Алмаз больше не самый твёрдый природный материал в мире. Самый твердый минерал в природе.

Химики доказали, что алмаз не самый твёрдый минерал на планете. Известный постулат о том, что алмаз - самый твердый материал, утрачивает свою значимость: китайские химики теперь приписывают это свойство редкому минералу, на 58% превосходящему алмаз по твердости. Ученые из Шанхайского Университета Цзяо Тун (Shanghai Jiao Tong University) промоделировали экстремальное воздействие давления зондирующим индентером на кристаллы двух редких веществ, претендующих на статус самых твердых материалов.

Нитрид бора (BN) с кристаллической решеткой типа вюрцит (w-BN) напоминает структуру алмаза, а если эта гексагональная решетка построена из атомов углерода, то она называется лонсдейлит. Лонсдейлит является известной аллотропной модификацией углерода - «черный алмаз». В природе вюрцит нитрида бора и лонсдейлит встречаются крайне редко; и хотя эти вещества можно получить в лабораторных условиях, еще никто не тестировал их высочайшую прочность.
Предположения, основанные на результатах проведенного китайскими учеными моделирования, позволяют говорить о том, что вюрцит нитрида бора и лонсдейлит прочнее алмаза на 18% и 58% соответственно. Если это подтвердится в эксперименте, то в мире появятся два новых самых твердых вещества.
Конечно, провести такой эксперимент - непростая задача. Для тестирования необходимо иметь достаточное количество этих очень редких минералов. Лонсдейлит встречается в породе, образованной графит содержащими кометами, упавшими на Землю. Вюрцит нитрида бора образуется во время вулканических процессов при очень больших давлениях и температурах.
Твердость в лабильности
Из двух описанных минералов вюрцит нитрида бора может оказаться более полезным в практическом смысле, поскольку он более инертен к воздействию кислорода при повышенных температурах, чем алмаз. Из такого материала можно изготавливать превосходные наконечники для обработки поверхности или сверления, способные работать при высоких температурах, а также устойчивые к коррозии пленки, например, для обшивки летательных аппаратов.
Интересное и, в некотором смысле, парадоксальное свойство вюрцита нитрида бора определяет его феноменальную твердость: это подвижность связей между его атомами. Когда материал подвергается нагрузке, часть связей переориентируется под углом 90° и таким образом возникающее напряжение частично сглаживается.
Структура алмаза тоже способна претерпевать подобные изменения, но, в отличие от вюрцита нитрида бора, который при этом становится заметно (примерно на 80%) прочнее, алмаз этим свойством не обладает.
Проблема монокристаллов
В Гейдельбергском Университете (University of Heidelberg, Германия) также проводятся исследования в этой области. Наталья Дубровинская, руководитель работ, объясняет, что «очень важно выяснить детали механизма, который улучшает технологические характеристики материала и, тем более, такую сложную характеристику, как твердость». Поняв принцип изменения твердости материалов, можно в дальнейшем ставить задачу о получении материалов с заданными свойствами.
Однако для четкого построения и проверки теоретических концепций необходимо располагать монокристаллическими образцами материала; на сегодняшний день еще не разработаны методы выделения или искусственного получения таких кристаллов из какой-либо субстанции.

ДРАГОЦЕННЫЕ КАМНИ

БРИЛЛИАНТ

Бриллиант — разновидность кристаллического углерода, твердость -10 баллов по шкале Мооса, (самый твердый камень); благодаря особенностям внутренней структуры камня происходит сильное расщепление света внутри камня, обеспечивающую непревзойденную «игру» (иризацию). Лучший вариант огранки — классическая бриллиантовая (КР-57).
Бриллиант — это ограненный алмаз. Алмазы известны людям уже около пяти тысяч лет. Арабы называли его «алмас» — наитвердейший. Греки дали ему имя «адамас», что в переводе означает неодолимый, несокрушимый.

Бриллиант — самый ценный среди всех ювелирных камней. Ни один самоцвет не сравнится с ним яркостью блеска и игрой всех цветов радуги. Причем это свойство сохраняется, даже если кольцо или серьги с бриллиантами давно не чистили. Высокая цена объясняется редкостью и исключительной сложностью огранки. По старинному поверью, огранку нельзя бросать надолго и передавать работу друг другу, так как качество будет гораздо хуже.
Очень высоко ценятся совершенно бесцветные (чистой воды) или чуть голубоватые разновидности. К сожалению, большинство бриллиантов имеет слабую желтоватую, буроватую и другие окраски, которые снижают их ценность. Существуют голубые, розовые, красные, зеленые, желтые, оранжевые, синие и чёрные бриллианты.

