Дијамант

Дијамант — цврста форма на елементот јаглерод со неговите атоми распоредени во кристална структура наречена дијамантски коцкест дијамант. Дијамантот е безвкусен, без мирис, силен, кршлив, безбоен во чиста форма, слаб спроводник на електрична енергија и нерастворлив во вода. Друга цврста форма на јаглерод позната како графит е хемиски стабилна форма на јаглерод на собна температура и притисок, но дијамантот е метастабилен и се претвора во него со занемарлива брзина под тие услови. Дијамантот има највисока тврдост и топлинска спроводливост од кој било природен материјал, својства што се користат во главните индустриски употреби како што се алатките за сечење и полирање.
Бидејќи распоредот на атомите во дијамантот е екстремно крут, малку видови нечистотии можат да го контаминираат (два исклучоци се бор и азот). Мал број дефекти или нечистотии (околу еден на милион атоми на решетка) можат да го обојат дијамантот во сина (бор), жолта (азот), кафеава (дефекти), зелена (изложеност на зрачење), виолетова, розова, портокалова или црвена боја. Дијамантот, исто така, има многу висок показател на прекршување и релативно високо оптичко расејување.
Поголемиот број на природни дијаманти имаат возраст помеѓу 1 милијарди и 3,5 милијарди години. Поголемиот дел од нив формирале на длабочини помеѓу 150 до 250 километри во Земјината обвивка, иако неколку дошле од длабочина од дури 800 километри. Под висок притисок и температура, течностите што содржат јаглерод раствориле разни минерали и ги замениле со дијаманти. Многу поскоро (пред стотици до десетици милиони години), тие биле однесени на површината преку вулкански избуви и таложени во магматски карпи познати како кимберлити и лампроити.
Синтетичките дијаманти можат да се одгледуваат од јаглерод со висока чистота под висок притисок и температури или од јаглеводородни гасови со хемиско таложење на пареа (CVD). Природните и синтетичките дијаманти најчесто се разликуваат со употреба на оптички техники или мерења на топлинска спроводливост.
Мерна единица за маса на дијамантот е каратот. Еден карат = 0,2 грама.
1 Етимологија, најрана употреба и откривање на составот
Името ''дијамант'' е изведено од |ἀδάμας (''adámas''), „правилен, непроменлив, нескршлив, нескротлив“, од ἀ- (''a-''), „не“ + |δαμάω (''дамао''), „да се надвладее, да се скроти“. Се смета дека дијамантите првпат биле препознаени и ископани во Индија, каде што значајни алувијални наслаги од каменот можеле да се најдат пред многу векови покрај реките Пенер, Кришна и Годавари. Дијамантите се познати во Индија најмалку 3.000 годин, но најверојатно 6.000години.
Дијамантите се ценети како скапоцени камења уште од нивната употреба како религиозни икони во древна Индија. Нивната употреба во алатките за гравирање, исто така, датира од раната човечка историја. Популарноста на дијамантите се зголемила во текот на 19 век поради зголемената понуда, подобрените техники на сечење и полирање, растот на светската економија и иновативните и успешни рекламни кампањи.
Во 1772 година, францускиот научник Антоан Лавоазје употребил леќа за да ги концентрира сончевите зраци врз дијамант во атмосфера со кислород и покажал дека единствениот производ од согорувањето е јаглерод диоксид, докажувајќи дека дијамантот е составен од јаглерод. Подоцна, во 1797 година, англискиот хемичар Смитсон Тенант го повторил и проширил тој експеримент.. Демонстрирајќи дека согорувањето на дијамантот и графитот ослободуваат иста количина гас, тој ја утврдил хемиската еквивалентност на овие супстанции.
2 Својства
Дијамантот има цврста форма на чист јаглерод со атоми распоредени во кристал. Цврстиот јаглерод се јавува во различни форми познати како алотропи, во зависност од видот на хемиската врска. Двата најчести алотропи на чист јаглерод се дијамантот и графитот. Кај графитот, врските се sp<sup>2</sup> орбитални хибриди и атомите се формираат во рамнини, при што секоја е врзана за три најблиски соседи, на растојание од 120 степени. Кај дијамантот, тие се sp<sup>3</sup> и атомите формираат тетраедарски, при што секоја е врзана за четири најблиски соседи. . Тетраедрите се крути, врските се силни и, од сите познати супстанции, дијамантот има најголем број атоми по единица волумен, поради што е и најтврд и најмалку компресибилен. Исто така, има висока густина, која се движи од 3150 до 3530 килограми на кубен метар (над три пати поголема од густината на водата) кај природните дијаманти и 3520 kg/ во чист дијамант.Кај графитот, врските помеѓу најблиските соседи се уште посилни, но врските меѓу паралелните соседни рамнини се слаби, па рамнините лесно се лизгаат една покрај друга. Така, графитот е многу помек од дијамантот. Сепак, посилните врски го прават графитот помалку запалив.
Дијамантите се употребуваат за многу намени поради исклучителните физички карактеристики на материјалот. Има највисока топлинска спроводливост и највисока брзина на звукот. Има ниска адхезија и триење, а коефициентот на топлинско ширење е исклучително низок. Неговата оптичка провидност се протега од далечното инфрацрвено до длабокото ултравиолетово зрачење и има високо оптичко расејување. Исто така, има висок електричен отпор. Хемиски е инертен, не реагира со повеќето корозивни супстанции и има одлична биолошка компатибилност.
2.1 Термодинамика
Рамнотежниот притисок и температурните услови за премин помеѓу графит и дијамант се теоретски и експериментално добро утврдени. Рамнотежниот притисок варира линеарно со температурата, помеѓу на и на оценки (тројна точка дијамант/графит/течност). Сепак, фазите имаат широк регион околу оваа линија каде што можат да коегзистираат. При стандардна температура и притисок, и , стабилната фаза на јаглеродот е графит, но дијамантот е метастабилен, со значајна кинетичка енергетска бариера што атомите мора да ја надминат за да ја достигнат пониската енергетска состојба, и неговата стапка на конверзија во графит е занемарлива, со временска скала од милиони до милијарди години. Сепак, на температури над околу , дијамантот брзо се претвора во графит. Експериментите покажале дека дијамантот, во присуство на поминува низ средна линеарна јаглеродна фаза.
Брзата замена на графит во дијамант бара притисоци далеку над линијата на рамнотежа: на , притисок од 35 GPa (околу 350.000 стандардни атмосфери).
Над тројната точка на графит-дијамант-течен јаглерод, точката на топење на дијамантот полека се зголемува со зголемување на притисокот, но при притисоци од стотици GPa, истата се намалува. При високи притисоци, силициумот и германиумот имаат BC8 коцкеста кристална структура центрирана на телото, а слична структура е предвидена и за јаглеродот при високи притисоци. На , се предвидува дека преминот ќе се случи во ..
Резултатите објавени во ''Nature Physics'' во 2010 година покажале дека, при ултра-високи притисоци и температури (околу 10 милион атмосфери или 1 TPa и 50.000 °C), дијамантот се топи во метална течност. Екстремните услови потребни за да се случи ова се присутни кај ледените џиновски планети Нептун и Уран, кои се составени од приближно 10% јаглерод и хипотетички би можеле да содржат океани од течен јаглерод. Бидејќи големи количини на метална течност можат да влијаат на магнетното поле, ова би можело да објасни зошто географските и магнетните полови на двете планети не се порамнети.
2.2 Кристална структура
Најчестата кристална структура на дијамантот се нарекува дијамантска коцкеста структура. Формирана е од единични ќелии (погледнете ја сликата) наредени заедно. Иако на сликата има 18 атоми, секој атом на аголот е поделен со осум единични ќелии, а секој атом во средината на површината е поделен со два, така што има вкупно осум атоми по единична ќелија. Должината на секоја страна на единичната ќелија е означена со ''a'' и е 3,567. ангстреми.
Растојанието на најблискиот сосед во дијамантската решетка е 1,732 ''a''/4 каде што ''a'' е константата на решетката, обично дадена во ангстремови како ''a'' = 3,567 Å, што е 0,3567 nm.
Дијамантската коцкеста решетка може да се смета за две меѓусебно проникливи коцкести решетки при што едната е поместена со од дијагоналата по должината на коцкестата ќелија, или како една решетка со два атома поврзани со секоја точка на решетката. Гледано од кристалографска насока , таа е формирана од слоеви наредени во повторувачки ABCABC ... модели. Дијамантите исто така можат да формираат ABAB ... структура, која е позната како шестаголен дијамант или лонсдалеит, но ова е многу поретко и се формира под различни услови од коцкестиот јаглерод..
