз - минерал, наиболее известный как прочный драгоценный камень, и его использование в шкале твердости Мооса.
Диопсид
Диопсид - драгоценный материал, поделочный камень, алмазный индикатор, промышленный минерал.
Кварц
Кварц - самый распространенный минерал в земной коре. Обладает множеством полезных свойств.
Кальцит
Кальцит - это карбонатный минерал, который используется в промышленности, сельском хозяйстве, медицине и многих других областях.
Алмаз: минерал
Алмаз - это минерал с уникальными свойствами, который можно использовать в различных драгоценных камнях и в промышленности!
Бенитоит
Бенитоит - открытие государственной жемчужины Калифорнии - отчет Геологической службы США за 1911 год.
Золото дурака
Золото дурака - название пирита, когда его медный цвет обманывает людей, ищущих золото.
Корунд
Корунд - третий по твердости минерал. Это также минерал рубина и сапфира.
Родохрозит
Родохрозит - минерал марганца, используемый в качестве руды, розового драгоценного камня и поделочного камня.
Гранат
Гранат наиболее известен как красный драгоценный камень. Он бывает любого цвета и имеет множество промышленных применений.
Использование талька
Тальк - мягкий минерал, используемый в косметике, бумаге, красках, керамике и многих других продуктах.
Оливин
Оливин - Изобилие в мантии Земли.Составная часть метеоритов. Драгоценный камень перидот.
Магнезит
Магнезит - это карбонатный минерал, используемый для производства химикатов, огнеупорных кирпичей, металлического магния и т. Д.
Гематит
Гематит - важнейший источник железной руды и минеральных пигментов с доисторических времен.
Сугилит
Сугилит - редкий минерал и драгоценный камень, наиболее известный своим ярким розовым или пурпурным цветом.
Минеральная твердость
Шкала твердости Мооса - это набор эталонных минералов, используемых для определения твердости в классе.
Турмалин
Турмалин - самый красочный минерал и природный драгоценный камень на Земле.
Кианит
Кианит - это метаморфический минерал, используемый для производства фарфора, абразивных изделий и драгоценных камней.
Ванадинит
Ванадинит - важная руда ванадия и незначительный источник свинца.
Киноварь
Киноварь - единственная важная руда ртути. Используется в пигментах до тех пор, пока не будет выявлена его токсичность.
Родонит
Родонит - силикат марганца, используемый как второстепенная руда марганца и как драгоценный камень.
Азурит
Азурит - Используется как медная руда, пигмент, поделочный камень и драгоценный камень.
Чароит
Чароит - пурпурный силикатный минерал, обнаруженный только в России, используемый в качестве драгоценного камня.
Что такое минералы?
Минералы - это строительные блоки нашего общества. Мы используем изделия из них каждый день.
Циркон
Циркон - это первичная руда циркония и драгоценный камень, который доступен во многих цветах.
Серпентин
Серпентин - метаморфические породы, используемые в строительстве, архитектуре и гранильных работах.
Варисцит
Варисцит - минерал от желтовато-зеленого до голубовато-зеленого цвета. Он похож на бирюзу и огранен как драгоценный камень.
Лепидолит
Лепидолит - это слюда от розового до пурпурного цвета, используемая как литиевая руда и как драгоценный камень.
Don * t Go To Jail
Сборщики минералов должны знать правила удаления образцов из государственной и частной собственности.
Herkimer Diamonds
Herkimer Diamonds Кристаллы кварца с двойными концами, используемые в качестве образцов и драгоценных камней.
Твердомеры
Твердомеры - Испытайте твердость с помощью точных и простых в использовании твердомеров.
Минералоиды
Минералоиды - это аморфные неорганические твердые вещества естественного происхождения, не имеющие кристалличности.
Crystal Habit
Crystal Habit - это внешняя форма, отображаемая кристаллом или совокупностью кристаллов.
Рутил
Рутил - руда титана; источник оксида титана; вызывает звезды и глаза в драгоценных камнях.
Сподумен
Сподумен - это минерал пегматит, руда лития, а иногда и драгоценный камень.
Ильменит
Ильменит - первичная руда титана и источник большей части диоксида титана.
Tumbled Stones
Tumbled Stones - это камни, которые были округлены, сглажены и отполированы в каменном стакане.
