Lonsdaleite

Lonsdaleite
Lonsdaleite.png
Kristallstruktur av lonsdaleite
Allmänt
Kategori Mineral

Formel (upprepad enhet) 		C
IMA-symbol Lon
Strunz klassificering 1.CB.10b
Kristallsystem Hexagonal
Kristallklass
Dihexagonal dipyramidal (6/mmm) HM-symbol : (6/m 2/m 2/m)
Rymdgrupp P63 / mmc _
Enhetscell a = 2,51 Å, c = 4,12 Å; Z = 4
Strukturera
Jmol (3D) Interaktiv bild
Identifiering
Färg Grå i kristaller, blekgulaktig till brun i brutna fragment
Kristallvana Kuber i finkorniga aggregat
Mohs skala hårdhet 7–8 (för orena exemplar)
Lyster Adamantine
Genomskinlighet Transparent
Specifik gravitation 3.2
Optiska egenskaper Enaxlig (+/-)
Brytningsindex n = 2,404
Referenser

Lonsdaleite (uppkallad för att hedra Kathleen Lonsdale ), även kallad hexagonal diamant med hänvisning till kristallstrukturen , är en allotrop av kol med ett hexagonalt gitter, i motsats till det kubiska gittret av konventionell diamant . Den finns i naturen i meteoritskräp ; när meteorer som innehåller grafit träffar jorden, omvandlar den enorma värmen och påfrestningen från nedslaget grafiten till diamant , men behåller grafitens sexkantiga kristallgitter . Lonsdaleite identifierades först 1967 från Canyon Diablo-meteoriten , där den förekommer som mikroskopiska kristaller förknippade med vanlig diamant.

Den är genomskinlig och brungul och har ett brytningsindex på 2,40–2,41 och en specifik vikt på 3,2–3,3 . Dess hårdhet är teoretiskt överlägsen den för kubisk diamant (upp till 58 % mer), enligt beräkningssimuleringar, men naturexemplar uppvisade något lägre hårdhet genom ett stort värdeområde (från 7–8 på Mohs hårdhetsskala ) . Orsaken spekuleras bero på att proverna har varit fyllda med gallerdefekter och föroreningar.

Förutom meteoritavlagringar har hexagonal diamant syntetiserats i laboratoriet (1966 eller tidigare; publicerad 1967) genom att komprimera och värma grafit antingen i en statisk press eller med sprängämnen.

Hårdhet

Enligt den konventionella tolkningen av resultaten av att undersöka de magra prover som samlats in från meteoriter eller tillverkats i labbet, har lonsdaleite en hexagonal enhetscell , relaterad till diamantenhetscellen på samma sätt som de sexkantiga och kubiska tätpackade kristallsystemen är relaterade . Dess diamantstruktur kan anses bestå av sammankopplade ringar med sex kolatomer, i stolens konformation . I lonsdaleite är några ringar i båtens konformation istället. Vid dimensioner i nanoskala representeras kubisk diamant av diamantoider medan hexagonal diamant representeras av wurtzoider .

I diamant är alla kol-till-kol-bindningar, både inom ett lager av ringar och mellan dem, i den förskjutna konformationen , vilket gör att alla fyra kubisk-diagonala riktningarna är likvärdiga; medan i lonsdaleite bindningarna mellan lagren är i den förmörkade konformationen , som definierar axeln för hexagonal symmetri.

Mineralogisk simulering förutspår att lonsdaleite är 58 % hårdare än diamant på <100> -ytan och att den motstår intryckningstryck på 152 GPa , medan diamant skulle gå sönder vid 97 GPa. Detta överskrids ännu av IIa diamants <111> spetshårdhet på 162 GPa.

De extrapolerade egenskaperna hos lonsdaleite har ifrågasatts, särskilt dess överlägsna hårdhet, eftersom prover under kristallografisk inspektion inte har visat en bulk hexagonal gitterstruktur, utan istället en konventionell kubisk diamant dominerad av strukturella defekter som inkluderar hexagonala sekvenser. En kvantitativ analys av röntgendiffraktionsdata för lonsdaleite har visat att ungefär lika stora mängder hexagonala och kubiska staplingssekvenser är närvarande. Följaktligen har det föreslagits att "stapling oordnad diamant" är den mest exakta strukturella beskrivningen av lonsdaleite. Å andra sidan visar nyliga chockexperiment med in situ röntgendiffraktion starka bevis för skapandet av relativt ren lonsdaleite i dynamiska högtrycksmiljöer jämförbara med meteoritnedslag.

Förekomst

Diamantprover från Popigais slagstruktur : (a) är ren diamant, medan (b) är diamant med vissa lonsdaleite-föroreningar.

Lonsdaleite förekommer som mikroskopiska kristaller associerade med diamant i flera meteoriter: Canyon Diablo , Kenna och Allan Hills 77283. Det förekommer också naturligt i icke-bolide diamantplaceringsavlagringar i Sacharepubliken . Material med d-mellanrum som överensstämmer med Lonsdaleite har hittats i sediment med mycket osäkra datum vid Lake Cuitzeo , i delstaten Guanajuato , Mexiko, av förespråkare för den kontroversiella Younger Dryas impact-hypotesen . Påståenden om Lonsdaleite och andra nanodiamanter i ett lager av Grönlands inlandsis som kan vara av yngre Dryas ålder har inte bekräftats och är nu ifrågasatta. Dess närvaro i lokala torvavlagringar hävdas som bevis för att Tunguska-händelsen orsakades av en meteor snarare än av ett kometfragment.

Tillverkning

Förutom laboratoriesyntes genom att komprimera och värma grafit antingen i en statisk press eller med sprängämnen, har lonsdaleite också framställts genom kemisk ångavsättning, och även genom termisk sönderdelning av en polymer, poly(hydridokarbyn) , vid atmosfärstryck, under argon atmosfär, vid 1 000 °C (1 832 °F).

År 2020 fann forskare vid Australian National University av en slump att de kunde producera lonsdaleite vid rumstemperatur med hjälp av en diamantstädcell .

År 2021 publicerade Washington State Universitys Institute for Shock Physics ett dokument som anger att de skapade lonsdaleite-kristaller som är tillräckligt stora för att mäta deras styvhet, vilket bekräftar att de är styvare än vanliga kubiska diamanter. Men explosionen som används för att skapa dessa kristaller förstör dem också nanosekunder senare, vilket ger precis tillräckligt med tid för att mäta styvhet med lasrar.

Se även

Vidare läsning

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Lonsdaleite&oldid=1139933727 "