stringtranslate.com

مویسانیت

Moissanite ( / ˈ m ɔɪ s ə ˌ n aɪ t / ) [5] کاربید سیلیکون طبیعی و چند شکل های کریستالی مختلف آن است . این ماده دارای فرمول شیمیایی SiC است و یک ماده معدنی کمیاب است که توسط شیمیدان فرانسوی هنری موسان در سال 1893 کشف شد .

پس زمینه

ماده معدنی مویزانیت توسط هنری مویسان هنگام بررسی نمونه‌های سنگی از دهانه شهاب سنگ واقع در کنیون دیابلو ، آریزونا ، در سال 1893 کشف شد. او ابتدا به اشتباه بلورها را الماس تشخیص داد ، اما در سال 1904 کریستال‌ها را به عنوان کاربید سیلیکون شناسایی کرد. [6] [7] کاربید سیلیکون مصنوعی در آزمایشگاه توسط Edward G. Acheson در سال 1891، درست دو سال قبل از کشف Moissan سنتز شده بود. [8]

شکل معدنی کاربید سیلیکون بعدها به افتخار مویسان نامگذاری شد.

وقوع زمین شناسی

موسانیت در شکل طبیعی خود بسیار نادر باقی می ماند. تا دهه 1950، هیچ منبع دیگری برای موسانیت به جز دانه های پیش خورشیدی در شهاب سنگ های کندریتی کربنی [9] مشاهده نشده بود. سپس، در سال 1958، موسانیت در سازند رودخانه سبز گوشته بالایی در وایومینگ و سال بعد، به عنوان اجزایی در سنگ کیمبرلیت اولترامافیک از یک معدن الماس در یاکوتیا در خاور دور روسیه یافت شد . [10] با این حال وجود موسانیت در طبیعت تا سال 1986 توسط زمین شناس آمریکایی چارلز میلتون مورد سوال قرار گرفت. [11]

اکتشافات نشان می‌دهد که به طور طبیعی به‌عنوان آخال‌هایی در الماس، سنگ‌های سنگی و دیگر سنگ‌های اولترامافیک مانند لامپرویت وجود دارد . [12]

شهاب سنگ ها

تجزیه و تحلیل دانه‌های کاربید سیلیکون یافت شده در شهاب‌سنگ مورچیسون نسبت‌های ایزوتوپی غیرعادی کربن و سیلیکون را نشان می‌دهد که نشان‌دهنده منشأ فرازمینی از خارج از منظومه شمسی است . [13] 99 درصد از این دانه های کاربید سیلیکون از اطراف ستاره های شاخه مجانبی غول پیکر غنی از کربن سرچشمه می گیرند . کاربید سیلیکون معمولاً در اطراف این ستارگان یافت می شود که از طیف مادون قرمز آنها استنباط می شود . [14] کشف کاربید سیلیکون در شهاب سنگ Canyon Diablo و مکان‌های دیگر برای مدت طولانی به تعویق افتاد زیرا آلودگی کربندوم (SiC) از ابزارهای ساینده ساخته دست بشر رخ داده بود . [12]

خواص فیزیکی

ساختار کریستالی با پیوند کووالانسی قوی شبیه به الماس در کنار هم قرار می گیرد، [6] که به موسانیت اجازه می دهد تا فشارهای بالا تا 52.1 گیگا پاسکال را تحمل کند . [6] [15] رنگ ها به طور گسترده ای متفاوت هستند و از طیف D تا K در مقیاس درجه بندی رنگ الماس درجه بندی می شوند . [16]

منابع

امروزه در تمام کاربردهای کاربید سیلیکون از مواد مصنوعی استفاده می شود ، زیرا مواد طبیعی بسیار کمیاب است.

این ایده که پیوند سیلیکون-کربن ممکن است در طبیعت وجود داشته باشد برای اولین بار توسط شیمیدان سوئدی یونس یاکوب برزلیوس در اوایل سال 1824 (برزلیوس 1824) ارائه شد. [17] در سال 1891، ادوارد گودریچ آچسون مواد معدنی قابل دوام را تولید کرد که می توانست جایگزین الماس به عنوان یک ماده ساینده و برش شود. [18] این امکان پذیر بود، زیرا موسانیت یکی از سخت ترین مواد شناخته شده است، با سختی درست کمتر از الماس و قابل مقایسه با سختی نیترید بور مکعبی و بور . موسانیت مصنوعی خالص همچنین می تواند از تجزیه حرارتی پلیمر پرسرامیک پلیمری (متیل سیلین) ساخته شود که نیازی به ماتریس اتصال ندارد، به عنوان مثال، پودر فلز کبالت.