2.3 Кристална навика
Дијамантите најчесто се јавуваат како еуедарски или заоблени октаедри и двојни октаедри познати како ''макли''. Бидејќи кристалната структура на дијамантот има коцкест распоред на атомите, тие имаат многу фасети што припаѓаат на коцка, октаедар, ромбикосидодекаедар, тетракис хексаедар или дисдијакис додекаедар. Кристалите можат да имаат заоблени и неискажливи рабови и можат да бидат издолжени. Дијамантите (особено оние со заоблени кристални површини) најчесто се наоѓаат обложени со ''nyf'', непроѕирна обвивка слична на гума. .
Некои дијаманти содржат непроѕирни влакна. Тие се нарекуваат ''непроѕирни'' доколку влакната растат од проѕирна подлога или ''фиброзни'' доколку го зафаќаат целиот кристал. Нивните бои се движат од жолта до зелена или сива, понекогаш со бели до сиви слични на облак. Нивната најчеста форма е коцкестата, но тие исто така можат да формираат октаедри, додекаедри или комбинирани форми. Структурата е резултат на бројни нечистотии со големини помеѓу 1 и 5 микрони. Овие дијаманти веројатно се формирале во кимберлитна магма и земале примероци од испарливите материи.
Дијамантите можат да формираат и поликристални агрегати. Имало неколку обиди да се класифицираат во групи со имиња како што се боарт, балас, стевартит и фрамезит, но не постои широко прифатен збир на критериуми.. Карбонадо, тип во кој зрната дијамант биле синтерувани (споени без топење со примена на топлина и притисок), е црн по боја и поцврст од монокристалниот дијамант. Никогаш не е забележан во вулканска карпа. Постојат многу теории за неговото потекло, вклучително и формирање во ѕвезда, но нема консензус..=
2 Својства
=
2.4.1 Тврдост
Дијамантот е најтврдиот материјал на квалитативната Мосова скала. За да се спроведе квантитативниот Викерсов тест за тврдост, примероци од материјали се удираат со пирамида со стандардизирани димензии со користење на позната сила - дијамантски кристал се употребува за пирамидата за да се овозможи тестирање на широк спектар на материјали. Од големината на добиената вдлабнатина, може да се одреди вредноста на Викерсовата тврдост за материјалот. Големата тврдост на дијамантот во однос на другите материјали е позната уште од старо време и претставува извор на неговото име. Ова не значи дека е бесконечно тврд, неуништлив или негребан. Всушност, дијамантите можат да бидат изгребани од други дијаманти и да се истрошат со текот на времето дури и од помеки материјали, како што се винил грамофони.
Тврдоста на дијамантот зависи од неговата чистота, кристална совршеност и ориентација: тврдоста е поголема за беспрекорните, чисти кристали кои се ориентирани во насоката &amp;lt;111&amp;gt; (по најдолгата дијагонала на коцкестата дијамантска решетка). Затоа, иако е можно да се изгребат некои дијаманти со други материјали, како што е бор нитрид, најтврдите дијаманти можат да се изгребат единствено од други дијаманти и нанокристални дијамантски агрегати.
Тврдоста на дијамантот придонесува за неговата погодност како скапоцен камен. Бидејќи може да се изгребе единствено од други дијаманти, тој го задржува својот сјај исклучително добро. За разлика од неколку други скапоцени камења, тој е погоден за секојдневно носење поради неговата отпорност на гребење - можеби придонесувајќи за неговата популарност како претпочитан скапоцен камен во свршеничките или венчалните прстени, кои често се носат секој ден.
Најтврдите природни дијаманти најчесто потекнуваат од полињата Копетон и Бингара, кои се наоѓаат во областа Нова Англија во Нов Јужен Велс, Австралија. Овие дијаманти се генерално мали, од совршени до полусовршени октаедри и се употребуваат за полирање на други дијаманти. Нивната тврдост е поврзана со формата кристален раст, што е едностепен раст на кристалите. Повеќето други дијаманти покажуваат повеќе докази за повеќе фази на раст, кои произведуваат инклузии, недостатоци и дефектни рамнини во кристалната решетка, што влијае на нивната тврдост. Можно е да се третираат обичните дијаманти под комбинација од висок притисок и висока температура за да се добијат дијаманти кои се поцврсти од дијамантите што се употребуваат во мерачите на тврдост.
Дијамантите го сечат стаклото, но ова не го распознава дијамантот позитивно бидејќи други материјали, како што е кварцот, исто така се наоѓаат над стаклото на Мосовата скала и исто така можат да го исечат. Дијамантите можат да ги изгребат другите дијаманти, но ова може да резултира со оштетување на едниот или двата камења. Тестовите за тврдост ретко се употребуваат во практичната гемологија поради нивната потенцијално деструктивна природа.Екстремната тврдост и високата вредност на дијамантот значат дека скапоцените камења обично се полираат бавно, употребувајќи макотрпни традиционални техники и поголемо внимание на деталите отколку што е случај со повеќето други скапоцени камења; овие имаат склонетост да резултираат со екстремно рамни, високо полирани фасети со исклучително остри рабови на фасетите. Дијамантите исто така поседуваат екстремно висок показател на прекршување и прилично висока варијанса. Земени заедно, овие фактори влијаат на целокупниот изглед на полиран дијамант и повеќето дијамантери сè уште се потпираат на вешта употреба на лупа за да ги идентификуваат дијамантите „со око“.
2.4.2 Цврстина
Донекаде поврзана со тврдоста е уште една механичка карактеристика, ''цврстината'', која претставува способноста на материјалот да се спротивстави на кршење од силен удар. Цврстината на природниот дијамант е измерена како 50–65 MPa·m<sup>1/2</sup>. Оваа вредност е добра во споредба со другите керамички материјали, но лоша во споредба со повеќето инженерски материјали како што се инженерските легури, кои обично покажуваат цврстина над 80MPa·m<sup>1/2</sup>. Како и со секој материјал, макроскопската геометрија на дијамантот придонесува за неговата отпорност на кршење. Дијамантот има рамнина на цепливост и затоа е покршлив во некои ориентации од други. Секачите на дијаманти го употребуваат овој атрибут за да расцепат некои камења пред да ги фасетираат (отстранување на дел од телото). „Јачината на удар“ е еден од главните индекси за мерење на квалитетот на синтетичките индустриски дијаманти.
2.4.3 Цврстина на истегнување
Дијамантот има цврстина на истегнување на притисок од 130–140GPa. Оваа исклучително висока вредност, заедно со тврдоста и проѕрноста на дијамантот, се причините зошто дијамантските наковални ќелии претставуваат главна алатка за експерименти со висок притисок. Овие ќелии достигнале притисоци од . Многу повисоки притисоци се можни со нанокристални дијаманти.
2.4.4 Растегливост и цврстина
Обично, обидот за деформирање на кристалот од дијамант во голем обем со затегнување или свиткување резултира со кршлив прелом. Меѓутоа, кога еднокристалниот дијамант е во форма на микро/наноскални жици или игли (~100–300нанометри во пречник, микрометри во должина), тие можат еластично да се истегнат до 9-10% напрегање без дефект, со максимално локално затегнувачко напрегање од околу , многу блиску до теоретската граница за овој материјал.
2.5 Електрична спроводливост
Постојат или се развиваат и други специјализирани употреби, вклучувајќи ја и употребата како полупроводници: некои сини дијаманти се природни полупроводници, за разлика од повеќето дијаманти, кои се одлични електрични изолатори. Спроводливоста и сината боја потекнуваат од нечистотија од бор. Борот ги заменува јаглеродните атоми во дијамантската решетка, покажувајќи дупка во валентниот појас.
Значителна спроводливост најчесто се забележува кај номинално неопрематизираниот дијамант одгледуван со хемиско таложење на пареа. Оваа спроводливост е поврзана со видови поврзани со водород адсорбирани на површината и може да се отстрани со жарење или други површински третмани..
Тенките дијамантни игли можат да се направат да го променат нивниот електронски енергетски јаз од нормалните 5,6 eV до близу нула со селективна механичка деформација..
Дијамантски плочки со висока чистота од 5 cm во пречник покажуваат совршен отпор во едната насока и совршена спроводливост во другата, што создава можност за нивна употреба за складирање на квантни податоци. Материјалот содржи само 3 делови на милион азот. Дијамантот е одгледан на скалеста подлога, што го елиминира пукањето..