Streak Test
Streak Test - это метод определения цвета минерала в порошкообразной форме.
Редкоземельные элементы
Редкоземельные элементы используются в сотовых телефонах, DVD, батареях, магнитах и многих других продуктах.
Молибденит
Молибденит - это первичная руда молибдена, которая используется в суперсплавах и в качестве смазочного материала.
Породообразующие минералы
Породообразующие минералы - большая часть земной коры * состоит из небольшого количества минералов.
Халькопирит
Халькопирит - важнейшая руда меди на протяжении более пяти тысяч лет.
Геологический словарь
Геологический словарь - содержит тысячи геологических терминов с их определениями.
Использование золота
Золото обладает уникальными свойствами, которые делают его одним из самых полезных минералов.
Geology Tools
Geology Tools - молотки, полевые сумки, ручные линзы, карты, кирки твердости, золотые кастрюли.
Рок-акробат
Рок-акробат - Все о рок-акробатике и рок-акробатике. Прочтите перед покупкой стакана.
Кислотный тест
Кислотный тест Геологи используют разбавленную соляную кислоту для определения карбонатных минералов.
Сказочные подарки
Сказочные подарки - Какие подарки в магазине Geology.com самые популярные?
Olivine Rain
Olivine Rain Spitzer Телескоп обнаружил дождь из кристаллов оливина на протозвезде HOPS-68.
Использование серебра
Использование серебра Большинство людей думают о ювелирных изделиях и монетах, но в основном серебро используется в промышленности.
Права на полезные ископаемые
Права на полезные ископаемые - Кому принадлежат полезные ископаемые под вашей землей? Кто хочет их покупать?
Пироксеновые минералы
Пироксены - это группа цепочечных силикатных минералов, обнаруженных в магматических и метаморфических породах.
Лимонит
Лимонит - аморфный оксид железа. Руда железа и пигмент с доисторических времен.
Триболюминесценция
Триболюминесценция - это вспышка, возникающая при трении, царапании или разрушении минерала.
Ручная линза
Ручная линза Складная лупа 10 крат в металлическом корпусе.Часто используемый лабораторный и полевой инструмент.
.
10 самых дорогих материалов на Земле
Задумывались ли вы, какие десять самых дорогих материалов на Земле? Мы прочесали Интернет, чтобы ответить на этот самый вопрос, как могли. Заранее просим вашего прощения, если мы что-то упустили, в конце концов, мы всего лишь люди.
Следующий список отсортирован по легко найденным ценам за грамм. В некоторых случаях цены за грамм рассчитывались исходя из текущих рыночных цен за карат. Другие поступают из источников современных материалов, которые действительно очень трудно производить.Некоторые из этих дорогих материалов являются результатом труда человека и высоких технологий, а другие можно найти в природе.
Итак, без лишних слов, давайте перейдем к этому, не так ли? Возможно, вы хотели бы подумать о некоторых материалах, прежде чем прокручивать страницу вниз? Подсказка, золото не входит в их число.
1. Антивещество
Стоимость за грамм: От 62,5 до 100 триллионов долларов
Антивещество - безусловно, самый дорогой материал на Земле. Хотя когда-либо производились только очень небольшие количества, в настоящее время нет возможности их хранить.Чтобы даже мечтать о том, чтобы «сделать это», требуются высокотехнологичные технологии, которые можно найти в таких местах, как ЦЕРН. Сегодня грамм антивещества продается примерно за 80 триллионов.
2. Эндоэдральные фуллерены
Стоимость за грамм: 160 миллионов долларов
Эндоэдральные фуллерены - это нормальные фуллерены с дополнительными атомами, ионами или кластерами внутри внутренних сфер. Самый первый комплекс лантана был создан в 1985 году. По сути, он представляет собой клетку из атомов углерода с атомом азота, заключенным внутри.У него могут быть приложения для высокоточных атомных часов.
В настоящее время существуют две разновидности: эндоэдральные металлофуллерены и фуллерены, легированные неметаллами.
3. Калифорний
Стоимость за грамм: От 10 до 27 миллионов долларов (от 10 до 27 долларов за микрограмм)
Ученые создают калифорний, бомбардируя кюрий альфа-частицами. Эта реакция создает радиоактивный химический элемент с атомным номером 98. В настоящее время известно десять известных изотопов.
