تعداد صفحه: 16
نوع فایل: Word
فرمت فایل: docx
*** قابل ویـرایش
فهرست مطالب
مقدمه
تقسیم بندی الماسها بر اساس مصارف صنعتی
کاربرد الماس در صنعت الکترونیک
گرافیت
گرافیت چیست؟
درجه بندی و طبقه بندی گرافیت در مدادها:
منابع
مقدمه
الماس از کربن خالص تشکیل شده و سیستم تبلور آن کوبیک است. وزن مخصوص الماس 3.5 ضریب شکست آن 2.42 و سختی آن در مقیاس موس ، مساوی 10 است. الماس به رنگهای مختلف پیدا میشود. الماس با سنگهای کیمبرلیتی که از اعماق زیاد منشا گرفتهاند، همراه است. در رسوبات رودخانهای به صورت پلاسر یافت میشود. بیشترین بخش الماس جهان امروه از معادن الماس واقع در کشورهای آفریقایی استخراج میگردد.
شاید به زودى تصور متداول درباره الماسها به کلى دگرگون شود. الماسهایى که بخاطر زیبایى ، کمیاب بودن و زمان طولانى تولیدشان ارزش فوق العادهاى داشتند، امروزه در آزمایشگاه و در مدت زمانى حدود یک ساعت بوجود مىآیند. اینکه این دگرگونى چه تأثیرى در صنعت جواهرسازى یا قیمت الماسهاى طبیعى در بازار خواهد داشت هنوز در پردهاى از ابهام است. اما درباره نقش این الماسهاى آزمایشگاهى در تکنولوژى ، شایعههایى برخاسته از مجامع علمى به گوش مىرسد.
بیشتر از هشتاد درصد از الماسهاى معدنى طبیعى به مصارف صنعتى از قبیل ابزارهاى برش یا مواد ساینده براى تراشکارى و پرداخت دیگر سنگهاى قیمتى ، فلزات ، گرانیت و شیشه مىرسند.
استفاده از الماس به عنوان نیم رسانا نیز نیازمند شرایط ویژهاى مثل بالاترین درجه خلوص ، بهترین بلورینگى و تعیین اتمها به لحاظ الکتریکى فعال براى ایجاد گذرگاه الکتریکى در وسیله مورد نظر است.
اما تمامى الماسهاى طبیعى بخاطر نقصها ، ناخالصیها و ساختار ضعیفشان براى مصارف الکترونیکى نامناسبند. حتى با اینکه الماسهاى مصنوعى و طبیعى داراى کیفیت جواهرى بسیار ارزشمند هستند، اما ممکن است بخاطر رگههاى ناچیز ناخالصیها براى استفاده به عنوان نیم رسانا مناسب نباشند.
در واقع تنها خالصترین این سنگها در کاربردهاى الکترونیکى پرقدرت از سلفونها گرفته تا کامپیوترهاى شخصى و خطوط ارتباطاتى قابل استفادهاند.
الماس بطور طبیعى تحت فشارهاى زیاد اعماق زمین و در زمانى طولانى شکل مىگیرد. اما در آزمایشگاه مىتوان به کمک دو فرآیند مجزا در زمانى بسیار کوتاهتر الماس تولید کرد. فرآیند فشار بالا _ دما بالا (HP HT) اساساً تقلیدى است از فرآیند طبیعى شکل گیرى الماس در حالى که فرآیند رسوب گیرى بخار شیمیایى (CVD) دقیقاً خلاف آن عمل مىکند. در واقع CVD بجاى وارد کردن فشار به کربن براى تولید الماس با آزاد گذاشتن اتمهاى کربن به آنها اجازه مىدهد با ملحق شدن به یکدیگر به شکل الماس در آیند.