Самый крупный из найденных алмазов — «Куллинан», бриллиант «Орлов» с зеленовато-голубым отливом венчает царский скипетр России. Великолепный бриллиант «Хоуп» массой всего 45,5 карата имеет редчайший сапфирово-синий цвет. Сегодня он — самый дорогой небольшой предмет в мире, каждый его карат стоит около 5 млн. долларов!

В 2000 году была создана уникальная организация — Кимберлийский процесс, цель которой — борьба за «чистоту» происхождения алмазов. Каждая страна-участница, добывающая и приобретающая их, может торговать только при наличии кимберлийского сертификата, подтверждающего законное происхождение камней.
Распространенное заблуждение, что фианит (кубический цирконий) — искусственный бриллиант. Однако это не так, фианит — искусственный кристалл, чаще всего используемый как заменитель бриллианта. А технология создания искусственных бриллиантов настолько сложна, что полученная таким способом драгоценность будет в три раза дороже натуральной.

РУБИН

Рубин — прозрачная разновидность корунда, а благодаря примеси хрома камень сверкает глубоким красным цветом. Твёрдость по шкале Мооса — 9 баллов. Палитра самоцвета весьма разнообразна, начиная от светло-розового оттенка и заканчивая насыщенным красным. Встречаются рубины, сочетающие в себе синий и красный цвета, что дает лиловую или фиолетовую окраску. Иногда в камне имеются включения минерала рутила, что придает шелковистый, перламутровый отлив и эффект астеризма.

Рубин — один из четырёх наиболее дорогих ювелирных камней. По твердости он уступает только алмазу, а звездчатые кристаллы ценятся дороже бриллиантов. Такие разновидности удивительно красивы — в центре горит яркая искрящаяся точка, от которой по поверхности расходятся шесть мерцающих лучей. Среди рубинов своим очарованием и стоимостью выделяется также оттенок пронзительного красного с фиолетовым отливом, называемый «голубиной кровью». Традиционно ценнее всего камни густо-красные, с легким пурпурным оттенком.

Крупные кристаллы встречаются в природе значительно реже таких же алмазов: самый большой известный ювелирный рубин весил 400 карат, из него огранили три камня. Стоимость природного рубина очень высока, и его себе может позволить далеко не каждый. А вот синтетический кристалл доступен многим почитателям прекрасного камня, благодаря французскому химику А. Е. Александру, создавшему искусственный рубин в своей лаборатории в 1910 году.

В древнеиндийском трактате, за две тысячи лет до Рождества Христова, его называют «царем драгоценных камней». В Бирме, где с древности добываются лучшие рубины мира, считают, что он приносит неуязвимость, но для этого его надо было носить не снимая, чтобы он стал как бы частью тела владельца, после чего хозяин может не бояться ни копья, ни меча, ни стрелы. Бирманцы свято верят, что национальный герой Бирмы — Аун Сан, никогда не расстававшийся с рубином, был убит террористами, впервые забыв в этот день свой амулет в ванной комнате.
Самый крупный из известных рубинов «Раджа ратна» имеет массу почти полкилограмма (2475 карат) и принадлежит скромному индийскому адвокату, получившему его в наследство.
В старину практически все красные самоцветы величались рубинами, и многие знаменитые из них оказались при проверке благородными шпинелями, гранатами, турмалинами. Так, красный камень величиной с голубиное яйцо (250 карат), который шведский король Густав Адольф III подарил императрице Екатерине II как рубин, оказался розовым турмалином.

САПФИР

Сапфир в переводе с греческого означает «синий». Удивительно, что этот камень пронзительного синего цвета является ближайшим родственником кроваво-красного рубина. Это тоже корунд, а своим цветом он обязан примеси титана. При выращивании искусственных сапфиров тоже добавляют титан, но необыкновенно сложно воссоздать то разнообразие цветовых оттенков, которыми расцветила самоцвет природа: это и нежно- голубой, и густо-синий, индиго — синий, лиловый. Встречаются также камни, обладающие эффектом астеризма. Такие кристаллы называются звездчатыми, в них при определенном освещении зажигается сверкающая шести — лучевая звезда. Твёрдость камня по шкале Мооса — 9 баллов.