2.6 Површинско својство
Дијамантите се природно липофилни и хидрофобни, кое значи дека површината на дијамантите не може да се навлажни со вода, но може лесно да се навлажни и да се залепи со масло. Ова својство може да се искористи за извлекување на дијаманти преку употреба на масло при производство на синтетички дијаманти. Меѓутоа, кога површините на дијамантите се хемиски создадени со одредени јони, се очекува тие да станат толку хидрофилни што можат да стабилизираат повеќе слоеви на воден мраз на температурата на човечкото тело.
Површината на дијамантите е делумно оксидирана. Оксидираната површина може да се намали преку топлинска обработка под проток на водород. Тоа значи дека оваа топлинска обработка делумно ги отстранува функционалните групи што содржат кислород. Но, дијамантите (sp<sup>3</sup>C) се нестабилни на висока температура (над околу ) под атмосферски притисок. Структурата постепено се менува во sp<sup>2</sup>C над оваа температура. Така, дијамантите треба да се редуцираат под оваа температура.
2.7 Хемиска стабилност
На собна температура, дијамантите не реагираат со никакви хемиски реагенси, вклучувајќи киселини и бази.
Во атмосфера со чист кислород, дијамантот има точка на палење која се движи од до ; помалите кристали имаат склонетост полесно да горат. Неговата температура се зголемува од црвена до бела топлина и гори со бледо син пламен, и продолжува да гори откако ќе се отстрани изворот на топлина. Спротивно на тоа, во воздух согорувањето ќе престане штом ќе се отстрани топлината бидејќи кислородот е разреден со азот. Бистар, беспрекорен, проѕирен дијамант е целосно претворен во јаглерод диоксид; сите нечистотии остануваат како пепел. Топлината генерирана од сечењето дијамант нема да го запали дијамантот, ниту пак запалката, , но домашните огништа и фенерите се доволно жешки. Златарите мора да бидат внимателни при обликување на металот во дијамантски прстен.
Дијамантски прав со соодветна големина на неговите зрна (околу 50микрони) гори со туш од искри по неговото палење. Следствено, може да се подготват пиротехнички композиции кои се основат на синтетички дијамантски прав. Добиените искри се со вообичаената црвено-портокалова боја, споредлива со јагленот, но покажуваат многу линеарна патека што се објаснува со нивната висока густина. Дијамантот реагира и со флуорен гас над околу .
2.8 Боја
Дијамантот има широк опсег од eV што одговара на длабоката ултравиолетова бранова должина од 225нанометри. Ова значи дека чистиот дијамант треба да пропушта видлива светлина и да изгледа како бистар безбоен кристал. Боите во дијамантот потекнуваат од дефекти на решетката и нечистотиите. Кристалната решетка на дијамантот е исклучително силна и единствено атоми на азот, бор и водород можат да се внесат во дијамантот за време на растот при значајни концентрации (до атомски проценти). Преминските метали никел и кобалт, кои најчесто се употребуваат за раст на синтетички дијаманти со техники на висок притисок и висока температура, биле откриени во дијамантот како поединечни атоми; максималната концентрација е 0,01% за никелот , а уште помалку за кобалтот. Практично секој елемент може да се внесе во дијамантот преку јонска имплантација.
Азотот е убедливо најчестата нечистотија која се наоѓа во скапоцените дијаманти и е одговорен за жолтата и кафеавата боја на дијамантите. Борот е одговорен за сината боја. Бојата во дијамантот има два дополнителни извори: зрачење (обично од алфа честички), кое ја предизвикува бојата кај зелените дијаманти, и пластично изобиличување на кристалната решетка на дијамантот. Пластичното изобиличување е причина за бојата кај некои кафеави и можеби розови и црвени дијаманти. Според редоследот на зголемување на реткоста, по жолтиот дијамант следува кафеав, безбоен, потоа син, зелен, црн, розов, портокалов, виолетов и црвен. „Црните“, или карбонадо, дијамантите не се навистина црни, туку содржат бројни темни состави кои им го даваат на скапоцените камења нивниот темен изглед. Обоените дијаманти содржат нечистотии или структурни дефекти што ја предизвикуваат обоеноста, додека чистите или речиси чистите дијаманти се проѕирни и безбојни. Повеќето дијамантски нечистотии заменуваат атом на јаглерод во кристалната решетка, познат како јаглеродна маана. Најчестата нечистотија, азотот, предизвикува мала до интензивна жолта боја во зависност од видот и концентрацијата на присутниот азот. Гемолошкиот институт на Америка (ГИА) ги класифицира жолтите и кафеавите дијаманти со ниска сатурација како дијаманти во ''нормалниот опсег на бои'' и применува скала за оценување од „D“ (безбојни) до „Z“ (светло жолти). Жолтите дијаманти со висока сатурација на бојата или различна боја, како што се розова или сина, се нарекуваат дијаманти ''со фенси боја'' и спаѓаат под различна скала за оценување.
Во 2008 година, дијамантот Вителсбах, од 35,56 карати (7,112), син дијамант некогашен му припаѓал на кралот на Шпанија, бил продаден за над 24 милиони американски долари на аукција на Кристи. Во мај 2009 година, 7,03 каратниот сини дијамант ја достигнал највисоката цена по карат некогаш платена за дијамант кога бил продаден на аукција за 10,5 милиони швајцарски франци (6,97 милиони евра, или 9,5 милиони американски долари во тоа време). Сепак, тој рекорд бил соборен истата година: 5 каратен живописен розов дијамант бил продаден за 10,8 милиони американски долари во Хонг Конг на 1 декември 2009 година.
2.9 Јасност
Јасноста е една од четирите карактеристики која помага во распознавањето на квалитетот на дијамантите. Гемолошкиот институт на Америка (ГИА) развил 11 скали за јасност за да го одреди квалитетот на дијамантот за неговата продажна вредност. Скалата за јасност на ГИА се протега од беспрекорен (FL) до вклучен (I) со внатрешно беспрекорен (IF), многу, многу малку вклучен (VVS), многу малку вклучен (VS) и малку вклучен (SI) помеѓу. Нечистотиите во природните дијаманти се должат на присуството на природни минерали и оксиди. Скалата за јасност го оценува дијамантот врз основа на бојата, големината, локацијата на нечистотијата и количината на јасност видлива под 10x зголемување. Вклучувањата во дијамантот може да се извлечат со оптички методи. Процесот е да се направат слики пред подобрување, идентификувајќи го делот за отстранување на вклучувањето и конечно отстранување на фасетите.
2.10 Флуоресценција
Помеѓу 25% и 35% од природните дијаманти покажуваат одреден степен на флуоресценција кога се испитуваат под невидлива долгобранова ултравиолетова светлина или извори на зрачење со повисока енергија како што се Х-зраци и ласери. Светлото нема да предизвика флуоресценција на дијамантот. Дијамантите можат да флуоресцираат во различни бои, вклучувајќи сина (најчеста), портокалова, жолта, бела, зелена и многу ретко црвена и виолетова. Иако причините не се добро познати, се смета дека варијациите во атомската структура, како што е бројот на присутни атоми на азот, придонесуваат за феноменот.
2.11 Топлинска спроводливост
Дијамантите можат да се распознаат по нивната висока топлинска спроводливост (900–). Нивниот висок показател на прекршување е исто така индикативен, но и другите материјали имаат слична прекршливост.
3 Геологија
Дијамантите се исклучително ретки, со концентрации од најмногу делови на милијарда во изворните карпи. Пред 20 век, поголемиот број на дијаманти се наоѓале во алувијални наслаги. Лабави дијаманти се наоѓаат и по постојните и античките крајбрежја, каде што имаат склонетост да се акумулираат поради нивната големина и густина.Ретко се пронајдени во глацијални карпи (особено во Висконсин и Индијана), но овие наоѓалишта не се од комерцијален квалитет. Овие типови на наслаги биле добиени од локализирани магматски интрузии преку атмосферски влијанија и пренос со ветер или вода.
Повеќето дијаманти доаѓаат од Земјината обвивка, а поголемиот дел од овој дел ги разгледува тие дијаманти. Сепак, постојат и други извори. Некои блокови од кората, или тераните, биле закопани доволно длабоко како што кората се згуснувала, па затоа доживеале метаморфизам под ултра висок притисок. Тие имаат рамномерно распределени ''микродијаманти'' кои не покажуваат знаци на пренос од страна на магмата. Покрај тоа, кога метеоритите ќе ја погодат земјата, ударниот бран може да произведе доволно високи температури и притисоци за да се формираат ''микродијаманти'' и ''нанодијаманти''. Микродијамантите од ударен тип можат да се употребат како показател за антички ударни кратери. Ударната структура на Попигај во Русија може да го има најголемото наоѓалиште на дијаманти во светот, проценето на трилиони карати, и формирано од удар на астероид.
