高温高压合成法又称晶种催化剂法,石墨是低压稳定相,金刚石的矿物学名称,他是高压稳定相,而且如果我们从石墨直接转化为金刚石需要高压和高温条件,一般要求压力和温度在10GPa和300 ℃ 以上,如果涉及金属催化剂 ,如Fe,Ni,Mn,Co等及其合金,石墨成为金刚石所需的温度和压力条件将大大降低,因此,目前金属催化剂参与高温高压法合成金刚石。
作为溶剂的金属催化剂位于碳源,通常为石墨和金刚石晶种之间,碳源在高温端,晶种在低温端,由于碳源在高温端的溶解度大于在低温端的溶解度,由温差引起的溶解度差成为碳源从高温端向低温端扩散的驱动力,碳源在种子晶体逐渐沉淀,金刚石晶体逐渐长大,由于晶体生长的驱动力是由温差引起的。
这种方法其实也被称为温差法,化学气相沉积(CVD)通常在高温等离子体的作用下,使含碳气体解离,并将碳原子沉积到衬底上的金刚石膜中,衬底可以是非金刚石材料,但单晶金刚石通常是通过碳原子沉积在金刚石衬底上而形成的,含碳气体通常是指含有氮,甲烷和氢的混合气体,甲烷是合成金刚石碳原子的来源,氮可以增加生长速率,氢可以抑制石墨的形成。
通常化学气相沉积合成金刚石是在低压和高温条件下进行的,压力一般小于一大气压,温度大概约为1000度左右,人造金刚石以石墨和金属催化剂为主要原料,采用高温高压原理,通过原料和辅助材料的制备和组装,合成,提纯,切割和抛光,镶嵌,最终形成人造钻石饰品。
关于高温高压就能人工造钻石吗这里面有什么原理的问题,今天就解释到这里。
天然钻石的形成,需要满足哪些条件?
钻石是指经过琢磨的金刚石,金刚石是一种天然矿物,是钻石的原石,但有时人们对二者并不加细分。简单地讲,钻石是在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳(C)元素组成的单质晶体。它是大自然赐予人类最美丽的也是最昂贵的 物质和财富。人类文明虽有几千年的历史,但人们发现和初步认识钻石却只有几百年,而真正揭开钻石内部奥秘的时间则更短。
1绝大多数钻石是在地质环境的超高压高温下建立的:
钻石产生标准的负担在45到6Gpa,温度在1100到1500℃。
是碳元素在较高的温度工作压力下,结晶产生石墨,而在高温极高气压及复原自然环境中则结晶为宝贵的钻石。当碳原子呈六方环形的片层排序时,产生的是低强度的高温耐火保温材料石墨;当碳原子呈立方米最密切沉积,彼此之间以化学键相接时,就产生了大自然最为坚硬的晶石
2陨石碰撞产生钻石:
当带上石墨的陨石撞上地球时,碰撞造成的超高压高温可以把石墨转化成稀少且偏激硬实的金钢石。2008年,一块橄辉无球粒陨石坠落在苏丹努比亚荒漠中,研究发现,它不但是一块一般的陨石,具体分析后,生物学家明确这方面陨石里带有金钢石——钻石的翡翠原石。
扩展材料:
纯天然钻石产生于地面下超出100千米最深处,再随着火山爆发等勘探活动内容升高到地板。地幔中的超高压高温使是碳元素结晶产生钻石,有时候会将四周的浮尘或液态残渣包囊进来。包囊残渣的钻石通常带有少许的钠钾和别的能揭露其产生自然环境信息内容的矿物。
钻石是一种纯天然矿物,是在未遭受人为因素干涉的情形下彻底在自然界中产生的。净重一般在0015ct-110ct中间,大部分在02ct-04ct中间,色调多见乳白色至淡黄系列产品,在G色-J色中间,五颜六色系列产品为浅色系的红黄蓝等。在紫外线莹光下,大部分中短波下为适中至弱的淡**浅绿色,极少数为可塑性(无莹光)。
以上就是我总结的方法,希望对你有所帮助。
在地球的深部大约150-200公里,纯碳物质在压力为(45-6)×109Pa,温度为1100-1600摄示度条件下结晶,形成天然钻石在地球的深部只有很少的地方具有钻石形成的物理、化学条件从理论上讲任何时期都可以形成钻石,只要达到钻石形成物理、化学条件从目前开采的钻石矿中,大部分钻石形成于33亿年和12-17亿年这二个时期从钻石产出于地球古老稳定大陆地区可以证实
另外,外星对地球的撞击,产生的高温、高压也可形成钻石但这种方式形成的钻石颗粒小,质量差,不能作为首饰用的宝石
当地球的外壳产生拉力,固体的岩块开始移动及破裂,这时发生地震,火山喷发当火山熔岩从地球深部往地表上升时,将深部形成的钻石带到地球浅层及表面经过熔岩冷却我们可以在冷却的岩石中找到钻石当钻石富集并达到一定规模时,我们称为钻石原生矿含有钻石的岩石在自然条件下风化,钻石残留在山坡、河流、海岸中并富集形成矿床,称为钻石次生矿
钻石是地质作用形成的,和地理位置分布、气候条件没什么必然联系
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