⑴ 人造金刚石的其它相关
叶腊石模具的干燥
采用微波辊道窑与专用微波加热工艺,对叶蜡石模具进行干燥、焙烧。与常规电加热方式相比,可显著提升模具的一致性及其整体品质,生产效率提高数倍,节电30%以上。
河南某著名人造金刚石生产商应用对比表 间歇式真空电阻炉 连续式微波辊道窑 备注 模具品质 较好 非常好 一致性明显改善 工艺周期 8-9小时 1小时 提高生产效率8倍 电耗(度/公斤) 0.57 0.39 节电31% 石墨加触媒颗粒料的焙烧还原
采用微波推板窑与微波低氢(氮氢混合气)还原工艺,对石墨加触媒颗粒料进行焙烧还原。与常规电加热高纯氢气还原工艺相比,可大幅降低还原气体的费用,同时消除爆炸隐患,确保安全生产;产品一致性好,品质稳定,还原后的氧含量可控制在60ppm以下;实现连续化生产,工艺周期缩短,生产效率成倍提高,显著节电。
河南某著名人造金刚石生产商应用对比表 间歇式氢气电阻炉 连续式微波辊道窑 备注 产品品质 较好 非常好 降低还原温度,一致性好,氧含量<60ppm 还原气体 高纯氢气 氨85%氢15%混合气 工艺周期 17小时 7小时 提高生产效率1.5倍 电耗(度/公斤) 3.65 2.3 节电37% 人造金刚石的氧化焙烧
采用微波辊道窑与专用微波氧化工艺,对人造金刚石中的残余石墨进行氧化焙烧。
与常规酸洗工艺相比,可提升金刚石品质,提高生产效率,显著改善生产环境,无污染排放。
河南某著名人造金刚石生产商应用对比表 酸洗工艺 微波工艺 备注 金刚石品质 好 更好 氧化充分,产品一致性好 生产方式 间歇式 连续式 生产效率提高3倍 环境污染 较严重 无 无须承担环境污染造成的生产成本 人造金刚石成品的干燥
采用微波带式干燥窑或干燥房进行人造金刚石的干燥。与常规电热或燃气干燥方式相比,干燥快速、均匀,大幅提高生产效率,并显著节能。
河南某著名人造金刚石生产商应用对比表 电热干燥箱 微波带式干燥窑 备注 金刚石品质 较好 好 干燥均匀 干燥周期 1.5小时 20分钟 生产效率提高3.5倍 电耗(度/公斤) 0.6 0.36 节电40% 法国化学家享利·莫瓦桑〔Ferdinand Frederic Henri Moissan, 1852- 1907)在电镀制取最活泼的非金属而又毒性很大的氟,以及发明高温电炉并熔炼钨、钛、钼,钒等高熔点金属方面,做出了很大的贡献,表现了艰苦卓绝的科学探索精神。成为著名的科学家。
晶莹透明、硬度第一的金刚石,特别惹人喜爱。如经工匠琢磨成钻石,更是世间奇珍异宝,人类虽然在五千年前就从自然界获取了金刚石,但一直不知道它是由什么元素构成的。直到1704年,英国科学家牛顿才证明了金刚石具有可燃性。以后又经法国科学家拉瓦锡(1792年)、英国科学家腾南脱(1797年),用实验证明了金刚石和石墨是碳的同素异形体,这才弄清楚金刚石是由纯净的碳组成的。1799年,法国化学家摩尔沃把一颗金刚石转变为石墨。这激发了人们的逆向思维,能不能把石墨转化成金刚石呢?自此以后,人们对于怎样把石墨转化为金刚石,表现了极大的兴趣。
谁能获得这致人巨富的“点石成金”之术呢?
莫瓦桑利用自己发明的高温电炉制取了碳化硅和碳化钙,这促使他向极富诱惑力的“点石成金”术跃跃一试,他先试验制取氟碳化合物,再除去氟制取金刚石。没有成功,后来他设想利用他的高温电炉,把铁化成铁水,再把碳投入熔融的铁水中,然后把渗有碳的熔融铁倒人冷水中,借助铁的急剧冷却收缩时所产生的压力,迫使内中的碳原子能有序地排列成正四面体的大晶体。最后用稀酸溶去铁,就可拿到金刚石晶体。这个设想在当时看来,既科学又美妙。促使他和他的助手一次又一次的按这个构想方案做试验。1893年2月6日,他终于看到了他梦寐以求的“希望之星”。当他和助手用酸溶去铁后,在石墨残留物中,竟有颗0.7mm的晶体闪闪发光!经检测这颗晶体真是金刚石。
“人造金刚石成功了!”欣喜若狂的莫瓦桑一再向报界宣传他的重大科研成果。这使本来因研制氟和高温电炉而著名的莫瓦桑,更加 名噪一时。
1906年评选诺贝尔化学奖时,极富盛名的莫瓦桑成了候选人。而另一个候选人便是以发现元素同期律,并排布元素周期表,预言与指导发现新元素的俄罗斯科学家门捷列夫。当时瑞典科学院化学分部投票表决时,10名委员中有5名投莫瓦桑的票,4票赞成门捷列夫, l票弃权。结果莫瓦桑以一票的优势而获奖。虽然,莫氏确有重大科研成果。但是,相对于做出时代里程碑式贡献的门捷列夫来说,一为个别的,一为全局性的;一为重大成果,一为恩格斯所赞誉的“完成了科学上的一个勋业,这个勋业可以和勒维烈计算尚未知道的行星海王星的轨道的勋业相媲美。”当年的诺贝尔化学奖颁发给门捷列夫,应是历史的必然!可是却给予了名噪欧洲的莫瓦桑。1907年门捷列夫和莫瓦桑都相继逝世了。可是门捷列夫却失掉了再被评选的可能,这不能不说诺贝尔颁奖历史上的一大遗憾!