Честа заблуда е дека дијамантите се формираат од високо компресиран јаглен. Јагленот се формира од закопани праисториски растенија, а поголемиот број на дијаманти кои се датирани се многу постари од првите виши растенија. Можно е дијамантите да се формираат од јаглен во зони на подвлекување, но дијамантите формирани на овој начин се ретки, а изворот на јаглерод е поверојатно карбонатни карпи и органски јаглерод во седименти, отколку јаглен.
3.1 Површинска распределба
Дијамантите се далеку од рамномерно распоредени низ Земјата. Едно правило познато како Клифордово правило кажува дека тие речиси секогаш се наоѓаат во кимберлити на најстариот дел од кратоните, стабилните јадра на континентите со типична возраст од 2,5 милијарди години или повеќе. Сепак, постојат исклучоци. Рудникот за дијаманти Аргајл во Австралија, најголемиот производител на дијаманти по тежина во светот, се наоѓа во ''подвижен појас'', познат и како ''ороген појас'',послаба зона околу средишниот кратон кој претрпел компресивна тектоника. Наместо кимберлит, карпата домаќин е лампроит. Лампроити со дијаманти кои не се економски одржливи се наоѓаат и во Соединетите Американски Држави, Индија и Австралија. Покрај тоа, дијамантите во појасот Вава во Канада и микродијамантите во островскиот лак на Јапонија се наоѓаат во еден вид карпа наречена лампрофир.
Кимберлитите може да се пронајде во тесни (1 до 4 метри) насипи и прагови, како и во цевки со пречник што се движи од околу 75 м до 1,5 км. Свежата карпа е темно синкаво-зелена до зеленикаво-сива, но по изложеноста брзо станува кафеава и се распаѓа. Тоа е хибридна карпа со мешавина од мали минерали и фрагменти од карпи (класти) до големина на лубеници. Тие се мешавина од ксенокристали и ксенолити (минерали и карпи донесени од долната кора и мантија), парчиња површинска карпа, изменети минерали како што е серпентинот и нови минерали што кристализирале за време на ерупцијата. Текстурата варира со длабочина. Составот формира континуум со карбонатити, но вторите имаат премногу кислород за јаглеродот да постои во чиста форма. Наместо тоа, тој е заклучен во минералот калцит.
Сите три карпи кои содржат дијаманти (кимберлит, лампроит и лампрофир) немаат одредени минерали (мелилит и калсилит) кои се некомпатибилни со формирањето на дијаманти. Кај кимберлитот, оливинот е голем и впечатлив, додека лампроитот има тифлогопит, а лампрофирот има биотит и амфибол. Сите тие се добиени од типови магма кои брзо еруптираат од мали количини на стопен материјал, се богати со испарливи материи и магнезиум оксид и се помалку оксидирачки од почестите мантилни стопени материјали како што е базалтот. Овие карактеристики им овозможуваат на стопените материјали да ги носат дијамантите на површината пред да се растворат.
3.2 Истражување
Кимберлитните цевки може да бидат тешки за наоѓање. Тие брзо се распаѓаат (во рок од неколку години по експозицијата) и имаат склонетост да имаат понизок топографски релјеф од околните карпи. Доколку се видливи во ископувањата, дијамантите никогаш не се видливи бидејќи се толку ретки. Во секој случај, кимберлитите често се покриени со вегетација, седименти, почви или езера. Во современите истражувања, геофизичките методи како што се аеромагнетни истражувања, електрична отпорност и гравиметрија, помагаат да се распознаат ветувачки региони за истражување. Ова е потпомогнато од изотопско датирање и моделирање на геолошката историја. Потоа, геодетите мора да заминат во областа и да соберат примероци, барајќи фрагменти од кимберлит или ''индикаторски минерали''. Вторите имаат состави што ги одразуваат условите каде што се формираат дијамантите, како што се екстремно осиромашување на топењето или висок притисок во еклогитите. Сепак, индикаторските минерали можат да бидат погрешни; подобар пристап е геотермобарометријата, каде што составите на минералите се анализираат како да се во рамнотежа со плаштовите минерали.
Пронаоѓањето кимберлити бара упорност, а само мал дел содржи дијаманти кои се комерцијално одржливи. Единствените поголеми откритија од околу 1980 година се наоѓаат во Канада. Бидејќи постојните рудници имаат животен век од само 25 години, во иднина може да се очекува недостиг од нови природни дијаманти.
3.3 Возраст
Дијамантите се датираат со анализа на инклузии употребувајќи го распаѓањето на радиоактивни изотопи. Во зависност од елементарните застапености, може да се погледне распаѓањето на рубидиум во стронциум, самариум во неодимиум, ураниум во олово, аргон-40 во аргон-39 или рениум во осмиум. Оние што се наоѓаат во кимберлитите имаат возраст од 1 до 3,5 милијарди години, а може да има повеќе возрасти во истиот кимберлит, што укажува на повеќекратни епизоди на формирање на дијаманти. Самите кимберлити се многу помлади. Поголемиот дел од нив имаат возраст помеѓу десетици милиони и 300 милиони години, иако постојат некои постари исклучоци (Аргајл, Премиер и Вава). Така, кимберлитите се формирале независно од дијамантите и служеле само за нивно пренос на површината. . Кимберлитите се исто така многу помлади од кратоните низ кои еруптирале. Причината за отсуството на постари кимберлити е непозната, но покажува дека имало одредена промена во хемијата на мантиите или тектониката. Ниту еден кимберлит не еруптирал во човечката историја.
3.4 Потекло во мантија
Поголемиот дел од дијамантите со квалитет на скапоцени камења доаѓаат од длабочина од 150–250 км во литосферата . Ваквите длабочини се јавуваат под кратоните во ''мантиските кили'', најдебелиот дел од литосферата. Овие региони имаат доволно висок притисок и температура за да овозможат формирање на дијаманти и тие не конвектираат, па затоа дијамантите можат да се чуваат милијарди години сè додека ерупција на кимберлит не ги земе примероците.
Домашните карпи вклучуваат харцбургит и лерзолит, два вида перидотит. Најдоминантниот тип карпа во горната мантија, перидотитот, е магматска карпа која се состои претежно од минералите оливин и пироксен; има малку силициум диоксид и многу магнезиум. Сепак, дијамантите во перидотитот ретко го преживуваат патувањето до површината. Друг вообичаен извор што ги одржува дијамантите недопрени е еклогит, метаморфна карпа која обично се формира од базалт кога океанската плоча се нурнува во мантијата во зоната на подвлекување.
Помал дел од дијамантите (проучени се околу 150) доаѓаат од длабочини од 330–660 км, регион што го вклучува преодниот слој. Тие се формирале во еклогит, но се разликуваат од дијамантите со поплитко потекло по вклучувањата на мајорит (форма на гранат со вишок силициум). Сличен дел од дијамантите доаѓа од долниот мантил на длабочини помеѓу 660 и 800 км.
Дијамантот е термодинамички стабилен при висок притисок и температура, при што фазниот премин од графитот се случува на повисоки температури како што се зголемува притисокот. Така, под континентите станува стабилен на температури од 950степени целзиусови и притисок од 4,5 гигапаскали, што одговара на длабочини од 150километри или повеќе. Во субдукциските зони, кои се постудени, станува стабилен на температури од 800 °C и притисок од 3,5гигапаскали. На длабочини поголеми од 240 километри, присутни се метални фази железо-никел и јаглеродот веројатно е растворен во нив или во форма на карбиди. Така, подлабокото потекло на некои дијаманти може да одразува необични средини за раст.
Во 2018 година, првите познати природни примероци од фазата на мраз наречена Мраз VII биле пронајдени како инклузии во примероци од дијаманти. Инклузиите се формирале на длабочини помеѓу 400 и 800 километри, кои се протегаат низ горниот и долниот мантил, и даваат докази за течност богата со вода на овие длабочини.
