Карборунд – карбид кремния

Карборунд (карбид кремния) представляет собой плотный материал разной степени прозрачности, полученный в результате соединения песка с углём путём плавления. Экземпляры чёрного цвета по внешнему виду напоминают антрацит, но существуют и другие оттенки. При ярком свете минерал переливается радужными красками, образуя на поверхности разнообразные узоры.

Минерал – Карборунд

Благодаря многочисленным полезным свойствам, карборунд применяют не только в ювелирной промышленности, но и в электронике, сталеварении и др. К тому же, минерал обладает магическим и лечебным действием.

История и происхождение

Карборунд научились получать синтетическим способом ещё с середины XIX века, но запатентовали только в 1893 году. До 2016 года производителем искусственного камня были США, сегодня же основным поставщиком его на мировой рынок признан Китай. В настоящее время выпускается порядка 250 модификаций карборунда разных цветов и оттенков. Камни, которые используются в ювелирной промышленности, покрывают специальной плёнкой, позволяющей выглядеть кристаллу сродни настоящему бриллианту.

В природе этот кристалл распространён в очень малом количестве, поэтому найти крупные залежи практически невозможно.

Важно! Процесс получения фабричного камня происходит на новейшем технологичном оборудовании, где специалисты тщательно контролируют его стадию роста. Это позволяет получить практически идеальный минерал (без возможных изъянов).

Карборунд: что это такое?

На самом деле, камень, созданный по велению небес, имеет природное происхождение, но встречается там в очень мизерных количествах. Карборунд, на языке ученых называемый карбидом кремния, имеет вид бесцветных, переливчатых кристаллов с алмазным блеском.

Итак, карборунд относится ко классу полупроводникового бинарного химического соединения, состоит из кремния и углерода, обозначается химической формулой SiC.

Этот материал очень тугоплавок и прочен. По сравнению с муассанитом, даже сам бриллиант, тихонечко отдыхает в сторонке. По прочности карборунд уступает пальму первенства лишь алмазу и боразону.

Природное происхождение карборунда

Уникальное, на диво прекрасное слияние кремния и углерода породило появление на свет блистательного минерала с легким оттеночным алмазным сиянием, это зрелище Богов, которое берет за душу своей непреклонной хрупкостью, удивительной нежностью и ангельской глубиной красоты.

В природе горстки мелких камушков – карбида кремния, распространены в очень малых количествах, поэтому крупные залежи найти не удалось. А почему не удалось – загадка века, над которой ломают головы все ученые.

Искусственное происхождение карборунда

Ювелирное искусство во все времена вызывало интерес у всех слоев населения. Чистый, радужный, наивный блеск драгоценностей будоражил сердце, заставляя его колотиться в сто крат сильнее, люди, как вороны, тянулись к тому, что сверкает и блестит.

И вот в 20 веке, на счастье народа, появился самый блестящий камень на планете – муассанит, от природы сам по себе очень красив, но какова красота усовершенствованного камня – просто ошеломительна!

Искусственный муассанит – это уникальное в своем роде сочетание истинного искусства и науки. В настоящее время на обработке карборунда специализируется всего одна-единственная компания в мире под названием Charles&Colvard.

Весь процесс происходит на новейшем высокотехнологичном оборудовании, специалисты внимательно следят за стадией роста камня, поэтому в структуре данного минерала нет ни единого изъяна! В результате в свет вышла новинка, произведенная по запатентованной технологии, эта новинка по красоте бьет все рекорды, это минерал наивысочайшего качества, который запечатлен в сердцах миллионов людей надолго.

Легендарный муассанит с его глубокой игрой света на гранях – один из самых благородных минералов в ювелирной коллекции, муассанит переливается самыми чистыми оттенками на свете, благодаря этому достигается уникальная внутренняя его красота, несравнимая с красотой любого другого камня на свете.

Глубокие ценители утонченности и эстетической красоты – ювелиры и коллекционеры, говорят о минерале, как о «венце творения»! Этот камень настолько хрупок, чист и священен, насколько это только можно! Это камень на миллион!

Физико-химические свойства камня

Химическая формула: SiC

Состояние: кристаллы, друзы или кристаллические порошки от прозрачного белого, жёлтого, зелёного или тёмно-синего до чёрного цветов, в зависимости от чистоты, дисперсности, аллотропных и политипных модификаций.