این دو تکنیک براى اولین بار در دهه 1950 کشف شدند. به گفته باتلر که هفده سال روى تولید الماس با استفاده از تکنیک CVD کار کرده است «از آنجا که پیشگامان تولید الماس بدون فشار بالا در دهه 1950 با تمسخر سایرین از میدان به در شدند. تکنولوژى CVD هنوز دوران کودکىاش را سپرى مىکند.» هر دو فرآیند قادرند با سرعتى خیره کننده الماسهایى با کیفیت جواهر تولید کنند، اما در نهایت این فرآیند CVD است که بخاطر کنترل ساده ناخالصى و اندازه محصول براى تکنولوژیهاى الکترونیکى مناسبترین خواهد بود.
فرآیند CVD با قرار دادن ذره بسیار کوچکى از الماس در خلأ آغاز مىشود. سپس گازهاى هیدروژن و متان به محفظه خلأ جریان مىیابند. در ادامه پلاسماى تشکیل شده باعث شکافته شدن هیدروژن به هیدروژن اتمى مىشود که با متان واکنش مىدهد تا رادیکال متیل و اتمهاى هیدروژن بوجود آیند. رادیکال متیل نیز به ذره الماس مىچسبد تا الماس بزرگ شود. رشد الماس در تکنیک CVD ، فرآیندى خطى است، بنابراین تنها عوامل محدودکننده اندازه محصول در این روش بزرگى ذره ابتدایى و زمان قرار دادن آن در دستگاه است.
در واقع الماسهاى زینتى مصنوعى بخش کوچک و در عین حال پر سودى از صنعت الماس را تشکیل مىدهند. این الماسهاى رنگى که در مقایسه با همتاهاى بىرنگ شان فوق العاده کمیاب و در نتیجه بسیار گرانبها ترند با توجه به نوع ناخالصیها در رنگهاى گوناگون از قرمز و صورتى گرفته تا آبى ، سبز و حتى زرد روشن و نارنجى تولید مىشوند. در واقع این الماسها مىتوانند چنان کیفیت بالایى داشته باشند که حتى ماشینهاى ساخته شده براى تشخیص سنگهاى مصنوعى از طبیعى در تفکیکشان از یکدیگر دچار مشکل شوند، همانطور که امروزه برخى از بزرگترین الماس فروشان در صنعت نیز به زحمت از پس آن بر مىآیند.
شباهت فوق العاده نمونه هاى مصنوعى و طبیعى باعث شده است تا تاجران الماس براى تشخیص الماسهاى رنگى مصنوعى از سنگهاى طبیعى دست به دامن آزمایشگاههاى الماس بلژیک و دیگر نقاطى شوند که بطور سنتى عهده دار تجزیه و تحلیل و تأیید الماسها از نظر بزرگى قیراط ، رنگ و شفافیت هستند.
آزمایشگاه آنتورپ و چند تایى دیگر در سراسر جهان براى تشخیص الماسهاى مصنوعى بطور عمده از دو نوع دستگاه استفاده مىکنند. در دستگاه نوع اول با تابش نور به الماس مشخصات طیفى نور جذب یا ساطع شده تجزیه و تحلیل مىشود. اگر نشانههایى از الماس مصنوعى مشاهده شد، آزمایشگاه دستگاه دوم را بکار مىگیرد که این دستگاه براى آشکار ساختن ساختار درونى کریستال از نور فرابنفش استفاده مىکند. این دستگاهها نقصهاى موجود در الماس را حتى در مقیاس میکروسکوپى یا اتمى نیز بررسى مىکنند
این نوع الماس برای نخستین بار توسط گروهی از دانشمندان سوئدی در سال 1953ساخته شده است. جنرال الکتریک در سال 1954 برای اولین مرتبه با استفاده از گرافیت در فشار 50 تا 60 کیلو بار و دمای 1500 درجه سانتیگراد توانست الماس مصنوعی بسازد.
در روش جدید که توسط ژاپنیها ابداع گردیده ، بخار کربن بر روی یک صفحه سرد جمع میشود، ابتدا CH4 و H2 در میکروویو در دمای بیش از 2000 درجه سانتیگراد حرارت داده میشود و بخار کربن بر روی یک صفحه سرد متمرکز میشود.
الماس دارای مصارف صنعتی و زینتی است. گر چه الماس را بیشتر به عنوان زینت بخش میشناسند، ولی بیش از 80 درصد آن به مصارف صنعتی................