Сапфир входит в четверку самых дорогих камней мира. Встречается он чаще рубина, нередко в виде очень крупных камней. Больше всего ценятся прозрачные кашмирские сапфиры васильково-синего цвета, прославившиеся тем, что сохраняют цвет при искусственном освещении, что для этого кристалла редкость. Чем сочнее и ярче синева природного сапфира, тем выше его цена. Сапфир очень твердый, поцарапать его может только алмаз, поэтому он прекрасно подходит для колец и браслетов.

Название этого камня происходит от греческого «сапфейрос» — синий или голубой ценный камень, хотя само греческое слово, возможно, происходит от вавилонского «сипру» — царапающий. Раньше сапфиром считали только синие корунды. Теперь же к таковым относят корунды самых разных цветов: желтые, лиловые, зеленые, оранжевые и бесцветные, кроме красного. Цвет камня, как правило, оговаривают специально: зеленый сапфир, желтый сапфир и т. д. В ином случае подразумевается только синий или голубой сапфир.

Сильные мира сего всегда питали слабость к нежному блеску сапфира. Благодаря своей дивной небесной окраске его уже в Древней Греции и Древнем Риме считают священным и посвящают отцу всех богов — Зевсу. Носить его в кольце на указательном пальце могут только жрецы, камень помогает им услышать и понять сказанное оракулом. Индийские первосвященники носят кулон с сапфиром на груди, и это украшение называется Истиной.
Согласно книге великого Исхода, бог Яхве дал Моисею десять заповедей, выгравированных на сапфировых скрижалях (больших камнях). В Средние века сапфир почитают как символ святости, непогрешимости и незыблемости власти, им обильно украшают короны и другие свои регалии цари. Борис Годунов, большой любитель самоцветов, считал его самым красивым и могущественным талисманом.
Удивительные по красоте сапфиры хранятся в Алмазном фонда России. Один из них, «Держава императорская» (200 карат), вмонтирован в крест державы Российской империи, другой — васильково-синего цвета массой 258 карат — вставлен в драгоценную брошь.

ИЗУМРУД

Изумруд — ярко-зеленый берилл. Зеленый цвет его обусловлен наличием примесей хрома, железа и ванадия. Твёрдость камня по шкале Мооса- 8. Это очень хрупкий самоцвет, и зачастую трещины и сколы значительно снижают его качество. Поэтому грани кристалла часто покрывают сложной гравировкой, чтобы скрыть дефекты. Интересно, что этот камень почти всегда обрабатывается ступенчатой огранкой, она носит название изумрудной.

Изумруд — ювелирный кристалл высочайшего класса, многие из них ценятся дороже алмазов. Особую ценность камню придает густота цвета и прозрачность, отсутствие включений и трещин.
В настоящее время в ювелирных изделиях широко используют искусственные камни, синтезируемые в Швейцарии, Франции, Германии. Ограненные изумруды в ювелирных изделиях благодаря равномерной зеленой окраске и сильному блеску не уступают бриллиантам — и по стоимости, и по своей совершенной красоте.
Зеленый самоцвет прославился как талисман матерей. Говорят, он покровительствует беременным. Египетские жрецы предписывали женщинам в ожидании ребенка непременно носить кольцо с изумрудом и класть потом в колыбель к младенцу. Людям с плохой памятью и, имеющим слабое зрение, этот минерал советуют носить в ожерельях и подвесках на шее, а кольцо с ним лучше надевать на мизинец.

Судя по древнеегипетским папирусам, изумруд знаком человеку не менее 6,5 тысячелетий. С доисторических времен и до сих пор драгоценный камень сохраняет выдающееся положение на рынке самоцветов, особенно на Востоке, так как олицетворяет священный цвет ислама. Изумруд был любимым камнем Клеопатры. Она одаривала приближенных вельмож своеобразными талисманами со своим изображением, выгравированным на изумруде.

