خواص مواد الماس

الماس آلوتروپ کربن است که در آن اتم های کربن در نوع خاصی از شبکه مکعبی به نام مکعب الماس قرار گرفته اند. این کریستال از شفاف تا مات است و عموماً همسانگرد است ( بدون شکست دوگانه یا بسیار ضعیف ) . الماس سخت ترین ماده طبیعی شناخته شده است. با این حال، به دلیل شکنندگی ساختاری مهم، چقرمگی الماس حجیم نسبتاً خوب است. استحکام کششی دقیق الماس فله ای کمی شناخته شده است. با این حال، مقاومت فشاری تا ۷۰۰۱۶۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰♠۶۰ دیده شده است و می تواند به ۷۰۰۱۹۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰♠۹۰–۱۰۰ به شکل سیم یا سوزن با اندازه میکرو/نانومتر ( ~ ۷۰۰۲۱۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰♠۱۰۰–۳۰۰قطر ۷۰۰۲۱۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰♠۱۰۰–۳۰۰، میکرومتر طول ) ، با حداکثر کرنش کششی مربوطه بیش از 9%. [ ۱] [ ۲] ناهمسانگردی سختی الماس در حین برش الماس به دقت در نظر گرفته می شود. الماس دارای ضریب شکست بالا ( ۲٫۴۱۷ ) و پراکندگی متوسط ( ۰٫۰۴۴ ) است که به الماس های تراش خورده درخشندگی می بخشد. دانشمندان الماس ها را با توجه به ماهیت نقص کریستالوگرافی موجود به چهار نوع اصلی طبقه بندی می کنند. طرح ناخالصی ها جایگزین اتم های کربن در ساختار بلوری الماس شده و در برخی موارد نقص های ساختاری، باعث دیده شدن طیف گسترده ای از رنگ ها می شود. بیشتر الماس ها درعایق های الکتریکی و رسانای حرارتی بسیار کارآمد هستند. برخلاف بسیاری از کانی های دیگر، وزن مخصوص کریستال های الماس ( ۳٫۵۲ ) از الماسی به الماس دیگر تفاوت بسیار کمی دارد.
در یونانیان باستان به نام ἀδάμας ( adámas، 'مناسب، غیرقابل تغییر، نشکن' ) [ ۳] و گاهی اوقات به نام adamant نامیده می شود، الماس سخت ترین ماده طبیعی شناخته شده است و سختی آن عدد ۱۰ در مقیاس موس سختی معدنی است. الماس به دلیل ساختار کریستالی خود، معروف به الماس مکعبی، بسیار قوی است که در آن هر اتم کربن دارای چهار همسایگی است که پیوند آن کوالانسی است. نیترید بور مکعبی حجیم ( c - BN ) تقریباً به سختی الماس است. الماس با برخی از مواد مانند فولاد واکنش نشان می دهد و c - BN هنگام برش یا سایش آنها کمتر ساییده می شود. ( ساختار زینکبلند آن مانند ساختار مکعب الماس است، اما با انواع مختلفی از اتم ها ) یک ماده فرضی در حال حاضر، نیترید کربن بتا ( β - C3N4 ) ، همچنین ممکن است سخت یا سخت تر باشد. مشاهده شده است که برخی از سنگدانه های الماس با اندازه دانه نانومتری سخت تر و سخت تر از بلورهای الماس بزرگ معمولی هستند، بنابراین به عنوان ماده ساینده بهتر عمل می کنند. به دلیل استفاده از آن مواد جدید فوق سخت برای آزمایش الماس، اکنون مقادیر دقیق تری برای سختی الماس شناخته شده است. یک سطح عمود بر جهت کریستالوگرافی ( که طولانی ترین قطر یک مکعب است ) الماس خالص ( یعنی نوع IIa ) دارای مقدار سختی ۷۰۰۲۱۶۷۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰♠۱۶۷ است. هنگامی که با نوک نانوالماس خراشیده شود، ( در حالی که خود نمونه نانوالماس دارای سختی ۷۰۰۲۳۱۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰♠۳۱۰ است ) دارای سختی ۳۱۰ می شود. از آنجایی که آزمایش فقط با نوک ساخته شده از مواد سخت تر از نمونه آزمایش شده به درستی کار می کند، مقدار واقعی نانوالماس احتمالاً تا حدودی کمتر از ۷۰۰۲۳۱۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰♠۳۱۰ است.