کاربید سیلیکون تک کریستالی، در اشکال خاصی، برای ساخت دستگاه های نیمه هادی با کارایی بالا استفاده شده است. از آنجایی که منابع طبیعی کاربید سیلیکون نادر است و فقط آرایش اتمی خاصی برای کاربردهای گوهرشناسی مفید است، Cree Research، Inc. مستقر در کارولینای شمالی ، که در سال 1987 تأسیس شد، یک فرآیند تجاری برای تولید تک بلورهای بزرگ کاربید سیلیکون ایجاد کرد. کری رهبر جهانی در رشد کاربید سیلیکون تک کریستال است که بیشتر برای استفاده در وسایل الکترونیکی است. [19]

در سال 1995 C3 Inc.، شرکتی تحت سرپرستی چارلز اریک هانتر، Charles & Colvard را برای بازاریابی موسانیت با کیفیت جواهر تشکیل داد. Charles & Colvard اولین شرکتی بود که موسانیت مصنوعی را تحت اختراع US5723391 A ایالات متحده تولید و به فروش رساند که اولین بار توسط C3 Inc. در کارولینای شمالی ثبت شد. [20]

برنامه های کاربردی

حلقه نامزدی موسانیت
مویسانیت: تراش زمرد

Moissanite در سال 1998 پس از اینکه Charles & Colvard (که قبلاً با نام C3 Inc. شناخته می شد) به بازار جواهرات معرفی شد تا سنگ های قیمتی کاربید سیلیکون را تولید و به بازار عرضه کند و اولین شرکتی بود که این کار را انجام داد. تا سال 2018 تمام اختراعات مربوط به فرآیند اصلی در سراسر جهان منقضی شده بودند. [21] [22] [23] چارلز و کولوارد در حال حاضر جواهرات موسانیت و جواهرات گشاد را تحت علائم تجاری Forever One ، Forever Brilliant و Forever Classic تولید و توزیع می‌کند . [24] تولید کنندگان دیگر سنگ های قیمتی کاربید سیلیکون را با نام های تجاری مانند Amora به بازار عرضه می کنند .

در مقیاس سختی معدنی Mohs (با الماس به عنوان حد بالایی، 10) موسانیت 9.25 رتبه بندی شده است. [4] مویسانیت به عنوان جایگزین الماس دارای برخی از خواص نوری بیشتر از الماس است. این الماس به عنوان جایگزینی با قیمت پایین تر برای الماس به بازار عرضه می شود که شامل روش های استخراج گران قیمت مورد استفاده برای استخراج الماس طبیعی نمی شود. از آنجایی که برخی از خواص آن کاملاً شبیه الماس است، موسانیت ممکن است به عنوان الماس تقلبی استفاده شود. آزمایش تجهیزات بر اساس اندازه گیری هدایت حرارتی به طور خاص ممکن است نتایجی مشابه الماس داشته باشد. برخلاف الماس، موسانیت ترموکرومیسمی از خود نشان می‌دهد ، به طوری که گرم کردن تدریجی آن باعث تغییر رنگ موقت آن می‌شود که از حدود 65 درجه سانتیگراد (150 درجه فارنهایت) شروع می‌شود. یک آزمایش کاربردی تر، اندازه گیری هدایت الکتریکی است که مقادیر بالاتری را برای موسانیت نشان می دهد. Moissanite دوشکست است (یعنی نور ارسال شده از طریق مواد به پرتوهای جداگانه تقسیم می شود که به قطبش منبع بستگی دارد) که به راحتی قابل مشاهده است و الماس اینطور نیست. [25]

به دلیل سختی آن، می توان آن را در آزمایشات فشار بالا به عنوان جایگزینی برای الماس استفاده کرد (به سلول سندان الماس مراجعه کنید ). [6] از آنجایی که الماس های بزرگ معمولاً برای استفاده به عنوان سندان بسیار گران هستند، موسانیت بیشتر در آزمایش های با حجم زیاد استفاده می شود. موسانیت مصنوعی برای کاربردهای الکترونیکی و حرارتی نیز جالب است زیرا رسانایی حرارتی آن شبیه به الماس است. [15] انتظار می‌رود که دستگاه‌های الکترونیکی کاربید سیلیکون با قدرت بالا در طراحی مدارهای حفاظتی مورد استفاده برای موتورها، محرک‌ها و ذخیره‌سازی انرژی یا سیستم‌های قدرت پالسی استفاده شوند. [26] همچنین ترمولومینسانس را نشان می دهد ، [27] که آن را در دزیمتری تابش مفید می کند . [28]