Одна из самых удивительных легенд об этом камне — изумруд упал с головы самого Люцифера, когда его изгоняли из рая. Из него был выточен Святой Грааль, из которого пил на тайной вечере сам Христос. На Голгофе в эту чашу была собрана кровь распятого Иисуса, после чего она приобрела чудодейственную силу — даровала многие годы жизни тому, кто пил из нее.

Любопытно, что самый крупный из изумрудов найден в 1970 году на Украине. Его назвали «Юбилейным Ленинским». Он весит 5360 г (26800 карат), как арбуз внушительных размеров!

АЛЕКСАНДРИТ

Александрит — это разновидность хризоберилла, в России он относится к драгоценным камням. Обладает редким свойством — реверсом, т. е. меняет цвет в зависимости от типа освещения: днем его цветовая гамма варьирует от темно-синего до изумрудно-зеленого, а при искусственном освещении александрит приобретает пурпурно-красный цвет.
Твёрдость по Моосу — 8,5.

Самый большой русский александрит имеет массу всего 6 г . Считается, что двойственность цвета александрита магически связана с двойственностью человеческой крови — артериальной и венозной, а камень регулирует кроветворение, очищает кровь и укрепляет кровеносные сосуды. Перстень с этим камнем перед сном следует снимать. Александрит делает своего владельца мирным и сговорчивым.

Если хризоберилл по составу точно соответствует своей химической формуле, он является чистым и бесцветным, но это исключительно редко. Гораздо чаще встречаются замутнённые камни с эффектом «кошачьего глаза» — цимофаны и разновидности с изменением цвета камня при изменении характера освещения (александрит). Примеси железа, хрома, иногда титана обуславливают смену окраски александрита от зелёных тонов при дневном свете до фиолетово-красных при электрическом. В России александрит встречается как попутный минерал в изумрудных копях Урала, где он был, собственно, впервые обнаружен.. Из-за редкой встречаемости и размеров отдельных камней о его промышленной добыче в России говорить не приходится. А в связи с этим александрит практически отсутствует в отечественных ювелирных изделиях. Действительно, всё то, что называют в торговле александритом при более пристальном изучении оказывается синтетическим корундом с эффектом смены цвета вследствие добавок элементов-примесей. В гораздо более значительных количествах александрит встречается в Бразилии, на Шри-Ланке, стоимость крупных и чистых камней может достигать и 20 тыс. долл.

АКВАМАРИН

Аквамарин — это разновидность минерала берилла. Этот камень переливается в необычно красивом спектре светло-голубых тонов: от легкого голубого цвета неба, до глубокого цвета моря. Цвет минерала можно сравнить с цветом морской воды тропических широт, причем в разных направлениях окраска камня различается. При нагревании кристаллы аквамарина могут изменить зеленый цвет своей внешней части на голубой оттенок. Очень стойкий к износу прозрачный и блестящий камень, у него всегда высокая чистота, даже если он очень большой по размерам (хотя такие камни очень редки). Темно- голубой аквамарин всегда стоит дороже, чем камни светлых оттенков. Светло-голубой цвет аквамарина будит в нас чувства симпатии, доверия, гармонии и дружбы. Этот цвет — божественный, вечный, так же, как цвет неба и цвет воды, цвет — дарящий силы жизни. Кажется, что аквамарин поймал в себе кусочек океана. Главный источник наиболее ценных камней темно-голубого цвета — Бразилия. Благодаря мистическому сходству с морской водой аквамарин издавна считается талисманом путешественников. Он способен предохранять от морской болезни и обеспечить безопасность в морском походе.

АМЕТИСТ

Аметист относится к группе кварца, является двуокисью кремния. Твердость по шкале Мооса -7.
Цвет варьируется от почти бесцветного бледно-фиолетового, голубовато-фиолетового до пурпурного, темно-фиолетового, почти черного. Интересны образцы с переходом цвета по удлинению кристалла от фиолетового к жёлтому — аметрин.

Под действием солнечного света аметист постепенно теряет свою фиолетовую окраску и обесцвечивается. При нагревании до температуры 300 градусов Цельсия он полностью утрачивает свой прекрасный фиолетовый цвет. Природа его окраски очень сложна — она обусловлена сочетанием ионов железа и дефектами кристаллической решетки.

Аметист — самый ценный минерал в группе разновидностей кварца.

Название аметиста произошло от греческого amethystos, что означает неопьяненный. В ту пору считалось, что носящий аметист не подвержен опьянению. Кроме того, существовало поверье, что, если пить из аметистового кубка — не страшно отравление. Одно из самых ранних упоминаний об аметисте гласит, что он был одним из двенадцати камней, украшающий нагрудник иудейского первосвященника, служившего в Иерусалимском Храме. На протяжении веков древнегреческие и древнеримские маги и мудрецы считали, что он может предотвращать опьянение.

БИРЮЗА

Бирюза является водным (гидратированным) фосфатом меди и алюминия, но алюминий может быть частично замещен окисным железом. Бирюза, не содержащая железа, окрашена в синий цвет различных оттенков — от небесно-голубого до цвета берлинской лазури; присутствие железа обычно придает камню зеленоватый оттенок, который может усиливаться до такой степени, что минерал становится желтовато-зеленым до яблочно-зеленого.
Независимо от моды на камни, бирюзу всегда считали талисманом здоровья, счастья и удачи. Бирюза — индикатор здоровья.

Некоторый камни тускнеют и зеленеют, когда меняют владельца, тем самым демонстрируя удивительную преданность прежнему хозяину.

Из-за сравнительно небольшой твердости бирюзу обычно не подвергают огранке и вправляют в украшения в виде округлых камней правильной формы, называемых кабошонами.

Бирюза (turquoise) обязана своим названием французскому слову турецкий (от pierre turquoise — турецкий камень). Русское название происходит от персидского слова «фируза», что означает «победоносная, приносящая счастье».

Буддисты боготворили бирюзу, потому что она была связана с поверьем, согласно которому именно благодаря ей Будде удалось уничтожить чудовище.

Бирюзу называли камнем победы и счастья. Она считалась воинским талисманом. Особенно почиталась бирюза у ацтеков- индейцев Центральной Америки: их вождей хоронили вместе с украшениями из бирюзы. Бирюза — национальный камень персидского (иранского) народа; по персидским поверьям, бирюза образовалась из костей людей, умерших от любви. В Египте из бирюзы вырезали изображения священных жуков скарабеев. Само название минерала происходит от персидского слова «фируз» — «победоносный». В Оружейной палате Московского Кремля хранится трон царя Бориса Годунова с крупными вставками первоклассной бирюзы.

ГОРНЫЙ ХРУСТАЛЬ

Горный хрусталь — кристаллы прозрачного бесцветного кварца.

Термин «хрусталь» — это русифицированная форма греческого слова «кристаллос» — лед; именно в этом значении оно употребляется в «Илиаде» и «Одиссее». Позднее, но еще в античные времена, по внешнему сходству кристаллом стали называть прозрачный кварц, считавшийся тогда сильно затвердевшим льдом. Даже в XII в. Марбод Реннский писал: «Чистый кристалл — это лед, отвердевший за долгие годы...» В русской терминологии до второй четверти XIX в. «хрусталь» и «кристалл» были синонимами и употреблялись даже совместно. Лишь позже кристаллами стали называть природные многогранники минералов, а «хрусталь» с определением «горный» закрепился за кварцем. Просто «хрусталем» называют тяжелое высокопреломляющее стекло.

Из кристаллов вырезали шары для ритуальных и магических целей, зажигательные линзы, с помощью которых жрецы «божественным огнем» зажигали огонь на жертвенниках, «увеличительные стекла». По старинным поверьям горный хрусталь избавляет от страшных снов, в перстне предохраняет от опасности замерзнуть и т. д. В Оружейной палате Московского Кремля находятся различные сосуды из горного хрусталя: самовар Петра I, бочонок, перечница, кружка, чаши, «рукомой» и т. д.

ГРАНАТ

Гранат — минерал традиционно густо-красного цвета, оттенка «чистого пламени», и высокой твердости. Входит в группу сильно варьирующих по окраске силикатов, содержащих различные катионы. По форме и цвету, кристаллы напоминают зерна плодов гранатового дерева, отсюда и его название. Однако этот самоцвет бывает не только красным.