Может помочь в лечении определенных форм рака, обнаруживая золото и серебро в рудах, а также остаточную нефть в почти истощенных резервуарах. Он может быть создан только человеком на Земле, но предполагается, что он будет создан при сверхновых. Неудивительно, что он стоит столько денег!
4. Бриллианты
Стоимость за грамм: от 55 000 до 108 000 долларов (идеальный, круглый, цвет D и чистота IF, 5 карат)
Природные бриллианты издавна ценились за их красоту и исключительную твердость.Фактически, это самое твердое вещество, известное на Земле, с оценкой 10 по шкале Мооса.
Эти белые камни выкованы в самых глубинах земной коры и верхней мантии и, как таковые, испытывали сильные температуры и давление. Их твердость дает им множество промышленных применений, но используются синтетические, а не натуральные алмазы. Искусственные эквиваленты также намного дешевле купить. Украшения с бриллиантами - одно из самых популярных среди людей.
Источник: Марио Сарто / Wikimedia Commons 5.Тритий
Стоимость за грамм: 30 000 фунтов стерлингов
Тритий выковывается в сердцах ядерных реакторов путем облучения металлического лития или литийсодержащих керамических камешков. Это также один из самых дорогих материалов на Земле. Это сверхтяжелый водород. Тритий также является ключевым компонентом, используемым в качестве топлива для некоторых видов ядерного оружия. Обычно он используется для «свечения в темноте» таких вещей, как стрелки часов.
Не бойтесь, бета-лучи, которые он производит, очень слабые и не могут проникнуть через кожу человека.При проглатывании тритий также имеет очень низкий риск для здоровья, хотя вам, вероятно, следует переосмыслить свою жизнь, если вы имеете привычку есть его.
6. Тааффеитовый камень
Стоимость за грамм: 20 000 долларов
Тааффеит - невероятно редкий драгоценный камень, который только недавно стал желанным для коллекционеров. Он имеет цветовой диапазон от красного до фиолетового, и считается, что существует менее десяти красных. Основной источник этих драгоценных камней находится в Танзании.
По-видимому, этот драгоценный камень настолько редок, что все обнаруженные могли бы заполнить полчашки.
Источник: DonGuennie (G-Empire The World Of Gems) / Wikimedia Commons 7. Солирис
Стоимость за грамм: 13 880 долларов
Солирис считается самым дорогим лекарством в мире. Он используется для лечения редких, опасных для жизни заболеваний, атипического гемолитико-уремического синдрома или аГУС. Это изнурительное заболевание поражает эритроциты и довольно неприятно.
Невероятно, но годовое лечение в Великобритании обойдется примерно в 340 200 фунтов стерлингов (около 450 000 долларов). Флакон на 300 мг стоит около 3150 фунтов стерлингов (4160 долларов США), что дает нам 10 500 фунтов стерлингов за грамм, указанные выше, что делает его одной из самых ценных вещей на Земле.
8. Грандидиерит
Стоимость за грамм: Более низкое качество около 10 000 долл. США
Далее, грандидиерит - очень редкий минерал и драгоценный камень. Если вам интересно, это боросиликат Mg-Al, который можно найти в метаморфических и плутонических породах.
Впервые он был обнаружен в 1902 году в южной части Мадагаскара французским исследователем Альфредом Грандидье. Он нашел его, изучая естественную историю Мадагаскара.
Источник: Wikimedia Commons 9. Painite
Стоимость за грамм: от 9000 до 300000 долларов
Котировочные цены варьируются от 9000 до 300000 долларов, при этом наиболее часто указывается значение 9K. Известно, что пейнит труднее всего обнаружить из всех редчайших минералов в мире.Впервые он был обнаружен в Бирме в 1950 году британским торговцем драгоценностями Артуром К. Д. Пейном.
В районе Могок в Мьянме были сделаны недавние открытия, которые могут принести больше этих прекрасных камней в будущем. Независимо от цены, они пользуются большим спросом.
Источник: Роб Лавински / Wikimedia Commons 10. Плутоний
Стоимость за грамм: Около 6000 долларов
Последним, но не менее значимым в нашем списке самых дорогих материалов на Земле является плутоний.В основном вы можете найти его в сердцевинах ядерных реакторов, но также его можно найти для питания спутников, которые нуждаются в длительном энергоснабжении. Его получают в результате ядерного распада урана, но его можно найти, хотя и редко, в естественных условиях. На их долю приходится около одной трети энергии ядерного деления,
Эту форму энергии можно использовать для космических путешествий. Например, зонд «Вояджер-1» оснащен платиновыми батареями, которые не выходят из строя и по сей день и рассчитаны на то, чтобы продолжать питать зонд до 2025 года.
Посмотрите это видео:
Финал word
Итак, десять самых дорогих материалов на Земле на сегодняшний день.Очевидно, что цены, вероятно, будут меняться с течением времени, поскольку будут найдены новые ресурсы или со временем изменится стоимость производства. В большинстве случаев, особенно на вещества искусственного происхождения, официальные цены очень трудно «прибить». Ясно, что цена на антивещество в ближайшее время не изменится.
Какой драгоценный материал вам больше всего нравится? Пожалуйста, оставляйте комментарии ниже.
Если вы хотите прочитать похожий контент, обязательно загляните в наш блог! Не забудьте поделиться им в социальных сетях и подписаться на нас в Twitter и Facebook!
Через: RicketyRocket, SomeInterestingFacts, BusinessInsider, TheRichest
.
Драгоценные металлы и другие важные для здоровья минералы
перейти к содержанию- Поиск
- Корзина
- Админ
Просмотр по теме
- Здоровье сердца «Назад
- Артериальное давление
- Холестерин
- Заболевание коронарной артерии
- Сердечный приступ
- Сердечная недостаточность
- Сердечные препараты
- Ход
- Разум и настроение «Назад
- Наркомания
- СДВГ для взрослых и детей
- Болезнь Альцгеймера и деменция
- Беспокойство
- Депрессия
- Улучшение памяти
- Психическое здоровье
- Позитивная психология
- Напряжение
- Боль «Назад
- Артрит
- Боль в спине
- Головная боль
- Замена сустава
- Другая боль
- Оставаться здоровым «Назад
- Старение
- Баланс и мобильность
- Диета и похудание
- Энергия и усталость
- Физические упражнения и фитнес
- Здоровое питание
- Физическая активность
- Скрининговые тесты для мужчин
Испытание на устойчивость к царапинам
Набор для определения твердости по Моосу: Набор для лабораторной шкалы твердости по Моосу, содержащий: (1) тальк; (2) гипс; (3) кальцит; (4) флюорит; (5) апатит; (6) ортоклаз; (7) кварц; (8) топаз; и (9) корунд. Алмаз не входит в состав большинства наборов, чтобы снизить стоимость. Кроме того, образец алмаза был бы настолько мал, что его нужно было бы закрепить в ручке, чтобы его можно было использовать. Приобретите набор для определения минеральной твердости.
Что такое шкала твердости Мооса?
Одним из наиболее важных тестов для идентификации образцов минералов является испытание на твердость по Моосу.Этот тест сравнивает стойкость минерала к царапинам десятью эталонными минералами, известными как шкала твердости Мооса (см. Таблицу слева). Тест полезен, потому что большинство образцов данного минерала имеют очень близкую твердость. Это делает твердость надежным диагностическим свойством для большинства минералов.
Фридрих Моос, немецкий минералог, разработал шкалу в 1812 году. Он отобрал десять минералов с совершенно разной твердостью, от очень мягкого (тальк) до очень твердого (алмаз).За исключением алмаза, все минералы относительно распространены, и их легко или недорого получить.
Сравнение твердости
«Твердость» - это устойчивость материала к царапинам. Испытание проводится путем размещения острого наконечника одного образца на немаркированной поверхности другого образца и попытки поцарапать его. Вот четыре ситуации, которые вы можете наблюдать при сравнении твердости двух образцов:
1.Если образец A может поцарапать образец B, то образец A тверже, чем образец B.
2. Если образец A не царапает образец B, то образец B тверже, чем образец A.
3. Если два образца равны по твердости, они будут относительно неэффективны при царапании друг друга. Могут появиться небольшие царапины, или может быть трудно определить, образовалась ли царапина.
