Chimie des diamants: propriétés et types

Le diamant est le matériau naturel le plus dur. le Échelle de dureté Mohs, sur lequel le diamant est un «10» et le corindon (saphir) est un «9», n'atteste pas suffisamment de cette incroyable dureté, car le diamant est exponentiellement plus dur que le corindon. diamant est également la substance la moins compressible et la plus rigide.

Le diamant est un exceptionnel conducteur thermique - 4 fois mieux que le cuivre - ce qui donne une signification aux diamants appelés «glace». Le diamant a une dilatation thermique extrêmement faible, est chimiquement inerte par rapport à la plupart des acides et des alcalis, est transparent de l'infrarouge lointain à travers l'ultraviolet profond, et est l'un des rares matériaux à fonction de travail négative (électron affinité). Une conséquence de l'affinité électronique négative est que les diamants repoussent l'eau, mais acceptent facilement les hydrocarbures tels que la cire ou la graisse.

Les diamants ne conduisent pas bien l'électricité, bien que certains

Les pierres précieuses de diamant sont généralement claires ou bleu pâle, mais des diamants colorés, appelés «fantaisies», ont été trouvés dans toutes les couleurs de l'arc-en-ciel. Bore, qui donne une couleur bleuâtre, et l'azote, qui ajoute une dominante jaune, sont des traces d'impuretés courantes. Deux roches volcaniques pouvant contenir des diamants sont la kimberlite et la lamproite. Les cristaux de diamant contiennent fréquemment des inclusions d'autres minéraux, comme le grenat ou la chromite. De nombreux diamants fluorescent du bleu au violet, parfois assez fortement pour être vus à la lumière du jour. Certains diamants fluorescents bleus phosphorescent le jaune (brillent dans le noir lors d'une réaction de rémanence).

Diamants naturels

Les diamants naturels sont classés en fonction du type et de la quantité d'impuretés qu'ils contiennent.

• Type Ia - C'est le type de diamant naturel le plus courant, contenant jusqu'à 0,3% d'azote.
• Type Ib - Très peu de diamants naturels sont de ce type (~ 0,1%), mais presque tous les diamants industriels synthétiques le sont. Les diamants de type Ib contiennent jusqu'à 500 ppm d'azote.
• Type IIa - Ce type est très rare dans la nature. Les diamants de type IIa contiennent si peu d'azote qu'il n'est pas facilement détecté à l'aide de méthodes d'absorption infrarouge ou ultraviolette.
• Type IIb - Ce type est également très rare dans la nature. Les diamants de type IIb contiennent si peu d'azote (même inférieur à celui de type IIa) que le cristal est un semi-conducteur de type p.

Diamants industriels synthétiques

Les diamants industriels synthétiques ont produit le procédé de synthèse haute température haute pression (HPHT). Dans la synthèse HPHT, le graphite et un catalyseur métallique sont placés dans une presse hydraulique sous des températures et des pressions élevées. En quelques heures, le graphite se transforme en diamant. Les diamants résultants ont généralement une taille de quelques millimètres et sont trop défectueux pour être utilisés comme pierres précieuses, mais ils sont extrêmement utile comme arêtes sur les outils de coupe et les forets et pour être compressé pour générer de très hautes pressions. (Note latérale intéressante: bien qu'ils soient utilisés pour couper, meuler et polir de nombreux matériaux, les diamants ne sont pas utilisés pour usiner alliages de fer car le diamant s'abrase très rapidement, en raison d'une réaction à haute température entre le fer et carbone.)

Diamants à couche mince

Un procédé appelé dépôt chimique en phase vapeur (CVD) peut être utilisé pour déposer des films minces de diamant polycristallin. La technologie CVD permet de mettre des revêtements «zéro usure» sur les pièces de la machine, d'utiliser des revêtements au diamant pour éloigner la chaleur des les composants électroniques, les fenêtres de mode qui sont transparentes sur une large gamme de longueurs d’ondes et tirent parti diamants.