Температура плавления: 2830°C

Карбид кремния

:

• Плотность 3,05 г/см³
• Состав 93 % карбида кремния
• Предел прочности на изгиб 320…350 МПа
• Предел прочности на сжатие 2300 МПа
• Модуль упругости 380 ГПа
• Твердость 87…92 HRC
• Трещиностойкость в пределах 3.5 — 4.5 МПа·м1/2,
• Коэффициент теплопроводности при 100 °C, 140—200 Вт/(м·К)
• Коэфф. теплового расширения при 20-1000 °C, 3,5…4,0 К−1⋅10−6
• Вязкость разрушения 3,5 МПа·м1/2

Также читайте: Офит — камень впитывающий негативную энергию
Самосвязанный карбид кремния

:

• Плотность 3,1 г/см³
• Состав 99 % карбида кремния
• Предел прочности на изгиб 350—450 МПа
• Предел прочности на сжатие 2500 МПа
• Модуль упругости 390—420 ГПа
• Твердость 90…95 HRC
• Трещиностойкость в пределах 4 — 5 МПа·м1/2,
• Коэффициент теплопроводности при 100 °C, 80 — 130 Вт/(м·К)
• Коэфф. теплового расширения при 20-1000 °C, 2,8…4 К−1⋅10−6
• Вязкость разрушения 5 МПа·м1/2

ВК6ОМ

:

• Плотность 14,8 г/см³
• Состав Карбид вольфрама
• Предел прочности на изгиб 1700…1900 МПа
• Предел прочности на сжатие 3500 МПа
• Модуль упругости 550 ГПа
• Твердость 90 HRA
• Трещиностойкость в пределах 8-25 МПа·м1/2,
• Коэффициент теплопроводности при 100 °C, 75…85 Вт/(м·К)
• Коэфф. теплового расширения при 20-1000 °C, 4,5 К−1⋅10−6
• Вязкость разрушения 10…15 МПа·м1/2

Силицированный графит СГ-Т

:

• Плотность 2,6 г/см³
• Состав 50 % карбида кремния
• Предел прочности на изгиб 90…110 МПа
• Предел прочности на сжатие 300…320 МПа
• Модуль упругости 95 ГПа
• Твердость 50…70 HRC
• Трещиностойкость в пределах 2-3 МПа·м1/2,
• Коэффициент теплопроводности при 10 °C, 100…115 Вт/(м·К)
• Коэфф. теплового расширения при 20-1000 °C, 4,6 К−1⋅10−6
• Вязкость разрушения 3…4 МПа·м1/2

Химические свойства углерода

Углерод способен образовывать несколько аллотропных модификаций. Это алмаз (наиболее инертная аллотропная модификация), графит, фуллерен и карбин. Древесный уголь и сажа представляют собой аморфный углерод. Углерод в таком состоянии не имеет упорядоченной структуры и фактически состоит из мельчайших фрагментов слоев графита. Аморфный углерод, обработанный горячим водяным паром, называют активированным углем. 1 грамм активированного угля из-за наличия в нем множества пор имеет общую поверхность более трехсот квадратных метров! Благодаря своей способности поглощать различные вещества активированный уголь находит широкое применение как наполнитель фильтров, а также как энтеросорбент при различных видах отравлений.

С химической точки зрения аморфный углерод является наиболее активной его формой, графит проявляет среднюю активность, а алмаз является крайне инертным веществом. По этой причине, рассматриваемые ниже химические свойства углерода следует прежде всего относить к аморфному углероду.

Восстановительные свойства углерода

Как восстановитель углерод реагирует с такими неметаллами как, например, кислород, галогены, сера.

В зависимости от избытка или недостатка кислорода при горении угля возможно образование угарного газа CO или углекислого газа CO2:

При взаимодействии углерода со фтором образуется тетрафторид углерода:

При нагревании углерода с серой образуется сероуглерод CS2:

Углерод способен восстанавливать металлы после алюминия в ряду активности из их оксидов. Например:

Также углерод реагирует и с оксидами активных металлов, однако в этом случае наблюдается, как правило, не восстановление металла, а образование его карбида:

Взаимодействие углерода с оксидами неметаллов

Углерод вступает в реакцию сопропорционирования с углекислым газом CO2:

Одним из наиболее важных с промышленной точки зрения процессов является так называемая паровая конверсия угля. Процесс проводят, пропуская водяной пар через раскаленный уголь. При этом протекает следующая реакция:

При высокой температуре углерод способен восстанавливать даже такое инертное соединение как диоксид кремния. При этом в зависимости от условия возможно образование кремния или карбида кремния (карборунда):

Также углерод как восстановитель реагирует с кислотами окислителями, в частности, концентрированными серной и азотной кислотами:

Окислительные свойства углерода

Химический элемент углерод не отличается высокой электроотрицательностью, поэтому образуемые им простые вещества редко проявляют окислительные свойства по отношению к другим неметаллам.

