واژه الماس (Adamas) در یونانی به معنی تسخیرناپذیر است. خواهیم دید الماس تنها کانی قیمتی است که فقط از یک عنصر موجود در طبیعت یعنی کربن ساخته شده است. الماس دارای شبکه اتمی بسیار فشرده ای است که باعث بوجود آمدن سختی زیاد یا بعبارتی سخت ترین ماده متبلور شده در کره زمین است. فرمول شیمیایی الماس کربن خالص (C) می باشد ولی بررسی های دقیق نشان می دهد که 95/99 درصد آن کربن و بقیه آن ناخالصی های شیمیایی بوده که همین مقدار ناچیز می تواند بر رنگ الماس تاثیر گذار باشد.
پر واضح است که وجود کربن شرط لازم برای تشکیل الماس است ولی کافی نسیت زیرا graphite هم از کربن تشکیل شده. نحوه قرار گرفتن اتم های کربن در کنار یک دیگر است که تفاوت الماس و گرافیت را نمایان می سازد. بعبارتی دیگر ساختار کریستال یک سنگ نقش مهمی در ماهیت آن خواهد داشت
چطور الماس تشکیل میشود
الماس از واژه ادَماس (به یونانی|ἀδάμας}و به معنای نشکن) گرفته شدهاست. الماس یکی از سنگهای قیمتی و یکی از آلوتروپهای کربن است که در فشارهای بالا پایدار است. آلوتروپ دیگر کربن گرافیت نام دارد.الماس در حالت پایدار دارای ساختار بلندروی (مکعبی) است. الماس ساختار منشوری نیز دارد که این ساختار بصورت شبهپایدار در طبیعت به صورت کانی لونسدالنیت وجود دارد.
الماسها از کربن تشکیل میشوند- کربن کاملا سازمانیافته.
بر اساس تحقیق جدیدی که در نشریه Nature منتشر شده است، دانشمندان حدس میزنند الماسها درون کره زمین از یک تا سه میلیارد سال قبل تولید شدهامند.
الماس مصنوعی
الماس مصنوعی (هم چنین معروف به الماس ساخته شده در آزمایشگاه، الماس پرورده شده در آزمایشگاه، الماس فرآوری شده یا الماس کشت شده) الماسی است که طی فرایند مصنوعی برخلاف الماسهای طبیعی که ضمن فعل و انفعالات زمینشناسی ساخته میشود. الماس مصنوعی هم چنین، معروف به الماس HPHT یا الماس CVD، به خاطر دو روش تولید رایج است (با ارجاع به روشهای دما بالا – فشار بالا و تشکیل کریستال با انباشت به روش تبخیر شیمیایی، به ترتیب).
اگرچه اغلب با عنوان مصنوعی شناخته میگردد اما این عبارت تا حدودی مشکل دار به حساب میآید. در ایالات متحده، کمیسیون تجارت فدرال اشاره نموده است که عنوانهای جایگزین ساخته شده در آزمایشگاه، پرورده شده در آزمایشگاه، و ساخته شده در (نام تولیدکننده) «با طبیعت این سنگ ارتباط واضح تری برقرار خواهند نمود»، با این حال مصرف کنندگان علاقهمند به استفاده از عنوان مصنوعی با محصولات تقلیدشده میباشند – درحالیکه الماسهای ساخته شده توسط انسان همان جنس الماس واقعی را دارند (یعنی کربن خالص تبلور یافته در شکل همسانگرد سه بعدی).
ساختارالماس چگونه است
1.دیاکسید کربن را در 180 کیلومتری عمق زمین دفن کنید.
2.آن را تا بیش از 1200 درجه حرارت دهید.
3. آن را زیر فشار بیش از 50000 کیلوگرم نیرو بر سانتیمتر مربع قرار دهید.
4.به سرعت آن را به سطح زمین بیاورید تا به سرعت سرد شود.
اگر این فرآیند کمی مشکل به نظر می رسد، از تولیدکنندگان الماس مصنوعی تشکر کنید،اکنون دو راه برای ساختن الماس در آزمایشگاه وجود دارد:
نحوه تشکیل الماس
این روش بیشترین شباهت را با نحوه تشکیل الماس درون کره زمین دارد و در آن گرافیت (یعنی همان کربنی که در مداد به کار میرود) تحت فشار و گرمای شدید قرار میگیرد.
سندانهای کوچک در ماشین HPHT در حالی که الکتریسیته شدید از گرافیت عبور میکند، بر روی آن فشار میآورد، و تنها پس از چند روز یک الماس با کیفیت جواهر به وجود میآورد.
البته این الماسها به اندازه الماسهای طبیعی خالص نیستند، زیرا یک محلول فلزی با گرافیت مخلوط میشوند.
روش تولید الماس
که بر مبنای فشار شدید عمل میکند، اما الماسهایی بینقصتر از طبیعت میتواند تولید کند.یک قطعه الماس درون یک محفظه کاهش فشار قرار داده میشوند، سپس گاز طبیعی با یک تابش مایکروویو به درون این محفظه فرستاده میشود.هنگامی گاز تا تقریبا 2000 درجه حرارت داده میشود، اتمهای کربن روی الماس درون محفظه “می بارند” و به آن میچسبند، و غلاف کاملی شبانه دور الماس رشد میکند.
خواص متمایز الماس
-الماس در بین جامدات در دمای ۲۵ درجه بالاترین رسانایی گرمایی را دارد. (هدایت گرمایی آن ۵ برابر مس است)
-الماس مادهٔ نوری ایدهآلی است که توانایی انتقال طیف نوری فروسرخ تا فرابنفش را دارا است.
– شاخص بازتابش بسیار بالایی دارد.
-خواص نیمهرسانایی قابل توجهی دارد. شکست الکتریکی آن بطور متوسط ۵۰ برابر نیمهرساناهای متداول است.
-در برابر تابش نوترونی بهشدت مقاوم است.
-سختترین مادهٔ شناخته شدهاست.
-در مجاورت هوا روانی طبیعی فوقالعادهای دارد (مانند تفلون)
-استحکام و صلبیت بسیار بالایی دارد.