4. Если образец A может быть поцарапан образцом B, но он не может быть поцарапан образцом C, тогда твердость образца A находится между твердостью образца B и образца C.
Испытание на твердость по Моосу: При проведении испытания поместите неизвестный образец на столешницу и крепко удерживайте его на месте одной рукой. Затем поместите точку эталонного образца на плоскую немаркированную поверхность неизвестного образца. Плотно прижмите эталонный образец к неизвестному и намеренно проведите им по плоской поверхности, сильно прижимая. Чтобы избежать травм, перетащите известный образец подальше от тела и параллельно пальцам, удерживающим неизвестный образец.
Методика испытания на твердость по Моосу
- Для начала найдите гладкую поверхность без царапин.
- Одной рукой плотно прижмите образец неизвестной твердости к столешнице, так чтобы испытуемая поверхность была открыта и доступна. Столешница поддерживает образец и помогает удерживать его неподвижно во время теста. (Если вы проводите этот тест за красивым столом, вам может потребоваться толстый кусок картона, толстая резиновая прокладка или лист другого материала, чтобы защитить поверхность от царапин.)
- Возьмите один из образцов стандартной твердости другой рукой и поместите острие этого образца на выбранную плоскую поверхность неизвестного образца.
- Плотно прижмите острие стандартного образца к неизвестному образцу и с сильным давлением проведите острием стандартного образца по поверхности неизвестного образца.
- Осмотрите поверхность неизвестного экземпляра. Смахните пальцем любые образовавшиеся фрагменты минералов или порошок.Поцарапала ли тест? Будьте осторожны, не перепутайте минеральный порошок или остатки с царапиной. Царапина - это отчетливая бороздка на минеральной поверхности, а не след на поверхности, который стирается. Используйте ручную линзу, чтобы хорошо рассмотреть, что произошло.
- Проведите тест еще раз, чтобы подтвердить свои результаты.
Твердость обычных минералов по Моосу |
Советы по измерению твердости по Моосу
- Список минералов в порядке их твердости может оказаться полезным.Если вы определите, что образец имеет твердость 4 по шкале Мооса, вы можете быстро получить список потенциальных минералов.
- Практика и опыт улучшат ваши способности при выполнении этого теста. Вы станете быстрее и увереннее.
- Если твердость неизвестного образца составляет около 5 или меньше, вы сможете поцарапать его без особых усилий. Однако, если твердость неизвестного образца составляет около 6 или выше, для создания царапины потребуется приложить определенное усилие.Для этих образцов крепко прижмите неизвестное к столу, поместите эталонный образец против него, твердо нажмите и решительно, затем, удерживая давление, медленно проведите эталонным образцом по поверхности неизвестного.
- Не дайте себя обмануть, если мягкий стандартный образец оставляет след на твердом неизвестном. Этот знак похож на то, что оставляет мел на доске. Он сотрет, не оставив царапины. Проведите пальцем по тестируемой поверхности.Если образовалась царапина, будет видна бороздка. Если следы стираются, значит, царапины не было. Проверьте наличие царапины с помощью ручной линзы.
- Некоторые твердые материалы также очень хрупкие. Если один из ваших образцов ломается или крошится, а не царапается, вам следует быть очень осторожными при проведении теста. Тестирование крошечных или зернистых образцов может быть трудным.
- Некоторые образцы содержат примеси. Если результаты вашего теста явно неубедительны, или если информация из вашего теста не соответствует другим свойствам, без колебаний проведите тест еще раз.Возможно, в один из ваших образцов попал небольшой кусочек кварца (или другой примеси).
- Не будь слабаком! Это очень распространенная проблема. Некоторые люди небрежно трут один образец о другой и затем ищут след. Тест проводится не так! Это делается одним медленным, решительным движением с сильным давлением с целью порезать царапину.
- Будьте осторожны! При тестировании мы бережно держим тестируемый камень, чтобы в случае соскальзывания отмычки в пальце не образовалась дыра.
- Когда мы проводим испытание на твердость, мы кладем на стол толстый лист плотного картона или резиновую прокладку, чтобы защитить его поверхность от царапин.