Различают шесть видов граната: огненный пироп, зеленоватый демантоид, прозрачный лиловатый, пурпурный или фиолетово-красный альмандин, изумрудно-зеленый уваровит, оранжевый спессартин и гроссуляр — цвета крыжовника.

Гранат относительно недорог, а по красоте и глубине окраски вполне может соперничать с рубином и изумрудом. Огненно-красный пироп в прошлом столетии был очень популярным, но выход на мировой рынок большой партии минерала незаслуженно перевел его во второстепенный драгоценный камень.

В современных изделиях широко используются гранаты, обработанные различным образом — гранями, кабошоном, шлифованные; очень распространена древняя форма огранки — в виде блюдечка, что увеличивает прозрачность самоцвета.

Интересно, что ювелирные украшения с гранатами были известны еще в эпоху скифов. Европа впервые узнала этот камень благодаря крестоносцам, которые привезли его из стран Ближнего Востока. Древние персы носят гранаты как защиту от природных катастроф, считают эти камни королевскими, на поверхности часто вырезают профиль властелина.

ЖЕМЧУГ

Жемчужина — округлые или неправильной формы блестящие с перламутровым отливом образования, возникающие при отложении слоев арагонита (карбоната кальция) вокруг какого-либо инородного центра, чаще всего песчинки, в полости морских и пресноводных моллюсков, имеющих раковину с перламутровым внутренним слоем.

Ему свойственны мягкие, нежные, слабо заметные переливы цвета, гладкая матовая поверхность и яркое пятно света на ней, природная шаровидная форма.

Цвет: белый, бледно-розовый, бледно-голубой, бледно-зеленый. Также бывает и желтым, красным, голубым и даже черным. Идеальная форма жемчуга — круглая. Но бывают и вытянутые экземпляры, грушевидные, неправильной формы.
болезни.

Природа отпустила жемчугу короткий срок, на более двух-трех человеческих поколений. Чтобы жемчуг не старел, его необходимо носить, но не следует долго держать на ярком солнце.

Добыча жемчуга со дна моря — тяжелый и опасный промысел. Среди 40-50 выловленных раковин, только в одной таится сокровище. Цена жемчужины возрастает в десятки раз за каждый миллиметр в диаметре, однако ее стоимость обусловливается не только размерами, но и блеском, цветом, формой.
Самая дорогая в мире жемчужина — «Ля Режант», совершенных пропорций и массой 15,13г, размерами с мячик для гольфа, была продана на аукционе за 864 300 долларов. Самая большая — «Жемчужина Аллаха», по форме и размерам напоминающая голову в чалме, массой 6,5кг, найдена в 1934г. возле Филиппин.
В конце XIX века молодой предприниматель Такиче Микемото разгадал секрет рождения перламутровых горошин. Он внедрил в раковину песчинку и через пару лет получил искусственно-выращенный жемчуг. Этим он обрадовал женщин всего мира. Ежегодно в Японии производится больше 200 тонн культивированного жемчуга. Отличить его от природного могут только особые приборы и уникальные мастера.

Украшения из жемчуга были известны чуть ли не в доисторические времена — на протяжении 6000 лет.

ТОПАЗ

Топаз — очень твердый (режет стекло) минерал фторосиликат алюминия.
Цвет камней определяется примесями титана, железа и хрома. Цветовая гамма топазов очень богата. Они могут быть бесцветными, розовыми, желтыми, золотистыми, голубыми, красно-оранжевыми, пурпурными, винными, коричневыми. Существуют желтые камни с эффектом «кошачьего глаза». Очень красиво смотрятся полихромные минералы, у которых одна часть может быть голубой, а другая — вишневой. У него есть еще одна характерная особенность — ограненные кристаллы очень скользкие на ощупь и легко выскальзывают из рук.

Слово «топаз» происходит от санскритского tapas — «огонь», «пламя», «тепло».
Окрашенные разновидности минерала постепенно выцветают от яркого света, поэтому хранить его лучше в темноте.

У топаза есть все основания стать фаворитом — невысокая цена, высокая твердость и, безусловно, выдающаяся внешность. Более всего ценятся: фиолетовые, а также желтые, персиковые, оранжевые и пурпурные — на их долю приходится менее 0,1% всего рынка топазов! Самые популярные — голубые и синие разновидности. Полвека назад открыли способ облагораживания, придающий таким оттенкам большую яркость и глубину. Поразительно, что многие бесцветные камни после огранки приобретают ослепительный блеск — их легко спутать с бриллиантом!