3.5 Јаглероден извор
Мантијата има приближно една милијарда гигатони јаглерод (за споредба, атмосферско-океанскиот систем има околу 44.000 гигатони). Јаглеродот има два стабилни изотопи, <sup>12</sup>C и <sup>13</sup>C, во сооднос од приближно 99:1 по маса. Овој сооднос има широк опсег кај метеоритите, што покажува дека многу варирал и во раната Земја. Може да се измени и со површински процеси како што е фотосинтезата. Уделот генерално се споредува со стандарден примерок користејќи сооднос δ<sup>13</sup>C изразен во делови на илјада. Вообичаените карпи од мантијата како што се базалтите, карбонатитите и кимберлитите имаат соодноси помеѓу -8 и -2. На површината, органските седименти имаат просек од -25, додека карбонатите имаат просек од 0.
Популациите на дијаманти од различни извори имаат распределба на δ<sup>13</sup>C што значително варира. Перидотитските дијаманти се претежно во рамките на типичниот опсег на мантија; еклогитските дијаманти имаат вредности од -40 до +3, иако врвот на распределбата е во опсегот на мантија. Оваа варијабилност покажува дека тие не се формирани од јаглерод кој е ''првобитен'' (кој престојува во мантија уште од формирањето на Земјата). Наместо тоа, тие се резултат на тектонски процеси, иако (со оглед на возраста на дијамантите) не мора да бидат истите тектонски процеси кои дејствуваат во сегашноста. Јаглеродот кој формира дијаманти потекнува од горните 700 километри (430 ми) или приближно толку од горниот мантил најблиску до површината, познат како астеносфера.
3.6 Формирање и раст
Употребувајќи сонди како што се поларизирана светлина, фотолуминисценција и катодолуминисценција, кај дијамантите може да се разликуваат серија зони на раст. Карактеристичниот модел кај дијамантите од литосферата вклучува речиси концентрична серија зони со многу тенки осцилации во луминисценцијата и наизменични епизоди каде што јаглеродот се впива од течноста, а потоа повторно расте. Дијамантите од под литосферата имаат понеправилна, речиси поликристална текстура, што ги одразува повисоките температури и притисоци, како и пренос на дијамантите преку струење.
3.7 Пренос до површината
Геолошките докази го поддржуваат моделот во кој кимберлитната магма се крева со брзина од 4-20 метри во секунда, создавајќи нагорна патека преку хидраулично дробење на карпата. Како што се намалува притисокот, парната фаза се ослободува од магмата, а тоа помага магмата да остане течна. На површината, почетната ерупција експлодира низ пукнатини со голема брзина над . Потоа, при помал притисок, карпата еродира, формирајќи цевка и произведувајќи фрагментирана карпа. Како што ерупцијата се намалува, се јавува пирокластична фаза, а потоа метаморфизмот и хидратацијата создаваат серпентинити.
3.8 Двојни дијаманти
Во ретки случаи, биле пронајдени дијаманти кои содржат празнина во која се наоѓа втор дијамант. Првиот двоен дијамант, Матрјошката, бил пронајден воАлроса, Јакутија, Русија, во 2019 година. Друг бил пронајден на полето за дијаманти Елендејл во Западна Австралија во 2021 година.
3.9 Во вселената
Иако дијамантите на Земјата се ретки, во вселената тие се многу чести . Кај метеоритите, околу три проценти од јаглеродот е во форма на нанодијаманти, со пречник од неколку нанометри. Доволно мали дијаманти можат да се формираат во студот на вселената бидејќи нивната пониска површинска енергија ги прави постабилни од графитот. Изотопските потписи на некои нанодијаманти укажуваат дека се формираат надвор од Сончевиот систем во ѕвездите.
Експериментите со висок притисок предвидуваат дека големи количини дијаманти кондензираат од метан во „дијамантски дожд“ на ледените џиновски планети Уран и Нептун. Некои екстрасоларни планети може да бидат речиси целосно составени од дијамант.
Дијамантите може да постојат во ѕвезди богати со јаглерод, особено во бели џуџиња. Една теорија за потеклото на карбонадо, најцврстата форма на дијамант, е дека потекнува од бело џуџе или супернова. Дијамантите формирани во ѕвездите можеби биле првите минерали.
4 Индустрија
Најпознатите употреби на дијамантите денес се како скапоцени камења што се употребуваат за украсување и како индустриски абразиви за сечење тврди материјали. Пазарите за дијаманти од скапоцен и индустриски квалитет ги вреднуваат дијамантите различно.
4.1 Дијаманти од скапоцени камења
Расејувањето на белата светлина во спектрални бои е примарна гемолошка карактеристика на дијамантите. Во 20 век, експертите по гемологија развиле методи за оценување на дијамантите и другите скапоцени камења врз основа на карактеристиките кои се најважни за нивната вредност како скапоцен камен. Четири карактеристики, неформално познати како ''четирите''''Cs'', денес најчесто се употребуваат како основни описи на дијамантите: тоа се нивната маса во ''карати'' (карат еднаков на 0,2грамови), ''сечење'' (квалитетот на сечењето се оценува според пропорции, симетрија и полирање), ''боја'' (колку е блиску до бела или безбојна и ''чистота'' (колку е ослободен од инклузии). Голем, беспрекорен дијамант е познат како парагон.
Постои голема трговија со дијаманти од скапоцени камења. Иако поголемиот борј на дијаманти од скапоцени камења се продаваат новополирани, постои добро воспоставен пазар за препродажба на полирани дијаманти (на пр. заложни куќи, аукции, продавници за накит од втора рака, дијамантери, берзи итн.). Еден белег на трговијата со дијаманти со квалитет на скапоцени камења е нејзината извонредна концентрација: трговијата на големо и сечењето дијаманти е ограничена единствено на неколку места; во 2003 година, 92% од дијамантите во светот биле сечени и полирани во Сурат, Индија. Други важни центри за сечење и трговија со дијаманти се дијамантскиот округ Антверпен во Белгија, каде што се наоѓа Меѓународниот гемолошки институт, Лондон, Дијамантскиот округ во Њујорк, Берзански дијаманнтски округ во Тел Авив и Амстердам. Еден фактор што придонесува е геолошката природа на дијамантските наоѓалишта: неколку големи примарни рудници за кимберлитни цевки сочинуваат значителен дел од пазарниот удел (како што е рудникот Џваненг во Боцвана, кој е еден голем рудник што може да произведе помеѓу 12,500,000 и 15,000,000 карати дијаманти годишно ).
Производството и распространувањето на дијаманти е во голема мера консолидирано во рацете на неколку клучни играчи и концентрирано во традиционалните центри за трговија со дијаманти, од кои најважен е Антверпен, каде што се обработуваат 80% од сите необработени дијаманти, 50% од сите обработени дијаманти и повеќе од 50% од сите необработени, обработени и индустриски дијаманти заедно. Ова го прави Антверпен де факто „''светска престолнина на дијамантите''“. . Градот Антверпен е исто така домаќин на Антверпенската Берза за дијаманти, создадена во 1929 година за да стане првата и најголема берза за дијаманти посветена на необработени дијаманти. Друг важен центар за дијаманти е Њујорк, каде што се продаваат речиси 80% од светските дијаманти, вклучувајќи ги и аукциските продажби.
Компанијата „Де Бирс“, како најголема светска компанија за рударство на дијаманти, има доминантно место во индустријата, и тоа го прави уште од нејзиното основање во 1888 година од страна на британскиот бизнисмен Сесил Родс. „Де Бирс“ моментално е најголемиот светски оператор на производствени капацитети (рудници) за дијаманти и дистрибутивни канали за дијаманти со квалитет на скапоцени камења. Компанијата за трговија со дијаманти е подружница на „Де Бирс“ и продава необработени дијаманти од рудници управувани од „Де Бирс“. „Де Бирс“ и нејзините подружници поседуваат рудници кои произведуваат околу 40% од годишното светско производство на дијаманти. Во поголемиот дел од 20 век, над 80% од необработените дијаманти во светот поминале низ „Де Бирс“, но до 2001-2009 година бројката се намалила на околу 45%, а до 2013 година пазарниот удел на компанијата дополнително се намалил на околу 38% во вредност, а уште помалку во обем. „Де Берс“ го продал огромното мнозинство од своите залихи од дијаманти кон крајот на 1990-тите - почетокот на 2000-тите, а остатокот во голема мера претставува работен фонд (дијаманти што кои сортираат пред продажба). Ова било добро документирано во печатот , но останува малку познато за пошироката јавност.