- Этот тест следует проводить на лабораторном столе или верстаке с прочной поверхностью или защитным покрытием. Не проводите такой тест на хорошей мебели.
- Проверьте крошечные частицы или зерна, поместив их между двумя частями минерала-индекса и соскребая их вместе. Если зерна тверже минерала-индекса, образуются царапины.Если зерна более мягкие, они размазываются.
Твердость обычных предметов
Некоторые люди используют несколько обычных объектов для испытания на твердость по Моосу в полевых условиях. Ноготь, медная монета, гвоздь, кусок стекла, лезвие ножа, стальной напильник, полосатая пластина и кусок кварца - обычные предметы, предлагаемые в некоторых учебниках геологии.
| ||||||||||||||||||
Идея заключается в том, что человек может быстро вытащить эти предметы из поясного ремня и выполнить испытание на твердость менее чем за минуту.Однако, если вы собираетесь использовать обычные предметы для определения твердости, настоятельно рекомендуется подтвердить твердость всех предметов в вашем наборе.
Мы проверили значения твердости предметов из "обычного полевого набора", предложенных в трех вводных учебниках геологии, и обнаружили, что некоторые из них сильно различаются.
Таким образом,
В приведенной выше таблице перечислены значения твердости, которые мы нашли в обычных элементах, предлагаемых для испытаний на твердость в полевых условиях - без проведения исчерпывающего поиска.
Инструменты для определения твердости по Моосу: Инструменты для измерения твердости просты в использовании. У них есть латунный щуп и «резец» из сплава, который используется для определения твердости. Поместите острие кирки на неизвестный образец и проведите им по поверхности. Он либо поцарапается, либо скользит по поверхности, либо оставит след металла. Они поставляются с твердостью 2 (пластиковое острие), 3 (медное острие) и от 4 до 9 (тщательно отобранные сплавы). Они отлично подходят для тестирования небольших образцов или для тестирования мелких зерен, внедренных в скалу.Эти отборы твердости доступны в магазине Geology.com.
Выбор твердости
Альтернативой использованию эталонных минералов для испытаний является набор «выборок твердости». Эти кирки имеют острые металлические наконечники, которые можно использовать для очень точного тестирования. Кирки обеспечивают гораздо больший контроль, а их острые концы можно использовать для проверки мелких минеральных зерен в породе.
Острые кирки можно использовать легко, и они либо оставляют царапины, если они тверже, чем исследуемый образец, либо оставляют после себя крошечную полосу металла, если они мягче.Изучите тестовый сайт с ручной линзой, чтобы увидеть результаты вашего теста.
Мы использовали кирки твердости и думаем, что они отлично справляются со своей задачей. Они проще в использовании и более точны, чем испытания на образцах. Когда они затупятся, их можно затачивать. Единственный Обратной стороной является их цена (около 80 долларов за комплект).
Тверже алмаза, мягче талька?
Алмаз - не самое твердое вещество из известных, но более твердые материалы встречаются гораздо реже.Исследователи сообщают, что вюрцит нитрид бора и лонсдейлит могут быть тверже алмаза. [1]
Вряд ли вы найдете минерал мягче талька. Однако некоторые металлы мягче. К ним относятся: цезий, рубидий, литий, натрий и калий. Вероятно, вам никогда не понадобится проверять их твердость. [2]
Сравнение твердости по шкале Мооса-Виккерса: На этой диаграмме сравнивается твердость минералов-индексов по шкале твердости Мооса (целочисленная шкала) с их твердостью по Виккерсу (непрерывная шкала).Твердость по Моосу - это устойчивость к царапинам, а твердость по Виккерсу - это устойчивость к вдавливанию под давлением. График показывает огромную разницу между твердостью корунда и алмаза по Виккерсу, которые отличаются друг от друга всего на одну единицу по шкале твердости Мооса.
Шкала твердости Мооса по сравнению с другими
Когда Фридрих Моос разработал свою шкалу твердости в 1812 году, информации о твердости минералов было очень мало. Он просто выбрал десять минералов разной твердости и произвольно разместил их по целочисленной шкале от 1 до 10.Это была относительная шкала, по которой минерал неизвестной твердости мог быть протестирован против группы из десяти индексных минералов, чтобы увидеть, где он находится на шкале.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
.