话又得说回来。1906年瑞典诺贝尔基金会宣布,把相当于10万法郎的奖金授给莫瓦桑,是“为了表彰他在制备元素氟方面所做出的杰出贡献,表彰他发明了莫氏电炉,”证书上只字未提人造金刚石的事,但莫瓦桑在领奖致答词时,却一再强调他合成人造金刚石的创举。
成功的科学实验的第一特征是可重现性。 然而,莫瓦桑“成功”的人造金刚石试验,却只做了一次,他本人再也没做第二次,却浸沉在“成功“的盛名之中.
由于金刚石具有巨大的商业利润和工业价值,不少的公司、企业集团纷纷组织科学家重复莫氏的合成金刚石试验,希望把科研成果转化为工业生产,但却没有一个成功。这就迫使一些人直接登门找莫瓦桑遗孀了解莫氏的试验情况。经查明,那次成功的人造金刚石试验,是由于莫氏生前的助手对反复无休止的试验感到厌烦,但又无法劝阻他不再做了,迫于无奈便俏俏的把实验室中的一颗天然金刚石混迹到实验中去,这便是那颗被誉为“摄政王”的真面目了。到头来,莫瓦桑的人造金刚石,仍然是“希望之星”,对这件事,当然不能说莫氏有意作伪骗人,但是,莫氏没有重复的做出成功的第二次、第三次实验,却律津乐道,陶醉于盛名,却不能不说是科学家不应有的过失。
实事求是他说,在那个时代,人造金刚石只能是“希望之星”。
从基础理论方面来说,对于现今高中化学 课本上所阐明的金刚石的正四面体晶体结构,和石墨的层状结构,是19l0~l920年间由于发展了X射线衍射技术后才有所认识的。使石墨转变为金刚石,不单纯是用外力缩短石墨层与层之间的距离,使六角形碳环转变为正四面体晶格。实际上还包含许多复杂因素。化学家首要考虑的是热力学问题。借助热力学可判断石墨-金刚石转变过程中的方向和限度。在一定温度和压力下,热力学常用产物和作用物之间的自由焓改变的正或负,来判别一个反应自动进行的方向。自由焓大的状态相对于自由焓小的状态,是一个不稳定态,因此自由焓大的状态总是向小的方向自动进行.计算在25℃、1大气压下石墨转变为金刚石的自由焓变化DG=G金刚石-G石墨=+692卡/摩。此即表明金刚石的自由焓大于石墨,那么,要在25℃、1大气压下,使石墨转变为金刚石是不可能的,需要何种外界条件才能实现转化呢?这一直到1938年,洛锡涅等将热力学的理论计算用于石墨-金刚石的转化过程,才有了答案。以后又经皮尔曼等计算了在1200K以下石墨-金刚石的平衡态,并绘制了平衡曲线。从而可知在常温298K,要实现石墨转化为金刚石,需130000大气压以上。如果升高温度,如在1200K,要实现转化,需40000大气压以上。于是可知莫瓦桑的试验,虽然提供了高温,而用铁水急剧冷却收缩所获得的压力,顶多只有几千个大气压,怎么可能实现转化呢?