Примером таких реакций является взаимодействие аморфного углерода с водородом при нагревании в присутствии катализатора:

а также с кремнием при температуре 1200-1300 оС:

Окислительные свойства углерод проявляет по отношению к металлам. Углерод способен реагировать с активными металлами и некоторыми металлами средней активности. Реакции протекают при нагревании:

Карбиды активных металлов гидролизуются водой:

а также растворами кислот-неокислителей:

При этом образуются углеводороды, содержащие углерод в той же степени окисления, что и в исходном карбиде.

Сферы применения

Карборунд используется во многих областях промышленности, т. к. обладает высокой устойчивостью к разрушению и воздействию экстремальных температур. Вот основные сферы его применения:

• В качестве конструкционного материала — из камня изготавливают тормоза для гоночных автомобилей, панели и плиты, элементы для военной техники, абразивные насадки и др.
• В электронике — на основе карбида кремния изготавливают полупроводниковые приборы (тиристоры), сверхбыстрые диоды и пр.
• В сталеварении — используется в качестве топлива для получения стали, а также в коррекции температурного режима при производстве металлических изделий.
• В ядерной энергетике — из минерала изготавливают покрытие для элементов ядерного топлива, добавляют в состав шлифовальных паст и др.
• В ювелирном деле — применяется в качестве муассанита (т. к. по внешнему виду напоминает алмаз), им украшают кольца, ожерелья, колье, браслеты, серьги, броши и т. д.

Также читайте: Ярозит — природный пигмент

Интересный факт! Муассанит часто используют для имитации бриллианта, продавая покупателю изделия по стоимости дорогостоящего драгоценного камня (т. к. невооружённым глазом трудно отличить один от другого).

Структура и свойства

В природе существует более 250 кристаллических форм карборунда, которые могут разниться по свойствам и цветовой гамме. Кристаллическая решетка карборунда не имеет аналогов в мире, она уникальна, как и сам камень.

Но все виды карборундов, объединяет ряд качеств, а именно – это стойкость к влиянию кислот, повышенная химическая и термическая устойчивость, способность выдерживать высокие температуры вплоть до 1500 градусов по Цельсию.

Муассанит обладает исключительной красотой и прозрачностью, ни одни любые другие драгоценности на Земле не затмят его искрометный блеск! Даже бриллиант по сравнению с ним нервно побрякивает в сторонке.

Одно из самых полезных и нужных человечеству свойств карборунда – это его высокая стойкость к истиранию, поэтому участились случаи применения карборунда при строительстве станций метро и придорожных вокзалов.

Каждый год, каждый месяц, каждый час, каждую минуту и секунду по панелям и плитам, в состав которых включен мелкокристаллический карборунд, прошаркивают миллионы подошв.

К разряду наиболее важных свойств карборунда относят повышенный уровень термостойкости и поразительную устойчивость к влиянию кислот.

Лечебные свойства

Помимо практического применения в разных сферах промышленности, минерал обладает лечебными свойствами. Вот некоторые из них:

• Избавляет от фобий и затяжной депрессии.
• Успокаивает нервы и улучшает сон.
• Нормализует обмен веществ.
• Улучшает состояние ЖКТ в случае гастрита или язвы.
• Восстанавливает функции печени, избавляя от гепатита и цирроза начальной стадии.
• При постоянном ношении устраняет головные и суставные боли.
• Нормализует гормональный фон.
• Улучшает кроветворение, и особенно полезен при анемии.
• Укрепляет иммунитет.

Ссылки

• Kelly, Jim.
  A brief history of SiC : [арх. 19.01.2008] // Jim Kelly’s filing cabinet. — Department of Chemistry, University College London, 2005. — 24 сентября. — Дата обращения: 23.06.2020.
• Карбид кремния: технология, свойства, применение / Под ред. Беляева А. Е., Конаковой Р. В. — Харьков: ИСМА, 2010. — 532 с. — ISBN 978-966-02-5445-9
• Дигонский С. В.
  Газофазные процессы синтеза и спекания тугоплавких веществ. — М.: ГЕОС, 2013. — 462 с.

Магические свойства

Карборунд обладает следующими магическими свойствами:

• Улучшает материальное благосостояние и притягивает деньги своему владельцу.
• Помогает преодолеть страх на пути к цели, сметая все препятствия на пути.
• Помогает своему владельцу обрести сексуальную притягательность для противоположного пола.
• Улучшает память и интеллектуальные способности.
• Защищает от внешнего негатива (порча, сглаз, проклятие).