Како дел од намалувањето на своето влијание, „Де Бирс“ се повлекол од купување дијаманти на отворен пазар во 1999 година и на крајот на 2008 година престанал да купува руски дијаманти ископани од најголемата руска компанија за дијаманти „Алроса“ . Во јануари 2011 година, „Де Бирс“ навел дека продава дијаманти единствено од следниве четири земји: Боцвана, Намибија, Јужна Африка и Канада.. Освен „Алроса“, други важни компании за рударство на дијаманти се „БХП“, која е најголемата рударска компанија во светот; „Рио Тинто“, сопственик на рудниците за дијаманти „Аргајл“ (100%), „Дијавик“ (60%) и „Мурова“ (78%); и „Петра Дајмондс“, сопственик на неколку големи рудници за дијаманти во Африка.
Понатаму во синџирот на снабдување, членовите на Светската берзанска федерација за дијаманти (СБФД) дејствуваат како медиум за трговија на големо со дијаманти, тргувајќи со полирани и необработени дијаманти. СБФД се состои од независни берзи за дијаманти во големи центри за сечење како што се Тел Авив, Антверпен, Јоханесбург и други градови низ САД, Европа и Азија. Во 2000 година, СБФД и Меѓународното здружение на производители на дијаманти го основале Светскиот совет за дијаманти за да се спречи трговијата со дијаманти што се користат за финансирање на војна и нехумани дела. Дополнителните активности на СБФД вклучуваат спонзорирање на Светскиот конгрес за дијаманти на секои две години, како и основање на Меѓународниот совет за дијаманти (МСД) за надгледување на оценувањето на дијамантите.
Откако ќе бидат купени од Sightholders (што е термин за заштитен знак што се однесува на компаниите што имаат тригодишен договор за снабдување со Компанијата за трговија со дијаманти), дијамантите се сечат и полираат како подготовка за продажба како скапоцени камења („индустриските“ камења се сметаат за спореден производ на пазарот на скапоцени камења; тие се користат за абразиви). Сечењето и полирањето на необработени дијаманти е специјализирана вештина што е концентрирана на ограничен број места низ целиот свет. Традиционалните центри за сечење дијаманти се Антверпен, Амстердам, Јоханесбург, Њујорк и Тел Авив. Неодамна, центри за сечење дијаманти биле основани во Кина, Индија, Тајланд, Намибија и Боцвана. Центрите за сечење со пониска цена на работна сила, особено Сурат во Гуџарат, Индија, обработуваат поголем број дијаманти со помали карати, додека помалите количини на поголеми или повредни дијаманти е поверојатно да се обработуваат во Европа или Северна Америка. Неодамнешната експанзија на оваа индустрија во Индија, која вработува работна сила со ниска цена, овозможила помалите дијаманти да се подготвуваат како скапоцени камења во поголеми количини отколку што претходно било економски изводливо.
Дијамантите подготвени како скапоцени камења се продаваат на берзи за дијаманти наречени ''берзи''. Во светот има 28 регистрирани берзи за дијаманти. Берзите се последниот строго контролиран чекор во синџирот на снабдување со дијаманти; трговците на големо, па дури и трговците на мало, можат да купат релативно мали серии дијаманти на берзите, по што тие се подготвени за конечна продажба на потрошувачот. Дијамантите можат да се продаваат веќе поставени во накит или да се продаваат ненаместени. Според Рио Тинто, во 2002 година произведените и пуштени на пазарот дијаманти биле проценети на 9 милијарди американски долари како необработени дијаманти, 14 американски милијарди долари откако биле исечени и полирани, 28 американски милијарди долари во големопродажба на дијамантски накит и 57 американски милијарди долари во малопродажба.
4.1.1 Сечење
Ископаните необработени дијаманти се претвораат во скапоцени камења преку повеќестепен процес наречен „сечење“. Дијамантите се исклучително тврди, но исто така и кршливи и можат да се расцепат со еден удар. Затоа, сечењето дијаманти традиционално се смета за деликатна постапка која бара вештини и талент, научно знаење, алатки и искуство. Нејзината крајна цел е да се произведе фацетиран скапоцен камен каде што специфичните агли меѓу фасетите би го оптимизирале сјајот на дијамантот, односно распрснувањето на белата светлина, додека бројот и површината на фасетите би ја одредиле тежината на финалниот производ. Намалувањето на тежината при сечењето е значајно и може да биде од редот на 50%. Се разгледуваат неколку можни облици, но конечната одлука често се одредува не само од научни, туку и од практични размислувања. На пример, дијамантот може да биде наменет за изложување или за носење, во прстен или ѓердан, поделен или опкружен со други скапоцени камења со одредена боја и облик. Некои од нив може да се сметаат за класични, како што се тркалезни, крушевидни, маркизни, овални, срцевидни дијаманти итн. Некои од нив се посебни, произведени од одредени компании, на пример, дијаманти Phoenix, Cushion, Sole Mio итн..
Најдолготрајниот дел од сечењето е подготвителелната анализа на грубиот камен. Таа треба да одговори на голем број проблеми, носи голема одговорност и затоа може да трае со години во случај на уникатни дијаманти. Се земаат предвид следниве проблеми:
* Тврдоста на дијамантот и неговата способност за сечење во голема мера зависат од ориентацијата на кристалот. Затоа, кристалографската структура на дијамантот која треба да се сече се анализира со употреба на дифракција на Х-зраци за да се изберат оптималните насоки на сечење.
* Поголемиот дел од дијамантите содржат видливи недијамантски инклузии и кристални недостатоци. Сечачот треба да одлучи кои недостатоци треба да се отстранат со сечењето, а кои можат да се задржат.
* Сечењето дијамант со чекан е тешко, добро пресметан, аголен удар може да го исече дијамантот, парче по парче, но може да го уништи и самиот дијамант. Алтернативно, може да се сече со дијамантска пила, што е посигурен метод..
По почетното сечење, дијамантот се обликува во бројни фази на полирање. За разлика од сечењето, кое е одговорна, но брза операција, полирањето го отстранува материјалот со постепена ерозија и одзема многу време. Техниката која е поврзана со тоа денес е добро развиена; се смета за рутина и може да ја извршат и самите техничари. По полирањето, дијамантот повторно се испитува за можни недостатоци, или преостанати или предизвикани од процесот. Овие недостатоци се прикриваат преку разни техники за подобрување на дијамантите, како што се повторно полирање, пополнување на пукнатини или паметно распоредување на каменот во накитот. Преостанатите недијамантски инклузии се отстрануваат преку ласерско дупчење и пополнување на создадените празнини.
4.1.2 Маркетинг
Маркетингот значително влијаел на имиџот на дијамантот како вредна стока во текот на историјата.
NW Ayer &amp;amp; Son, рекламната фирма ангажирана од De Beers во средината на 20 век, успеала да го оживее американскиот пазар на дијаманти и фирмата создала нови пазари во земји каде што претходно не постоела традиција со дијаманти. Маркетингот на NW Ayer вклучувал пласман на производи, рекламирање фокусирано на самиот дијамантски производ, а не на брендот De Beers, и врски со познати личности и кралски семејства. Без рекламирање на брендот De Beers, De Beers ги рекламирал и дијамантските производи на своите конкуренти, но ова не претставувало проблем бидејќи De Beers доминирал на пазарот на дијаманти во текот на целиот 20 век. Пазарниот удел на De Beers привремено се намалил на второто место на глобалниот пазар, под Alrosa, по глобалната економска криза од 2008 година, на помалку од 29% во однос на ископаните, а не на продадените карати. Кампањата траела со децении, но била ефикасно прекината до почетокот на 2011 година. De Beers сè уште рекламира дијаманти, но рекламирањето денес главно ги промовира сопствените брендови или лиценцирани линии на производи, наместо целосно „генерички“ дијамантски производи. Кампањата можеби најдобро била доловена преку слоганот „дијамантот е вечен“. Овој слоган денес го користи De Beers Diamond Jewelers, фирма за накит која е 50/50% заедничко вложување помеѓу рударската компанија De Beers и LVMH, конгломератот за луксузни стоки.
Кафеавите дијаманти претставувале значаен дел од производството на дијаманти и претежно се употребувале за индустриски цели. Тие се сметале за безвредни за накит (дури и не биле оценувани на скалата за боја на дијаманти). По развојот на рудникот за дијаманти Аргајл во Австралија во 1986 година и нивниот маркетинг, кафеавите дијаманти станале прифатливи скапоцени камења. Промената главно се должела на бројките: рудникот Аргајл, со своите 35,000,000 карати дијаманти годишно, што претставува околу една третина од глобалното производство на природни дијаманти; 80% од аргилските дијаманти се кафеави.
