Лонсдейлит

редактировать

Лонсдейлит
Lonsdaleite.png Кристаллическая структура лонсдейлита
Общий
Категория Минеральная
Формула (повторяющаяся единица) C
Классификация Струнца 1.CB.10b
Кристаллическая система Шестиугольный
Кристалл класс Дигексагональный дипирамидальный (6 / ммм) символ HM : (6 / м 2 / м 2 / м)
Космическая группа P 6 3 / mmc
Ячейка а = 2,51 Å, с = 4,12 Å; Z = 4
Состав
Джмол (3D) Интерактивное изображение
Идентификация
Цвет Серый в кристаллах, от бледно-желтоватого до коричневого в осколках
Хрустальная привычка Кубики в мелкозернистых заполнителях
Твердость по шкале Мооса 7–8 (для нечистых образцов)
Блеск Адамантин
Прозрачность Прозрачный
Удельный вес 3.2
Оптические свойства Одноосный (+/-)
Показатель преломления n = 2,404
использованная литература

Лонсдейлит (названный в честь Кэтлин Лонсдейл ), также называемый гексагональным алмазом из-за кристаллической структуры, представляет собой аллотроп углерода с гексагональной решеткой, в отличие от кубической решетки обычного алмаза. В природе встречается в обломках метеоритов ; когда метеоры, содержащие графит, ударяются о Землю, сильное тепло и напряжение от удара превращают графит в алмаз, но сохраняют гексагональную кристаллическую решетку графита. Лонсдейлит был впервые обнаружен в 1967 году из метеорита Каньон Диабло, где он встречается в виде микроскопических кристаллов, связанных с обычным алмазом.

Он полупрозрачный, коричневато-желтый, имеет показатель преломления 2,40–2,41 и удельный вес 3,2–3,3. Согласно компьютерному моделированию, его твердость теоретически превосходит твердость кубического алмаза (до 58% больше), но природные образцы демонстрируют несколько более низкую твердость в большом диапазоне значений (от 7–8 по шкале твердости Мооса ). Предполагается, что причина заключается в том, что образцы были пронизаны дефектами решетки и примесями.

Помимо месторождений метеоритов, гексагональный алмаз был синтезирован в лаборатории (1966 г. или ранее; опубликовано в 1967 г.) путем сжатия и нагрева графита либо в статическом прессе, либо с использованием взрывчатых веществ.

СОДЕРЖАНИЕ
  • 1 твердость
  • 2 Возникновение
  • 3 Производство
  • 4 См. Также
  • 5 ссылки
  • 6 Дальнейшее чтение
  • 7 Внешние ссылки
Твердость

В соответствии с традиционной интерпретацией результатов изучения образцов скудных, собранные из метеоритов или произведенных в лаборатории, лонсдейлит имеет гексагональную элементарную ячейку, связанную с алмазом элементарной ячейки таким же образом, что гексагональные и кубические плотноупакованной кристаллические системы связаны. Его алмазную структуру можно рассматривать как состоящую из взаимосвязанных колец из шести атомов углерода в конформации кресло. Вместо этого в лонсдейлите некоторые кольца находятся в конформации «лодочка». В наномасштабе кубический алмаз представлен алмазоидами, а гексагональный алмаз представлен вюртцоидами.

В алмазе все связи углерод-углерод, как в слое колец, так и между ними, находятся в шахматной конформации, что делает все четыре кубически-диагональных направления эквивалентными; тогда как в лонсдейлите связи между слоями находятся в закрытой конформации, которая определяет ось гексагональной симметрии.

Минералогическое моделирование предсказывает, что лонсдейлит на 58% тверже алмаза на грани lt;100gt; и выдерживает давление вдавливания в 152  ГПа, тогда как алмаз разрушается при 97 ГПа. Это все же превосходит твердость наконечника алмаза IIa lt;111gt;, составляющая 162 ГПа.

Экстраполированные свойства лонсдейлита были подвергнуты сомнению, особенно его превосходная твердость, поскольку образцы при кристаллографическом контроле показали не объемную структуру гексагональной решетки, а вместо этого обычный кубический алмаз с преобладанием структурных дефектов, включающих гексагональные последовательности. Количественный анализ данных дифракции рентгеновских лучей лонсдейлита показал, что присутствуют примерно равные количества гексагональных и кубических последовательностей упаковки. Следовательно, было высказано предположение, что «наложение неупорядоченного алмаза» является наиболее точным структурным описанием лонсдейлита. С другой стороны, недавние эксперименты с ударными на месте дифракции рентгеновских лучей показывают убедительные доказательства для создания относительно чистого лонсдейлита в динамических условиях высокого давления, сравнимых с метеоритами.

Вхождение

Лонсдейлит встречается в виде микроскопических кристаллов, связанных с алмазом, в нескольких метеоритах: Canyon Diablo, Kenna и Allan Hills 77283. Он также встречается в природе в неболидных россыпных месторождениях алмазов в Республике Саха. Материал с d-расстоянием, совместимым с лонсдейлитом, был обнаружен в отложениях с весьма неопределенными датами на озере Куитцео, в штате Гуанахуато, Мексика, сторонниками спорной гипотезы воздействия более раннего дриаса. Его присутствие в местных торфяных залежах считается доказательством того, что Тунгусское событие было вызвано метеоритом, а не осколком кометы.

Производство

В дополнение к лабораторному синтезу путем сжатия и нагрева графита либо в статическом прессе, либо с использованием взрывчатых веществ, лонсдейлит также был получен путем химического осаждения из паровой фазы, а также путем термического разложения полимера поли (гидридокарбина) при атмосферном давлении в атмосфере аргона. в атмосфере при 1000 ° C (1832 ° F).

В 2020 году исследователи из Австралийского национального университета случайно обнаружили, что они могут производить лонсдейлит при комнатной температуре с использованием ячейки с алмазной наковальней.

В 2021 году Институт физики ударов Университета штата Вашингтон опубликовал статью, в которой говорилось, что они создали кристаллы лонсдейлита, достаточно большие, чтобы измерить их жесткость, и подтвердили, что они жестче обычных кубических алмазов.

Смотрите также
использованная литература
дальнейшее чтение
внешние ссылки
Последняя правка сделана 2024-01-10 08:41:02
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте