⑴ 人造金剛石的其它相關
葉臘石模具的乾燥
採用微波輥道窯與專用微波加熱工藝,對葉蠟石模具進行乾燥、焙燒。與常規電加熱方式相比,可顯著提升模具的一致性及其整體品質,生產效率提高數倍,節電30%以上。
河南某著名人造金剛石生產商應用對比表 間歇式真空電阻爐 連續式微波輥道窯 備注 模具品質 較好 非常好 一致性明顯改善 工藝周期 8-9小時 1小時 提高生產效率8倍 電耗(度/公斤) 0.57 0.39 節電31% 石墨加觸媒顆粒料的焙燒還原
採用微波推板窯與微波低氫(氮氫混合氣)還原工藝,對石墨加觸媒顆粒料進行焙燒還原。與常規電加熱高純氫氣還原工藝相比,可大幅降低還原氣體的費用,同時消除爆炸隱患,確保安全生產;產品一致性好,品質穩定,還原後的氧含量可控制在60ppm以下;實現連續化生產,工藝周期縮短,生產效率成倍提高,顯著節電。
河南某著名人造金剛石生產商應用對比表 間歇式氫氣電阻爐 連續式微波輥道窯 備注 產品品質 較好 非常好 降低還原溫度,一致性好,氧含量<60ppm 還原氣體 高純氫氣 氨85%氫15%混合氣 工藝周期 17小時 7小時 提高生產效率1.5倍 電耗(度/公斤) 3.65 2.3 節電37% 人造金剛石的氧化焙燒
採用微波輥道窯與專用微波氧化工藝,對人造金剛石中的殘余石墨進行氧化焙燒。
與常規酸洗工藝相比,可提升金剛石品質,提高生產效率,顯著改善生產環境,無污染排放。
河南某著名人造金剛石生產商應用對比表 酸洗工藝 微波工藝 備注 金剛石品質 好 更好 氧化充分,產品一致性好 生產方式 間歇式 連續式 生產效率提高3倍 環境污染 較嚴重 無 無須承擔環境污染造成的生產成本 人造金剛石成品的乾燥
採用微波帶式乾燥窯或乾燥房進行人造金剛石的乾燥。與常規電熱或燃氣乾燥方式相比,乾燥快速、均勻,大幅提高生產效率,並顯著節能。
河南某著名人造金剛石生產商應用對比表 電熱乾燥箱 微波帶式乾燥窯 備注 金剛石品質 較好 好 乾燥均勻 乾燥周期 1.5小時 20分鍾 生產效率提高3.5倍 電耗(度/公斤) 0.6 0.36 節電40% 法國化學家享利·莫瓦桑〔Ferdinand Frederic Henri Moissan, 1852- 1907)在電鍍製取最活潑的非金屬而又毒性很大的氟,以及發明高溫電爐並熔煉鎢、鈦、鉬,釩等高熔點金屬方面,做出了很大的貢獻,表現了艱苦卓絕的科學探索精神。成為著名的科學家。
晶瑩透明、硬度第一的金剛石,特別惹人喜愛。如經工匠琢磨成鑽石,更是世間奇珍異寶,人類雖然在五千年前就從自然界獲取了金剛石,但一直不知道它是由什麼元素構成的。直到1704年,英國科學家牛頓才證明了金剛石具有可燃性。以後又經法國科學家拉瓦錫(1792年)、英國科學家騰南脫(1797年),用實驗證明了金剛石和石墨是碳的同素異形體,這才弄清楚金剛石是由純凈的碳組成的。1799年,法國化學家摩爾沃把一顆金剛石轉變為石墨。這激發了人們的逆向思維,能不能把石墨轉化成金剛石呢?自此以後,人們對於怎樣把石墨轉化為金剛石,表現了極大的興趣。
誰能獲得這致人巨富的「點石成金」之術呢?
莫瓦桑利用自己發明的高溫電爐製取了碳化硅和碳化鈣,這促使他向極富誘惑力的「點石成金」術躍躍一試,他先試驗製取氟碳化合物,再除去氟製取金剛石。沒有成功,後來他設想利用他的高溫電爐,把鐵化成鐵水,再把碳投入熔融的鐵水中,然後把滲有碳的熔融鐵倒人冷水中,藉助鐵的急劇冷卻收縮時所產生的壓力,迫使內中的碳原子能有序地排列成正四面體的大晶體。最後用稀酸溶去鐵,就可拿到金剛石晶體。這個設想在當時看來,既科學又美妙。促使他和他的助手一次又一次的按這個構想方案做試驗。1893年2月6日,他終於看到了他夢寐以求的「希望之星」。當他和助手用酸溶去鐵後,在石墨殘留物中,竟有顆0.7mm的晶體閃閃發光!經檢測這顆晶體真是金剛石。
「人造金剛石成功了!」欣喜若狂的莫瓦桑一再向報界宣傳他的重大科研成果。這使本來因研製氟和高溫電爐而著名的莫瓦桑,更加 名噪一時。
1906年評選諾貝爾化學獎時,極富盛名的莫瓦桑成了候選人。而另一個候選人便是以發現元素同期律,並排布元素周期表,預言與指導發現新元素的俄羅斯科學家門捷列夫。當時瑞典科學院化學分部投票表決時,10名委員中有5名投莫瓦桑的票,4票贊成門捷列夫, l票棄權。結果莫瓦桑以一票的優勢而獲獎。雖然,莫氏確有重大科研成果。但是,相對於做出時代里程碑式貢獻的門捷列夫來說,一為個別的,一為全局性的;一為重大成果,一為恩格斯所贊譽的「完成了科學上的一個勛業,這個勛業可以和勒維烈計算尚未知道的行星海王星的軌道的勛業相媲美。」當年的諾貝爾化學獎頒發給門捷列夫,應是歷史的必然!可是卻給予了名噪歐洲的莫瓦桑。1907年門捷列夫和莫瓦桑都相繼逝世了。可是門捷列夫卻失掉了再被評選的可能,這不能不說諾貝爾頒獎歷史上的一大遺憾!
話又得說回來。1906年瑞典諾貝爾基金會宣布,把相當於10萬法郎的獎金授給莫瓦桑,是「為了表彰他在制備元素氟方面所做出的傑出貢獻,表彰他發明了莫氏電爐,」證書上隻字未提人造金剛石的事,但莫瓦桑在領獎致答詞時,卻一再強調他合成人造金剛石的創舉。
成功的科學實驗的第一特徵是可重現性。 然而,莫瓦桑「成功」的人造金剛石試驗,卻只做了一次,他本人再也沒做第二次,卻浸沉在「成功「的盛名之中.
由於金剛石具有巨大的商業利潤和工業價值,不少的公司、企業集團紛紛組織科學家重復莫氏的合成金剛石試驗,希望把科研成果轉化為工業生產,但卻沒有一個成功。這就迫使一些人直接登門找莫瓦桑遺孀了解莫氏的試驗情況。經查明,那次成功的人造金剛石試驗,是由於莫氏生前的助手對反復無休止的試驗感到厭煩,但又無法勸阻他不再做了,迫於無奈便俏俏的把實驗室中的一顆天然金剛石混跡到實驗中去,這便是那顆被譽為「攝政王」的真面目了。到頭來,莫瓦桑的人造金剛石,仍然是「希望之星」,對這件事,當然不能說莫氏有意作偽騙人,但是,莫氏沒有重復的做出成功的第二次、第三次實驗,卻律津樂道,陶醉於盛名,卻不能不說是科學家不應有的過失。
實事求是他說,在那個時代,人造金剛石只能是「希望之星」。
從基礎理論方面來說,對於現今高中化學 課本上所闡明的金剛石的正四面體晶體結構,和石墨的層狀結構,是19l0~l920年間由於發展了X射線衍射技術後才有所認識的。使石墨轉變為金剛石,不單純是用外力縮短石墨層與層之間的距離,使六角形碳環轉變為正四面體晶格。實際上還包含許多復雜因素。化學家首要考慮的是熱力學問題。藉助熱力學可判斷石墨-金剛石轉變過程中的方向和限度。在一定溫度和壓力下,熱力學常用產物和作用物之間的自由焓改變的正或負,來判別一個反應自動進行的方向。自由焓大的狀態相對於自由焓小的狀態,是一個不穩定態,因此自由焓大的狀態總是向小的方向自動進行.計算在25℃、1大氣壓下石墨轉變為金剛石的自由焓變化DG=G金剛石-G石墨=+692卡/摩。此即表明金剛石的自由焓大於石墨,那麼,要在25℃、1大氣壓下,使石墨轉變為金剛石是不可能的,需要何種外界條件才能實現轉化呢?這一直到1938年,洛錫涅等將熱力學的理論計算用於石墨-金剛石的轉化過程,才有了答案。以後又經皮爾曼等計算了在1200K以下石墨-金剛石的平衡態,並繪制了平衡曲線。從而可知在常溫298K,要實現石墨轉化為金剛石,需130000大氣壓以上。如果升高溫度,如在1200K,要實現轉化,需40000大氣壓以上。於是可知莫瓦桑的試驗,雖然提供了高溫,而用鐵水急劇冷卻收縮所獲得的壓力,頂多隻有幾千個大氣壓,怎麼可能實現轉化呢?
熱力學只能判斷反應進行的可能性,要使可能性變為現實性,化學家還需考慮動力學問題。如在室溫和40萬個大氣壓下,石墨的轉化速度緩慢到難以察覺。因此速度問題。愛林等根據反應速度理論推導得出了轉化過程中溫度和壓力對轉變速度的關系式[注] 。於是可知增壓是降低反應速度的,而高溫自然是提高反應速度的。
綜合起來看,由熱力學來看,高溫不利於金剛石的熱力學穩定性,要使金剛石在高溫下仍具有熱力學穩定性,必須相應地高壓。而從動力學來看,力求高溫才有利於反應速度,高壓反而減速。因此,尋求適宜的轉化條件,應是兼顧二者,使高溫與高壓匹配。此外還需特定的溶劑,使石墨晶格中的碳原子先溶解,然後在變更外界條件下,再使碳原子從溶劑中析出結晶形成正四面體晶格。已經知道硫化亞鐵、鐵以及一些過渡金屬可做溶劑。
從實驗條件方面來說,必須提供能夠產生高壓的裝置和耐高溫、耐高壓的設備。1946年,諾貝爾獎頒給美國科學家布里奇曼教授,原因是他發明了達到極高壓力的裝置,以及在高壓物理領域內所作出的一些重要發現。至此,人造金剛石才具備了可能性。
1955年,美國科學家霍爾等在1650℃和95000個大氣壓下,合成了金剛石。並在類似的條件下重復多次亦獲成功,產品經各種物理的、化學的檢測,確證為金剛石。這是人類歷史上第一次合成人造金剛石成功,然而,這已是莫瓦桑宣稱「成功」的62年以後,莫氏逝世近半個世紀以後的事了。
⑵ 對莫瓦桑人造金剛石這項研究有所啟發的是哪兩位科學家,他們的研究成果是什麼
你在哪裡聽說的?一個是有機化學家和礦物學家查理·弗里德爾吧,查理·弗里德爾說:「隕石實際上是大鐵塊,它裡面含有極先是的金剛石晶體。」 參考資料: http://..com/question/53726350.html?si=1
⑶ 莫瓦桑製取人造金剛石的設想是怎麼樣的
莫瓦桑頭腦中出現了製取人造金剛石的設想。他對助手們說:「金剛石的主要成分是碳。隕石里含有大量金剛石,而隕石的主要成分是鐵。我們的實驗計劃是:把程序倒過去,把鐵熔化,加進碳,使碳處在高溫高壓狀態下,看能不能生成金剛石?」
⑷ 莫桑發明人造金剛石的故事的閱讀答案
參考答案:
1、金剛石作為一種稀有的貴重物品,自古以來就是財富的重要象徵。專
2、在大自然中,金剛石以極少的屬礦藏量深埋在地底下。偏偏是這種少得出奇的金剛石具有世界萬物中獨一無二的特性:它是自然界中最硬的一種礦石。
3、可是,儲量如此稀缺的金剛石,遠遠滿足不了社會對它的巨大需求。所以使莫瓦桑萌生了一個念頭:「天然金剛石如此稀少而昂貴,如果能人工製造金剛石,該有多好!」
4、沒有先例,沒有經驗,更沒有別人的指點,一切都像在黑暗中探路一樣。第一次失敗了,認真總結經驗,找出問題的症結所在,第二次再來……經過無數次的反復探索,莫瓦桑的實驗室里終於爆發出一陣激動的歡呼聲,大家緊緊地擁抱在一起:成功了!就這樣人造金剛石誕生了。
⑸ 法國化學家莫瓦桑發明人造金剛石前有什麼成就
早在發明人造金剛石之前,莫瓦桑已經是法國一位頗負盛名的化學家了。1886年,莫瓦桑首先製取了單質氟。6年後。他又發明了高溫電爐。不過,莫瓦桑並沒有被鮮花和榮譽絆住前進的步伐,在科學的道路上,他仍舊一如既往地孜孜進取。
⑹ 人造金剛石是由誰發明的
一次抄,用於做實驗的金剛石失竊。法國化學家莫瓦桑萌生了一個念頭:「天然金剛石稀少昂貴,如果能製造出人工金剛石該多好呀!」
作為化學家他心裡最清楚:「要製造金剛石並非易事,這首先要弄清楚金剛石的結構及了解它是怎樣形成的。」莫瓦桑翻閱了大量的資料,他弄清楚了金剛石的主要成分是碳。可是這方面的研究資料太少了。
有一次,他參加了一個關於隕石的報告會,知道隕石裡面含有極少的金剛石晶體。他想:「在隕石和石墨礦的形成過程中,能不能產生金剛石晶體呢?」
對此他進行分析,最終提出了一個大膽的設想:「金剛石的主要成分是碳。隕石里含有少量的金剛石,而隕石的主要成分是鐵。我們把實驗程序倒過來,先把鐵熔化,加進碳,使碳處在高溫高壓下,看看能不能生成金剛石?」
莫瓦桑一次一次實驗都失敗了,但他百折不撓,經過無數次反復的探索,1893年,人造金剛石終於在實驗室里誕生了。
⑺ 對莫瓦桑製造人造金剛石研究有所啟發的是哪兩位科學家他們的研究成果是什麼
查理弗里德爾和德雷布
⑻ 對莫瓦桑水的人造金剛石有所啟發的兩位科學家是誰
古今中外科學家們不斷創造,不斷探索,不斷追求,不斷創新的 精神 我們要學習他們不怕失敗,不怕困難 ,勇敢頑強 的意志 和無所畏懼的頑強精神 ,他為世界金剛石界,作出了極為重大的作用。
望採納 謝!!!
⑼ 莫瓦桑製取人造金剛石的設想是什麼
翻閱資料,了解金剛石材料。選擇可加工的材料。反復試驗。 希望對你有幫助。
⑽ 人造金剛石的發明為什麼獲得諾貝爾物理學獎
金剛石不僅可以加來工成自價值連城的珠寶,在工業中也大有可為。
它硬度高、耐磨性好,可廣泛用於切削、磨削、鑽探;由於導熱率高、電絕緣性好,可作為半導體裝置的散熱板;它有優良的透光性和耐腐蝕性,在電子工業中也得到廣泛應用。
1、製造樹脂結合劑磨具或研磨用等。
2、製造金屬結合劑磨具、陶瓷結合劑磨具或研磨用等。
3、製造一般地層地質鑽探鑽頭、半導體及非金屬材料切割加工工具等。
4、製造硬地層地質鑽頭、修正工具及非金屬硬脆性材料加工工具等。
5、樹脂、陶瓷結合劑磨具或研磨等。
6、金屬結合劑磨具、電鍍製品。鑽探工具或研磨等。
7、鋸切、鑽探及修正工具等。
1955年,美國科學家霍爾等在1650℃和95000個大氣壓下,合成了金剛石。並在類似的條件下重復多次亦獲成功,產品經各種物理的、化學的檢測,確證為金剛石。這是人類歷史上第一次合成人造金剛石成功,然而,這已是莫瓦桑宣稱「成功」的62年以後,莫氏逝世近半個世紀以後的事了。