4.2 Дијаманти од индустриски квалитет
Индустриските дијаманти се вреднуваат најмногу поради нивната цврстина и топлинска спроводливост, што ги прави многу од гемолошките карактеристики на дијамантите, како што се 4 Cs, ирелевантни за повеќето употреби. 80% од ископаните дијаманти (еднакви на околу 135,000,000 карати или 27,000 килограми годишно) се несоодветни за употреба како скапоцени камења и се користат индустриски. Покрај ископаните дијаманти, синтетичките дијаманти нашле индустриска примена речиси веднаш по нивниот изум во 1950-тите; во 2014 година, 4,500,000 карати или 900,000 килограми синтетички дијаманти биле произведени, од кои 90% биле произведени во Кина. Приближно 90% од дијаманантско брусење е моментално од синтетичко потекло.
Границата помеѓу дијамантите со квалитет на скапоцени камења и индустриските дијаманти е слабо дефинирана и делумно зависи од пазарните услови (на пример, доколку побарувачката за полирани дијаманти е голема, некои камења од понизок квалитет ќе бидат полирани во скапоцени камења со низок квалитет или мали, наместо да се продаваат за индустриска употреба). Во категоријата индустриски дијаманти, постои поткатегорија која ги опфаќа камењата со најнизок квалитет, претежно непроѕирни, кои се познати како борт.
Индустриската употреба на дијамантите историски се поврзува со нивната тврдост, што го прави дијамантот совршен материјал за алатки за сечење и брусење. Како најтврд познат природен материјал, дијамантот може да се употребува за полирање, сечење или абење на кој било материјал, вклучително и други дијаманти. Вообичаените индустриски примени на ова својство вклучуваат дупчалки и пили со дијамантски врв, како и употребата на дијамантски прав како абразив. За такви цели се употребуваат поевтини индустриски дијаманти (борт) со повеќе недостатоци и послаба боја од скапоцените камења. Дијамантот не е погоден за обработка на феро легури со голема брзина, бидејќи јаглеродот е растворлив во железо на високите температури создадени од обработката со голема брзина, што доведува до значително зголемено трошење на дијамантските алатки во споредба со алтернативите.
Специјализираните употреби вклучуваат користење во лаборатории како простор за експерименти под висок притисок, високоперформансни лежишта и ограничена употреба во специјализирани прозорци. Со континуираниот напредок во производството на синтетички дијаманти, идните употреби стануваат изводливи. Високата топлинска спроводливост на дијамантот го прави погоден како ладилник за интегрирани кола во електрониката.
4.3 Рударство
Годишно се ископуваат приближно 130,000,000 карати (26,000 килограми) дијаманти, со вкупна вредност од речиси 9 милијарди американски долари, а околу 100,000 килограми се синтетизираат годишно.
Приближно 49% од дијамантите потекнуваат од Средна и Јужна Африка, иако значајни извори на минералот биле откриени во Канада, Индија, Русија, Бразил и Австралија. Тие се ископуваат од вулкански цевки од кимберлит и лампроит, кои можат да донесат на површината кристали од дијаманти, кои потекнуваат од длабочините на Земјата каде што високиот притисок и температурите им овозможуваат да се формираат. Рударството и распространувањето (дистрибуција) на природни дијаманти се предмет на чести спорови, како што се загриженоста за продажбата на ''крвави дијаманти'' или ''конфликтни дијаманти'' од страна на африкански паравоени групи. Синџирот на снабдување со дијаманти е контролиран од ограничен број моќни бизниси, а исто така е високо концентриран на мал број места низ целиот свет.
Единствено многу мал дел од дијамантската руда се состои од вистински дијаманти. Рудата се дроби, при што е потребна грижа да не се уништат поголемите дијаманти, а потоа се сортира според густината. Денес, дијамантите се наоѓаат во фракцијата со густина богата со дијаманти со помош на флуоресценција на Х-зраци, по што последните чекори на сортирање се прават рачно. Пред употребата на Х-зраци да стане вообичаена, одвојувањето се вршело преку масни ленти; дијамантите имаат посилен смтрмеж да се лепат за маснотии од другите минерали во рудата.
Историски гледано, дијамантите биле пронајдени единствено во алувијални наслаги во Гунтур и Кришна, во делтата на реката Кришна во јужна Индија. Индија била водечка во светот по производство на дијаманти од времето на нивното откривање, приближно во 9 век п.н.е. до средината на 18 век од н.е., но комерцијалниот потенцијал на овие извори бил исцрпен до крајот на 18 век и во тоа време Индија била засенета од Бразил, каде што првите неиндиски дијаманти биле пронајдени во 1725 година. Во моментов, еден од најзначајните индиски рудници се наоѓа во Пана. .
Екстракцијата на дијаманти од првобитните наоѓалишта (кимберлити и лампроити) започнала во 1870-тите години по откривањето на дијамантските полиња во Јужна Африка. Производството се зголемило со текот на времето и сега вкупно акумулирано 4,500,000 карати или 900,000 килограми се ископани од тој датум. 20% од таа количина е ископана во последните пет години, а во текот на последните 10 години, девет нови рудници започнале со производство; уште четири чекаат наскоро да бидат отворени. Повеќето од овие рудници се наоѓаат во Канада, Зимбабве, Ангола и еден во Русија.
Во САД, дијаманти биле пронајдени во Арканзас, Колорадо, Ново Мексико, Вајоминг и Монтана. Во 2004 година, откривањето на микроскопски дијамант во САД довело до земање примероци од кимберлитни цевки во јануари 2008 година во оддалечен дел од Монтана. Државниот парк „Дијамантски кратер“ во Арканзас е отворен за јавноста и е единствениот рудник во светот каде што граѓаните можат да копаат за дијаманти.
Денес, најкомерцијално одржливите наоѓалишта на дијаманти се во Русија (главно во Република Саха, на пример, цевките „Мир“ и Удачнаја), Боцвана, Австралија (Северна и Западна Австралија) и Демократска Република Конго. Во 2005 година, Русија произвела речиси една петтина од глобалното производство на дијаманти, според Британскиот геолошки завод. Австралија се гордее со најбогатата цевка со дијаманти, при што производството од рудникот за дијаманти Аргајл достигнал врвни нивоа од 42.метрички тони годишно во 1990-тите. Исто така, активно се ископуваат комерцијални наоѓалишта во Северозападните Територии на Канада и Бразил. Истражувачите на дијаманти продолжуваат да го бараат светот за цевки од кимберлит и лампроит што содржат дијаманти.
4.3.1 Политички прашања
Во некои од политички понестабилните средноафрикански и западноафрикански земји, револуционерните групи ја презеле контролата врз рудниците за дијаманти, употребувајќи ги приходите од продажбата на дијаманти за финансирање на нивните операции. Дијамантите продадени преку овој процес се познати како ''конфликтни дијаманти'' или ''крвави дијаманти''.
Како одговор на загриженоста на јавноста дека нивните купувања на дијаманти придонесуваат за војна и злоупотреба на човековите права, Обединетите нации, индустријата за дијаманти и земјите што тргуваат со дијаманти го воведоа Кимберлиевиот процес во 2002 година. Кимберлиевиот процес има за цел да осигури дека конфликтните дијаманти нема да се измешаат со дијамантите што не се контролирани од таквите бунтовнички групи. Ова се прави со барање од земјите што произведуваат дијаманти да обезбедат доказ дека парите што ги заработуваат од продажбата на дијамантите не се користат за финансирање на криминални или револуционерни активности. Иако Кимберлиевиот процес беше умерено успешен во ограничувањето на бројот на конфликтни дијаманти што влегуваат на пазарот, некои сè уште наоѓаат пат. Според Меѓународното здружение на производители на дијаманти, конфликтните дијаманти сочинуваат 2-3% од сите тргувани дијаманти.. Две главни недостатоци сè уште ја попречуваат ефикасноста на Кимберлиевиот процес: (1) релативната леснотија на шверцување дијаманти преку африканските граници и (2) насилната природа на рударството на дијаманти во земјите што не се во техничка воена состојба и чии дијаманти затоа се сметаат за „чисти“..
Канадската влада основала посебно тело познато како Канадски кодекс на однесување за дијаманти за да помогне во автентицирањето на канадските дијаманти. Ова претставува строг систем за следење на дијамантите и помага да се заштити етикетата „без конфликт“ на канадските дијаманти.
Искористувањето на минерални ресурси генерално предизвикува неповратна штета на животната средина, која мора да се спореди со социо-економските придобивки за земјата.
