user
கேள்வி: பூமியில் கிடைக்கும் கடினமான பொருள் எது?


assistant
பதில்:
பூமியில் கிடைக்கும் கடினமான பொருள் வைரம் ஆகும். 

வைரம் என்பது படிக நிலையில் உள்ள ஒரு கரிமம் ஆகும். பட்டைத் தீட்டிய வைரம் ஒளியை அழகோங்கச் சிதறச் செய்வதால் நகையணிகள், ஆபரணங்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றது. வைரம் நவரத்தினங்களுள் ஒன்றாகும். இயற்கையில் காணப்படும் யாவற்றினும் மிகவயிரம் (வயிரம்=உறுதி) நிறைந்த பொருள் இதுவாகும். 

ஒரு பொருளின் உறுதி அல்லது திண்மையை அளக்கும் அளவீட்டு முறையாகிய மோசின் திண்மை அளவுகோல் என்ற முறையின்படி வயிரத்தின் திண்மை எண் 10 ஆகும். இவ்வுறுதியின் அடிப்படையிலேயே வைரத்திற்குத் தமிழ்ப் பெயரும் அமைந்துள்ளது. வயிரம் என்பதில் இருந்து வைரம் என்னும் சொல் உண்டானது. இதன் மிகுகடினத்தன்மை காரணமாகத் தொழிலகங்களில் அறுத்தல் போன்ற பணிகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றது. கண்ணாடி போன்ற பொருள்களை வேண்டிய அளவு வெட்ட வைரம் பதித்த கீறும் கருவி பரவலாகப் பயன்படுகின்றது. அறிவியல் அறிஞர்கள் பல்வேறு முறைகளில் செயற்கையாகவும் வைரம் செய்து காட்டியுள்ளனர். இவைகள்தாம் பெரும்பாலும் தொழிலகக் கருவிகளில் பயன்படுகின்றன. 
ஆப்பிரிக்கக் கண்டத்தின் மத்திய மற்றும் தெற்குப் பகுதிகளிலேயே வைரம் பெருமளவிற் காணப்படுகிறது. கனடா, இந்தியா, பிரேசில், ரஷ்யா, ஆஸ்திரேலியா போன்ற நாடுகளிலும் வைரம் கிடைக்கிறது. ஆண்டுதோறும் ஏறத்தாழ 130 மில்லியன் காரட் (26,000 கிலோ கிராம்) வைரம் அகழ்ந்தெடுக்கப்படுகிறது.

வரலாறு:
பழங்காலத்தில் வைரம் இந்தியாவிலிருந்துதான் கிடைத்ததாகவும். தற்போது உலகில் 96% வைரம், தென்னாப்பிரிக்காவிலிருந்து கிடைக்கிறது. இப்போது இந்தியாவில், கோதாவரிக்கருகிலுள்ள சம்பல்பூரிலும், நிஜாமிலும், பல்லாரியிலும் வைரங்கள் கிடைக்கின்றன. இவை சுரங்கங்களிலல்லாமல் ஆற்றோரங்களிலும் ஆற்று மணலிலும் கிடைக்கின்றன. ஆற்று வைரங்களே சிறந்தவை ஆகும். சுரங்கங்களில் ஒருவகை நீலநிற மண்ணில் வைரம் காணப்படுகிறது. இந்த மண் மேலே கொண்டுவரப் பட்டுக் காற்றிலும் வெயிலிலும் உலர்ந்து தூளாகிறது.கரியும் மணலும் சேர்ந்து சிலிக்கன் கார்பைடைகளில் வைரம் காணப்படுகிறது. வைரங்கள் வெண்மையாக நிறமற்றுத்தான் உள்ளன. வைரங்களின் மூலம் எக்ஸ்-கதிர் ஒளி செல்வதில்லை.

வைரங்கள் முதலில் இந்தியாவில் கண்டறிந்து தோண்டி எடுக்கப்பட்டதாகக் கருதப்படுகிறது. வைரக்கல்லின் வண்டல் படிவு பென்னாறு, கிருஷ்ணா மற்றும் கோதாவரி ஆற்றுப் படுகைகளில் பல நூற்றாண்டுகளுக்கு முன்பு (குறைந்தது 3,000 ஆண்டுகள்) இருந்ததாக அறியப்படுகிறது.

வைரங்கள் பண்டைய இந்தியாவில் மதச் சின்னமாகப் பயன்படுத்தியதை அடுத்து ராசிக்கல்லாகக் கருதப்படுகிறது. வேலைப்பாட்டுக் கருவிகளில் அவற்றின் பயன்பாடு ஆரம்பகால மனித வரலாற்றில் இருந்தே இருக்கிறது.
அதிகரித்த தேவை, மேம்படுத்தப்பட்ட பட்டை தீட்டும் முறை மற்றும் பாலிஷ் நுட்பங்கள், உலக பொருளாதாரத்தில் வளர்ச்சி, புதுமையான மற்றும் வெற்றிகரமான விளம்பரப் பிரச்சாரங்களினால் வைரத்தின் புகழ் 19 ஆம் நூற்றாண்டு முதல் உயர்ந்துள்ளது.

