Физический энциклопедический словарь
АЛМАЗ
(тюрк. алмас, от греч. adamas — несокрушимый), природный и синтетич. кристалл углерода. В природе встречается в виде отд. монокристаллов или скоплений крист. зёрен и агрегатов. Различают наиб. чистые и совершенные ювелирные А. и техн. А. Точечная группа симметрии m3m, плотн. 3,07—3,56 г/см3. При T>1000°С происходит превращение А. в графит. Атомы С в структуре А. связаны прочной ковалентной связью с четырьмя соседними атомами, расположенными в вершинах тетраэдра (рис.).
Этим, а также малыми межат. расстояниями (0,154 нм) объясняются св-ва А., в частности его уникальная твёрдость (10 по шкале Мооса) и хим. стойкость (А. растворяется в расплавах калиевой и натриевой селитры и Na2CO3 при T==500°С, на воздухе сгорает при Т =850—1000°С, в кислороде — при T=720—800°С). А. имеет большую теплопроводность (в 5 раз большую, чем у Си); при комнатной темп-ре диамагнитен, магнитная восприимчивость m=0,49•10-6 ед. СГС при 18°С.
Цвет и прозрачность А. различны. Большинство кристаллов избирательно поглощают эл.-магн. излучение в ИК области (l=8—10 мкм) и УФ области (l=0,3 мкм).
Они наз. А. 1-го типа. А. 2-го типа прозрачны при l=0,22—1000 мкм. Различие спектроскопич. св-в обусловлено, по-видимому, содержанием примесей (гл. обр. N) и тонкими различиями крист. строения. Показатель преломления n= 2,417 для l=0,589 мкм, диэлектрическая проницаемость e=5,7. Нек-рые кристаллы обладают двойным лучепреломлением.
Уд. электрич. сопротивление А. 1-го типа r=1012— 1014 Ом•м (диэлектрик). Нек-рые А. 2-го типа имеют r=0,5•10 Ом•м. Они явл. примесными ПП p-типа (встречаются кристаллы А. с r=10-2 Ом•м). А.— ПП, обладают большой шириной запрещённой зоны и уникальной теплопроводностью. У нек-рых неполупроводниковых кристаллов 2-го типа электропроводность резко возрастает при облучении их заряж. ч-ми и g-квантами.
Синтетич. А. получают из графита и углеродсодержащих в-в. Получен в сер. 1950-х гг. (США, Швеция, ЮАР), в СССР — в 1960 в нн-те Физики высоких давлений АН СССР. Давление равновесия термодинамического pp между А. и графитом при 0 К равно 108 Па и возрастает с ростом темп-ры Т. При р<�рр стабилен графит, при р>рр—А. Однако превращение А. в графит при рр<�р происходит с заметной скоростью только при достаточно высокой темп-ре. Поэтому при атм. давлении и темп-ре до 1000°С А. «живёт» неограниченно долго (мета-стабильное состояние). Минимальные параметры превращения графита в А.: темп-pa t=1100°С и давление р=4ГПа (см. ДАВЛЕНИЕ ВЫСОКОЕ). Для облегчения синтеза используются различные агенты (Fe, Ni и их сплавы), способствующие разрушению или деформации кристаллической решётки графита или снижающие энергию, необходимую для её перестройки. После создания необходимого давления смесь нагревают до темп-ры синтеза, а затем охлаждают до комнатной темп-ры и снимают давление. В эксперим. физике А. применяется для резки и полировки кристаллов, измерения изменений темп-ры, как детекторы яд. излучений (кристаллический счётчик) и др.