5 Синтетика, симуланти и подобрувања
5.1 Синтетика
Синтетичките дијаманти претставуваат дијаманти кои се произведени во лабораторија, за разлика од дијамантите ископани од Земјата. Гемолошката и индустриската употреба на дијамантот создале голема побарувачка за необработени камења. Оваа побарувачка во голема мера е задоволена од синтетички дијаманти, кои се произведуваат со различни процеси повеќе од половина век. Сепак, во последниве години станало можно да се произведуваат синтетички дијаманти со квалитет на скапоцен камен со значителна големина. Можно е да се направат безбојни синтетички скапоцени камења кои, на молекуларно ниво, се идентични со природните камења и толку визуелно слични што единствено гемолог со специјална опрема може да ја препознае разликата.
Поголемиот дел од комерцијално достапните синтетички дијаманти се жолти и се произведуваат со таканаречени процеси ''со висок притисок и висока температура''. Жолтата боја е предизвикана од азотни нечистотии. Може да се репродуцираат и други бои како сина, зелена или розова, кои се резултат на додавање на бор или од зрачење по синтезата.
Друг популарен метод за одгледување синтетички дијаманти е хемиско таложење со пареа (CVD). Растот се случува под низок притисок (под атмосферскиот притисок). Вклучува внесување мешавина од гасови (обично 1 до 99 метани до водород) во комора и нивно разделување на хемиски активни радикали во плазма запалена со микробранови, топол филамент, лачно празнење, факел за гасно заварување или ласер. Овој метод најчесто се употребува за премази, но може да произведе и монокристали со големина од неколку милиметри.
Од 2010 година, речиси сите 5.000 милиони карати (1.000тони) синтетички дијаманти произведени годишно се наменети за индустриска употреба. Околу 50% од 133 милиони карати природни дијаманти ископани годишно завршуваат во индустриска употреба. Трошоците на рударските компании се во просек од 40 до 60 американски долари по карат за природни безбојни дијаманти, додека трошоците на синтетичките производители се во просек за синтетички, безбојни дијаманти со квалитет на скапоцен камен. Сепак, купувачот е поверојатно да наиде на синтетички дијамант кога бара дијамант со убава боја, бидејќи само 0,01% од природните дијаманти се со убава боја, додека поголемиот број на синтетички дијаманти се обоени на некој начин.
5.2 Симуланти
Симулантот на дијамант претставува материјал кој не е дијамант и се употребува за симулирање на изгледот на дијамант. Коцкестиот циркон е најчест. Скапоцениот камен муасанит (силициум карбид) може да се третира како симулант на дијамант, иако е поскап за производство од коцкестиот. И двата се произведуваат синтетички.
5.3 Подобрувања
Збогатувањата со дијаманти се специфични третмани кои се изведуваат на природни или синтетички дијаманти (обично оние кои веќе се исечени и полирани во скапоцен камен), кои се дизајнирани да ги подобрат гемолошките карактеристики на каменот на еден или повеќе начини. Тие вклучуваат ласерско дупчење за отстранување на инклузии, нанесување на заптивни средства за пополнување на пукнатини, третмани за подобрување на степенот на боја на белиот дијамант и третмани за давање боја на белиот дијамант.
Премазите сè повеќе се употребуваат за да му дадат на симулантот на дијамант, како што е коцкестиот циркон, изглед што е повеќе „дијамантски“. Една таква супстанца е јаглеродот сличен на дијамант - аморфен јаглероден материјал кој има некои физички својства слични на оние на дијамантот. Рекламирањето покажува дека таков премаз би ги пренел некои од овие својства слични на дијамант на обложениот камен, со што би го подобрил симулантот на дијамант. Техниките како што е Рамановата спектроскопија би требало лесно да го распознае таков третман.
5.4 Распознавање
Раните тестови за распознавање на дијаманти вклучувале тест за гребење кој се потпирал на супериорната тврдост на дијамантот. Овој тест е деструктивен, бидејќи дијамантот може да изгребе друг дијамант и ретко се користи денес. Наместо тоа, распознавањето на дијамантите се потпира на неговата супериорна топлинска спроводливост. Електронските термички сонди се широко користени во гемолошките центри за одвојување на дијамантите од нивните имитации. Овие сонди се состојат од пар термистори на батерии поставени во тенок бакарен врв. Едниот термистор функционира како уред за греење, додека другиот ја мери температурата на бакарниот врв: ако каменот што се тестира е дијамант, тој ќе ја спроведе топлинската енергија на врвот доволно брзо за да произведе мерлив пад на температурата. Овој тест трае околу две до три секунди.
Додека топлинската сонда може да ги одвои дијамантите од поголемиот број на нивни симуланти, разликувањето помеѓу различни видови дијаманти, на пример синтетички или природни, озрачени или неозрачени итн., бара понапредни, оптички техники. Овие техники се употребуваат и за некои симулатори на дијаманти, како што е силициум карбид, кои го поминуваат тестот за топлинска спроводливост. Оптичките техники можат да разликуваат помеѓу природни и синтетички дијаманти. Тие исто така можат да разликуваат огромно мнозинство третирани природни дијаманти. „Совршени“ кристали (на ниво на атомска решетка) никогаш не се пронајдени, па затоа и природните и синтетичките дијаманти секогаш поседуваат карактеристични несовршености, кои произлегуваат од околностите на нивниот раст на кристалите, што им овозможува да се разликуваат едни од други.
Лабораториите употребуваат техники како што се спектроскопија, микроскопија и луминисценција под краткобранова ултравиолетова светлина за да го утврдат потеклото на дијамантот. Тие исто така употребуваат специјално изработени инструменти за да им помогнат во процесот на идентификација. Два инструменти за скрининг се ''DiamondSure'' и ''DiamondView'', и двата се произведени од ''Diamond Trading Company'' и пласирани на пазарот од GIA.
Можни се неколку методи за разликување на синтетички дијаманти, во зависност од методот на производство и бојата на дијамантот. Дијамантите обично може да се распознаат преку портокалова флуоресценција. Дијамантите во боја D–J може да се скенираат преку ''Diamond Spotter'' на Швајцарскиот гемолошки институт . Камењата во опсегот на бои D–Z може да се испитаат преку DiamondSure UV/видлив спектрометар, алатка развиена од De Beers. Слично на тоа, природните дијаманти обично имаат мали несовршености и недостатоци, како што се вклучувања на туѓ материјал, кои не се гледаат кај синтетичките дијаманти.
Уредите за скрининг кои се основаат на детекција на тип на дијамант можат да се употребат за да се направи разлика помеѓу дијаманти кои се секако природни и дијаманти кои се потенцијално синтетички. Овие потенцијално синтетички дијаманти бараат повеќе истражувања во специјализирана лабораторија. Примери за комерцијални уреди за скрининг се D-Screen (WTOCD / HRD Antwerp), Alpha Diamond Analyzer (Bruker / HRD Antwerp) и D-Secure (DRC Techno).
6 Дијамантите како тема во уметноста и во популарната култура
* „Работилницата за режење дијаманти...“ - расказ на Андре Бретон.* „Дијамантите се вечни“ (англиски: ''Diamonds are forever'') - песна на американската пејачка Ширли Бејзи од 1961 година.* „Луси на небо, со дијаманти“ (англиски: ''Lucy in the Sky with Diamonds'') - песна на англиската група „Битлси“ (''The Beatles'') од 1967 година.* „Дијаманти во рудникот“ (англиски: ''Diamonds in the mine'') - песна на канадскиот музичар Леонард Коен од 1971 година.* „Црн дијамант“ (англиски: ''Black Diamond'') - песна на американската рок-група „Кис“ (''Kiss'') од 1974 година.* „Дијаманти и ’рѓа“ (англиски: ''Diamonds and Rust'') - песна од истоимениот албум на американската музичарка Џоан Баез од 1975 година.* „Дијаманти и злато“ (англиски: ''Diamonds & Gold'') - песна на американскиот музичар Том Вејтс (''Tom Waits'') од 1985 година.* „Таа е дијамант“ (англиски: ''She's A Diamond'') — песна на американската рок-група Опал од 1987 година.* „Дијаманти“ (англиски: ''Diamonds'') - песна на американската пејачка Ријана од 2012 година.* „Дијамантите се вечни“ (англиски: ''Diamonds are Forever'') - филм во режија на Гај Хамилтон.
7 Цитирани наводи
***************
8 Дополнителни читање
**