Каждый из вас знает, что эталоном твердости на сегодня так и остается алмаз. При определении механической твердости существующих на земле материалов твердость алмаза берется как эталон: при измерениях методом Мооса – в виде поверхностного образца, методами Виккерса или Роквелла – в качестве индентора (как более твердое тело при исследовании тела с меньшей твердостью). На сегодняшний день можно отметить несколько материалов, твердость которых приближается к характеристикам алмаза.

Сравниваются в данном случае оригинальные материалы, исходя из их микротвердости по методу Виккерса, когда материал считается сверхтвердым при показателях в более 40 ГПа. Твердость материалов может изменяться, в зависимости от характеристик синтеза образца или направления приложенной к нему нагрузки.

Колебания показателей твердости от 70 до 150 ГПа – общеустановленное понятие для твердых материалов, хотя эталонной величиной принято считать 115 ГПа. Давайте рассмотрим 10 самых твердых материалов, кроме алмаза, которые существуют в природе.

10. Субоксид бора (B 6 O) - твердость до 45 ГПа

Субоксид бора обладает способностями создавать зерна, имеющие форму икосаэдров. Образованные зерна при этом не являются обособленными кристаллами или разновидностями квазикристаллов, представляя собой своеобразные кристаллы-двойники, состоящие из двух десятков спаренных кристаллов-тетраэдров.

10. Диборид рения (ReB 2) - твердость 48 ГПа

Многие исследователи ставят под сомнение вопрос, может ли этот материал причисляться к материалам сверхтвердого типа. Это вызвано весьма необычными механическими свойствами соединения.

Послойное чередование разных атомов делает этот материал анизотропным. Поэтому измерение показателей твердости получаются разными при наличии разнотипных кристаллографических плоскостей. Таким образом, испытаниями диборида рения при малых нагрузках обеспечивается твердость в 48 ГПа, а при увеличении нагрузки твердость становится намного меньше и составляет приблизительно 22 ГПа.

8. Борид магния-алюминия (AlMgB 14) - твердость до 51 ГПа

Состав представляет собой смесь алюминия, магния, бора с невысокими показателями трения скольжения, а также высокой твердостью. Эти качества могли бы стать находкой для производства современных машин и механизмов, работающих без смазки. Но использование материала в такой вариации пока что считается непомерно дорогим.

AlMgB14 - специальные тоненькие пленки, создающиеся при помощи лазерного напыления импульсного типа, имеют способность обладать микротвердостью до 51 ГПа.

7. Бор-углерод-кремний - твердость до 70 ГПа

Основа такого соединения обеспечивает сплаву качества, подразумевающие оптимальную устойчивость к химическим воздействиям негативного типа и высокой температуре. Такой материал обеспечивается микротвердостью до 70 ГПа.

6. Карбид бора B 4 C (B 12 C 3) - твердость до 72 ГПа

Еще один материал – карбид бора. Вещество достаточно активно стало использоваться в разных сферах промышленности практически сразу же после его изобретения в 18 веке.

Микротвердость материала достигает 49 ГПа, но доказано, что и этот показатель можно увеличить посредством добавления ионов аргона в строение кристаллической решетки – до 72 ГПа.

5. Нитрид углерода-бора - твердость до 76 ГПа

Исследователи и ученые со всего мира давно пытаются синтезировать многосложные сверхтвердые материалы, в чем уже были достигнуты ощутимые результаты. Компонентами соединения являются атомы бора, углерода и азота – близкие по размерам. Качественная твердость материала доходит до 76 ГПа.

4. Наноструктурированный кубонит - твердость до 108 ГПа

Материал еще называется кингсонгитом, боразоном или эльбором, а также обладает уникальными качествами, успешно используемыми в современной промышленности. При показателях твердости кубонита в 80-90 ГПа, близких к алмазному эталону, сила закона Холла-Петча способна обусловить их значительный рост.

Это означает, что при уменьшении размеров кристаллических зерен увеличивается твердость материала – существуют определенные возможности увеличения до 108 ГПа.