Будьте осторожны! Постоянно носить при себе карборунд не рекомендуется, т. к. это чревато нервным возбуждением или бессонницей.

Магические и лечебные свойства карборунда

Этот камень получают в искусственно созданных условиях, однако в составе карборунда содержится натуральное сырье. Поэтому многие эзотерики приписывают ему целебную энергетику, которая может влиять на жизнь и здоровье человека.

Как проявляются магические свойства:

1. Камень символизирует достаток и богатство, а также помогает сделать атмосферу в жилище более гармоничной.
2. Олицетворяет трудолюбие, энергичность, активность, поэтому помогает справиться с мнительностью и страхами, которые обычно возникают у человека на пути к достижению цели.
3. Синий карборунд помогает повысить интеллект и сделать человека более привлекательным для представителей противоположного пола.
4. Если у человека есть сокровенные мечты, энергетика камня обязательно поможет реализовать их.
5. Дарит надежную защиту от пагубного влияния недоброжелательно настроенных людей: помогает отвадить порчу, сглаз.
6. Дает заряд положительных эмоций, что актуально для тех, кто находится в состоянии депрессии. Придает бодрости и энергичности.
7. Энергетика камня приносит финансовый успех и процветание в бизнесе.

Карборунду приписывают и лечебные свойства. В первую очередь полезен при нервных расстройствах: бессоннице, фобиях, галлюцинациях, панических атаках, приступах агрессии. Помогает обрести душевную гармонию и избавиться от угнетающих мыслей. Эффективно снимает головную боль. Помогает камень и при ослабленном иммунитете.
Полезен карборунд при нарушениях обменных процессов в организме. Лечит гастрит и язвенные заболевания органов ЖКТ. Цирроз печени и гепатит также являются показаниями к тому, чтобы носить изделия из карборунда. В астрологии камень не используется.

Стоимость камня

Карборунд имеет относительно невысокую стоимость, поэтому по карману каждому. Вот его примерные расценки (измеряются в российских рублях):

• Необработанные самородки (кристаллы) — можно приобрести в пределах 1000 руб.
• В качестве ювелирных украшений (подвески, кольца, колье, браслеты и др.) — 4000-15000.

Серьги из камня

Уход за украшениями

Материал искусственного минерала достаточно устойчив к внешним повреждениям, воздействию высоких температур и кислот, поэтому ухаживать за ним легко и просто. Чтобы муассанит долго служил «верой и правдой», достаточно соблюдать 2 условия:

1. Хранить камень в шкатулке (можно в «компании» других украшений).
2. По мере необходимости чистить любыми моющими средствами, за исключением абразивов (т. к. может пострадать микроплёнка, нанесённая на поверхность камня).

Совместимость со знаками зодиака

(«+++» — камень подходит идеально, «+» — можно носить, «-» — категорически противопоказан):

Минерал подходит всем знакам зодиака без исключения. Но наибольшую пользу он принесёт людям стихии Огня (Львы, Стрельцы, Овны) и Воздуха (Водолеи, Близнецы, Весы).

Вам подходит этот камень?

Интересное о камне

Распространено несколько интересных фактов о камне:

• Возле вулкана Везувий (расположен в Италии) туристам в качестве карборунда продают застывшую лаву.
• Муассанит часто называют «космическим» камнем, т. к. в космосе он присутствует в большем количестве, нежели на Земле.
• Учёные предполагают, что природный карбид кремния впервые появился за пределами Солнечной системы. К таким выводам они пришли после изучения Мерчисонского метеорита.
• Впервые минерал был открыт французским учёным Анри Муассаном. Отсюда и его говорящее название.

Применение и технические характеристики

Камень используется практически во всех отраслях жизни человека. Благодаря устойчивости и прочности этого минерала он необходим в строительстве. Он подходит для внутренней и наружной отделки помещений из камня, получаются хорошие предметы интерьера. Карборунд входит в состав дорожного покрытия. Его применяют при постройке автомобилей, в астрономии и электронике. Камень входит в состав тормоза для спортивных автомобилей, составных частей кузова бронированной техники, придавая ей прочности и выносливости. Из него изготавливают шлифовочные порошки, необходимые в изготовлении электроники и металлургии. Незаменимый этот минерал и в ювелирном деле. Его используют при производстве элитных ювелирных украшений и других драгоценностей. Благодаря свойствам полупроводника применяется как катализатор, он присутствует в светодиодах и лазерах.