همچنین ببینید

مراجع

  1. ^ Warr, LN (2021). "نمادهای معدنی مورد تایید IMA–CNMNC". مجله کانی شناسی . 85 (3): 291-320. Bibcode : 2021MinM...85..291W. doi : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID  235729616.
  2. ^ مویسانیت. وب معدنی
  3. ^ مویسانیت. Mindat
  4. ^ آب آنتونی، جان دبلیو. بیدو، ریچارد ا. بلاد، کنت دبلیو و نیکولز، مونت سی . کتاب راهنمای کانی شناسی . انجمن کانی شناسی آمریکا
  5. ↑ «Moissanite» . فرهنگ لغت انگلیسی آکسفورد (ویرایش آنلاین). انتشارات دانشگاه آکسفورد (اشتراک یا عضویت در موسسه شرکت کننده الزامی است.)
  6. ^ abcd Xu J. & Mao H. (2000). "Moissanite: پنجره ای برای آزمایش های فشار بالا". علم . 290 (5492): 783-787. Bibcode :2000Sci...290..783X. doi :10.1126/science.290.5492.783. PMID  11052937.
  7. ↑ مویسان، هنری (1904). "Nouvelles recherches sur la météorité de Canon Diablo". رندوس را تکمیل می کند . 139 : 773-786.
  8. ^ اسمیت، کادی. "تاریخچه و کاربردهای سیلیکون کاربید". Moissanite & Co. بازبینی شده در 2 فوریه 2016 .
  9. ^ یوکویاما، تی. Rai، VK؛ الکساندر، سی ام اود. لوئیس، آر اس؛ کارلسون، RW; Shirey، SB; تیمنس، MH; Walker, RJ (مارس 2007). "ناهنجاری‌های ایزوتوپی نوکلئوسنتتیک در کندریت‌های کربنی" (PDF) . سی و هشتمین کنفرانس علوم قمری و سیاره ای (1338): 1151. Bibcode :2007LPI....38.1151Y.
  10. ^ بائر، جی. فیالا، ج. Hřichová، R. (1963). "آ-سیلیکون کاربید طبیعی". کانی شناس آمریکایی . 48 : 620-634.
  11. ^ بلکین، او؛ دوورنیک، ای جی (1994). "یادبود چارلز میلتون 25 آوریل 1896 - اکتبر 1990" (PDF) . کانی شناس آمریکایی . 79 : 190-192.
  12. ^ ab Di Pierro S.; گنوس ای. Grobety BH; آرمبرستر تی. و همکاران (2003). "موسانیت سنگ ساز (کاربید α-سیلیکون طبیعی)". کانی شناس آمریکایی . 88 (11-12): 1817-1821. Bibcode :2003AmMin..88.1817D. doi :10.2138/am-2003-11-1223. S2CID  128600868.
  13. ^ کلی، جیم. ماهیت اخترفیزیکی کاربید سیلیکون. chem.ucl.ac.uk
  14. ^ گرین، دیو. "آیا Moissanite از یک تستر الماس عبور می کند؟ | بهترین گزینه های تست". بازبینی شده در 21 سپتامبر 2019.
  15. ^ اب ژانگ جی. وانگ ال. دی جی ویدنر; اوچیدا تی. و همکاران (2002). "قدرت موسانیت" (PDF) . کانی شناس آمریکایی . 87 (7): 1005-1008. Bibcode :2002AmMin..87.1005Z. doi :10.2138/am-2002-0725. S2CID  35234290.
  16. ^ P. (2005) را بخوانید. گوهرشناسی. ماساچوست: الزویر باترورث-هاینمن. شابک 978-0-7506-6449-3.
  17. ↑ «سیلیکون کاربید – قدیمی‌تر از ستاره‌ها».
  18. ↑ "سیلیکون کاربید | ترکیب شیمیایی".
  19. ↑ «تاریخ مویسانیت».
  20. ↑ «سنگ های قیمتی کاربید سیلیکون».
  21. ↑ ثبت اختراع ایالات متحده 5762896، هانتر، چارلز اریک و وربیست، دیرک، "سختی سنگهای تک کریستالی، ضریب شکست، پرداخت، و کریستالیزاسیون" 
  22. ↑ ایالات متحده منقضی شده 5723391، هانتر، چارلز اریک و وربیست، دیرک، "سنگ های قیمتی کاربید سیلیکون" 
  23. ↑ «محدودیت‌های ثبت اختراع جواهر Moissanite بر اساس کشور و سال انقضا». بهتر از الماس
  24. ↑ «حقوق مویسانی». مجله حرفه ای جواهر . مه 1998. بایگانی شده از نسخه اصلی در 23 ژانویه 2023 . بازبینی شده در 24 اکتبر 2012 .
  25. ↑ «نمودار مقایسه شبیه الماس». gemsociety.org ​انجمن بین المللی گوهر.
  26. ^ بهاتناگار، م. بالیگا، بی جی (1993). "مقایسه 6H-SiC، 3C-SiC و Si برای دستگاه های قدرت". تراکنش های IEEE در دستگاه های الکترونیکی . 40 (3): 645-655. Bibcode :1993ITED...40..645B. doi :10.1109/16.199372.
  27. ↑ گادفری اسمیت، دی (1 اوت 2006). "کاربرد moissanite، شکل تک کریستالی از کاربید سیلیکون، در دزیمتری گذشته نگر و پزشکی قانونی". اندازه گیری تشعشع 41 (7): 976-981. Bibcode :2006RadM...41..976G. doi :10.1016/j.radmeas.2006.05.025. بایگانی شده از نسخه اصلی در 26 ژوئیه 2020 . بازبینی شده در 23 دسامبر 2017 .
  28. ^ بروزیا، م. نواب، ف. پینیاک، اس. Russoc, S. (12 دسامبر 2001). "کاربردهای SiC با کیفیت بالا در دزیمتری تابش". علوم کاربردی سطح . 184 (1-4): 425-430. Bibcode :2001ApSS..184..425B. doi :10.1016/S0169-4332(01)00528-1.

لینک های خارجی