1772 ஆம் ஆண்டில், அந்தோனி லெவாய்சர் ஆக்சிஜன் உள்ள சூழலில் உள்ள ஒரு வைரக் கல்லின் மீது சூரியக் கதிர்களை ஒரு லென்ஸ் பயன்படுத்தி விழச் செய்து, கார்பன் டை ஆக்சைடு மட்டுமே உருவாவதைக் காட்டி வைரமும் ஒரு வகை கார்பன் தான் என்று நிரூபித்தார். பின்னர் 1797 இல், ஸ்மித்ஸன் டெனன்ட் மீண்டும் அந்த சோதனையை விரிவுபடுத்தினார். வைரம் மற்றும் கிராஃபைட்டை எரியும் போது அவை ஒரே அளவு வாயு வெளியிடும் என்றதை விளக்கி இந்தப் பொருட்களின் இரசாயன சமானத்தை நிறுவினார்.

வைரங்களின் மிகப் பிரபலமான பயன்பாடு அலங்காரம். பழங்காலத்தில் இருந்தே இவ்வாறு பயன்படுத்தப்பட்டு வருகிறது. வெள்ளை ஒளியைச் சிதறல் அடைய செய்து நிறமாலை வண்ணங்களை வெளிப்படுத்துவது வைரத்தின் முதன்மைப் பண்பாகும். வைரத்தின் பொதுவான நான்கு பண்புகள் காரட், வெட்டு, நிறம், மற்றும் தெளிவு ஆகும் [8] ஒரு பெரிய, குறைபாடற்ற வைரம் பாரகான் என அறியப்படுகிறது.

இயல்பு:

கார்பனின் பௌதீக நிலைகள்- வெப்பநிலை, அமுக்கத்துக்கேற்ற படி மாறுபடல்.

வைரம் மற்றும் கிராஃபைட் கார்பனின் இரண்டு புறவேற்றுமைத்திரிவுகள் ஆகும். அதே தனிமத்தின் தூய வடிவம், ஆனால் அமைப்பு வேறுபடுகிறது
வைரம் விதிவிலக்கான பண்புகளைக் கொண்டிருப்பதால் அதற்குப் பல பயன்கள் உண்டு. குறிப்பிடத்தக்கவை அதன் தீவிரக் கடினத்தன்மை மற்றும் வெப்பம் கடத்தும் தன்மை (900–2320 W·m−1·K−1) , அத்துடன் பரந்த பட்டை இடைவெளி மற்றும் உயர் ஒளிச் சிதைவு . 1700 செல்சியஸ் (1973 கெல்வின் / 3583 F}}) க்கு மேல் வெற்றிடம் அல்லது ஆக்சிஜன் இல்லாத சூழலில், வைரம் கிராஃபைட்டாக மாறுகிறது ; இயற்கையில் வைரத்தின் அடர்த்தி 3.15g/cm3 இருந்து 3.53 g/cm3 வரை இருக்கும். தூய வைரத்தின் அடர்த்தி 3.52 g/cm3 இருக்க வேண்டும்.
 வைரத்தில் உள்ள கார்பன் அணுக்களின் இரசாயனப் பிணைப்பு கிராஃபைட்டை விட பலவீனமாக உள்ளது. கிராஃபைட்டில், அணுக்கள் ஒன்றன் மீது ஒன்று எளிதாகச் சரிய முடியும். அதனால் அதன் ஒட்டுமொத்தக் கட்டமைப்பு பலவீனமாக உள்ளது. அதேசமயம் வைரம் ஒரு நெகிழ்வற்ற முப்பரிமாண அணி அமையப்பெற்றுள்ளது.

கடினத்தன்மை:
ஒரு பொருளின் கடினத்தன்மை அதன் அரிப்பு எதிர்ப்புத் தன்மையைக் கொண்டு வரையறுக்கப்படுகிறது. கடினத்தன்மையின் அளவுகோலான மோவின் அளவுகோலில், வைரம் 10 ( மிகவும் கடினமான பொருள் )  எனக் குறிப்பிடப்படுகிறது. வைரத்தின் கடினத்தன்மை பழங்காலத்தில் இருந்தே அறியப்படுகிறது.

வைரத்தின் கடினத்தன்மை அதன் தூய்மை, படிக பூரணம், நோக்குநிலை ஆகியவற்றைப் பொறுத்தது. ஒரு சில வகை வைரங்களைப் போரான் நைட்ரைடு போன்ற பிற பொருட்களைக் கொண்டு வெட்ட முடியும். ஆனால் கடினமான வைரங்களை மற்ற வைரம் மற்றும் நானோகிரிஸ்டலின் வைரக் கூட்டின் மூலமே வெட்ட முடியும்.

மின் கடத்து திறன்:
வைரத்திற்குப் பல சிறப்புப் பயன்பாடுகள் உள்ளன அல்லது குறைகடத்தியாகப் பயன்படுத்துவது உட்பட சில புது பயன்பாடுகள் உருவாக்கப்பட்டு வருகின்றன. சில நீல வைரங்கள் இயற்கைக் குறைகடத்திகளாகச் செயல்படுகின்றன.
மாறாக வைரங்கள் சிறந்த மின்காப்புப்பொருள்களாகும். இந்த கடத்தும் திறன் மற்றும் நீல நிறம் போரான் அசுத்தத்தால் ஏற்படுகிறது.

கணிசமான கடத்துதிறன் இரசாயன ஆவி படிதல் முறையில் தயாரிக்கப்பட்ட வைரத்தில் காணப்படுகிறது. இந்த கடத்துதிறன் மேற்பரப்பில் பரப்பு ஹைட்ரஜன் தொடர்பான இனங்கள் ஈர்க்கப்படுவதால் ஏற்படுகிறது. அது வெம்மென் அல்லது பிற மேற்பரப்புச் சிகிச்சைகள் மூலம் நீக்க முடியும் .