3. Вюртцитный нитрид бора - твердость до 114 ГПа

Вюрцитная кристаллическая структура обеспечивает высокие показатели твердости данному материалу. При локальных структурных модификациях, во время приложения нагрузки конкретного типа, связи между атомами в решетке вещества перераспределяются. В этот момент качественная твердость материала становится больше на 78 %.

Лонсдейлит является аллотропной модификацией углерода и отличается явной схожестью с алмазом. Обнаружен твердый природный материал был в метеоритном кратере, образовавшись из графита – одного из компонентов метеорита, однако рекордной степенью прочности он не обладал.

Учеными было доказано еще в 2009 году, что отсутствие примесей способно обеспечить твердость, превышающую твердость алмаза. Высокие показатели твердости способны обеспечиваться в этом случае, как и в случае с вюртцитным нитридом бора.

Полимеризованный фуллерит считается в наше время самым твердым материалом, известным науке. Это структурированный молекулярный кристалл, узлы которого состоят из целых молекул, а не из отдельных атомов.

Твердость фуллерита составляет до 310 ГПа, и он способен поцарапать алмазную поверхность, как обычный пластик. Как видите, алмаз это больше не самый твёрдый природный материал в мире, науке доступны более твердые соединения.

Пока это самые твердые материалы на Земле, известные науке. Вполне возможно, в скором времени нас ждут новые открытия и прорыв в области химии/физики, что позволит добиться более высокой твердости.

Алмазы навсегда останутся лучшими друзьями девушек, но вскоре они рискуют потерять своё расположение в промышленной сфере.

Драгоценный камень некоторое время назад потерял свой титул самого твёрдого материала в мире, уступив искусственным наноматериалам немного большей твёрдости. Сегодня редкое натуральное вещество, по всей видимости, оставит всех прочих позади - оно на 58% твёрже алмаза.

Зиченг Пэн (Zicheng Pan) из Шанхайского университета Цзяо Тун совместно с коллегами смоделировал, как атомы в двух субстанциях предположительно имеющих свойства очень твёрдых материалов будут реагировать на воздействие специального датчика.

Экстремальные условия

Первый - вюрцит бор нитрид имеет сходную с алмазом структуру, но состоит из других атомов.

Второй - минерал лонсдейлит, или гексагональный алмаз, состоит из атомов углерода, таких как алмаз, но они организованы по-другому.
Моделирование показало, что вюрцит бор нитрид способен выдержать на 18% больше воздействия, чем алмаз, а лонсдейлит - на 58% больше. Если результаты подтвердятся в рамках физических экспериментов, оба материала окажутся намного твёрже любого известного вещества.

Но произвести такие испытания будет не просто, т.к. оба материала не часто встречаются в природе.

Редкое вещество лонсдейлит формируется, когда метеориты, содержащие графит падают на Землю, а вюрцит бор нитрид формируется в процессе вулканических извержений при высоких температурах и давлении.

Гибкость

При успешных результатах вюрцит бор нитрид может стать наиболее применимым из двух, благодаря тому, что он устойчивый к кислороду при более высоких температурах, чем алмаз. Это делает его идеальным для применения на концах режущих и сверлильных инструментов, работающих при очень высоких температурах, или в качестве коррозиеустойчивых плёнок - на поверхности космических кораблей, например.

Парадоксально, своей твёрдостью вюрцит бор нитрид обязан гибкости связей между атомами, которые его образуют. Когда материал подвергается воздействию, некоторые связи меняют направление почти на 90º, чтобы ослабить напряжение. После того, как алмаз и вюрцит бор нитрид были подвергнуты одному и тому же процессу, что-то в структуре вюрцит бор нитрида сделало его почти на 80% твёрже, утверждает соавтор исследования Чанфенг Чен (Changfeng Chen) из университета Невады в Лас-Вегасе.

Учёные подчёркивают, для того, чтобы доказать теорию, необходимы монокристаллы каждого из материалов. На данный момент не существует способов изолировать или вырастить такие кристаллы.

На сегодняшний день не существует единой классификации полудрагоценных камней , есть лишь условное деление. Узнать все о камнях, их свойства описания можно на сайте http://www.catalogmineralov.ru/cont/poludragocennye_kamni.htm. Решая сделать подарок с полудрагоценным камнем близкому человеку, для начала ознакомьтесь с этим камнем.