热力学只能判断反应进行的可能性,要使可能性变为现实性,化学家还需考虑动力学问题。如在室温和40万个大气压下,石墨的转化速度缓慢到难以察觉。因此速度问题。爱林等根据反应速度理论推导得出了转化过程中温度和压力对转变速度的关系式[注] 。于是可知增压是降低反应速度的,而高温自然是提高反应速度的。
综合起来看,由热力学来看,高温不利于金刚石的热力学稳定性,要使金刚石在高温下仍具有热力学稳定性,必须相应地高压。而从动力学来看,力求高温才有利于反应速度,高压反而减速。因此,寻求适宜的转化条件,应是兼顾二者,使高温与高压匹配。此外还需特定的溶剂,使石墨晶格中的碳原子先溶解,然后在变更外界条件下,再使碳原子从溶剂中析出结晶形成正四面体晶格。已经知道硫化亚铁、铁以及一些过渡金属可做溶剂。
从实验条件方面来说,必须提供能够产生高压的装置和耐高温、耐高压的设备。1946年,诺贝尔奖颁给美国科学家布里奇曼教授,原因是他发明了达到极高压力的装置,以及在高压物理领域内所作出的一些重要发现。至此,人造金刚石才具备了可能性。
1955年,美国科学家霍尔等在1650℃和95000个大气压下,合成了金刚石。并在类似的条件下重复多次亦获成功,产品经各种物理的、化学的检测,确证为金刚石。这是人类历史上第一次合成人造金刚石成功,然而,这已是莫瓦桑宣称“成功”的62年以后,莫氏逝世近半个世纪以后的事了。
⑵ 对莫瓦桑人造金刚石这项研究有所启发的是哪两位科学家,他们的研究成果是什么
你在哪里听说的?一个是有机化学家和矿物学家查理·弗里德尔吧,查理·弗里德尔说:“陨石实际上是大铁块,它里面含有极先是的金刚石晶体。” 参考资料: http://..com/question/53726350.html?si=1
⑶ 莫瓦桑制取人造金刚石的设想是怎么样的
莫瓦桑头脑中出现了制取人造金刚石的设想。他对助手们说:“金刚石的主要成分是碳。陨石里含有大量金刚石,而陨石的主要成分是铁。我们的实验计划是:把程序倒过去,把铁熔化,加进碳,使碳处在高温高压状态下,看能不能生成金刚石?”
⑷ 莫桑发明人造金刚石的故事的阅读答案
参考答案:
1、金刚石作为一种稀有的贵重物品,自古以来就是财富的重要象征。专
2、在大自然中,金刚石以极少的属矿藏量深埋在地底下。偏偏是这种少得出奇的金刚石具有世界万物中独一无二的特性:它是自然界中最硬的一种矿石。
3、可是,储量如此稀缺的金刚石,远远满足不了社会对它的巨大需求。所以使莫瓦桑萌生了一个念头:“天然金刚石如此稀少而昂贵,如果能人工制造金刚石,该有多好!”
4、没有先例,没有经验,更没有别人的指点,一切都像在黑暗中探路一样。第一次失败了,认真总结经验,找出问题的症结所在,第二次再来……经过无数次的反复探索,莫瓦桑的实验室里终于爆发出一阵激动的欢呼声,大家紧紧地拥抱在一起:成功了!就这样人造金刚石诞生了。
⑸ 法国化学家莫瓦桑发明人造金刚石前有什么成就
早在发明人造金刚石之前,莫瓦桑已经是法国一位颇负盛名的化学家了。1886年,莫瓦桑首先制取了单质氟。6年后。他又发明了高温电炉。不过,莫瓦桑并没有被鲜花和荣誉绊住前进的步伐,在科学的道路上,他仍旧一如既往地孜孜进取。
⑹ 人造金刚石是由谁发明的
一次抄,用于做实验的金刚石失窃。法国化学家莫瓦桑萌生了一个念头:“天然金刚石稀少昂贵,如果能制造出人工金刚石该多好呀!”
作为化学家他心里最清楚:“要制造金刚石并非易事,这首先要弄清楚金刚石的结构及了解它是怎样形成的。”莫瓦桑翻阅了大量的资料,他弄清楚了金刚石的主要成分是碳。可是这方面的研究资料太少了。
有一次,他参加了一个关于陨石的报告会,知道陨石里面含有极少的金刚石晶体。他想:“在陨石和石墨矿的形成过程中,能不能产生金刚石晶体呢?”
对此他进行分析,最终提出了一个大胆的设想:“金刚石的主要成分是碳。陨石里含有少量的金刚石,而陨石的主要成分是铁。我们把实验程序倒过来,先把铁熔化,加进碳,使碳处在高温高压下,看看能不能生成金刚石?”
莫瓦桑一次一次实验都失败了,但他百折不挠,经过无数次反复的探索,1893年,人造金刚石终于在实验室里诞生了。
⑺ 对莫瓦桑制造人造金刚石研究有所启发的是哪两位科学家他们的研究成果是什么
查理弗里德尔和德雷布
⑻ 对莫瓦桑水的人造金刚石有所启发的两位科学家是谁
古今中外科学家们不断创造,不断探索,不断追求,不断创新的 精神 我们要学习他们不怕失败,不怕困难 ,勇敢顽强 的意志 和无所畏惧的顽强精神 ,他为世界金刚石界,作出了极为重大的作用。
望采纳 谢!!!
⑼ 莫瓦桑制取人造金刚石的设想是什么
翻阅资料,了解金刚石材料。选择可加工的材料。反复试验。 希望对你有帮助。
⑽ 人造金刚石的发明为什么获得诺贝尔物理学奖
金刚石不仅可以加来工成自价值连城的珠宝,在工业中也大有可为。
它硬度高、耐磨性好,可广泛用于切削、磨削、钻探;由于导热率高、电绝缘性好,可作为半导体装置的散热板;它有优良的透光性和耐腐蚀性,在电子工业中也得到广泛应用。
1、制造树脂结合剂磨具或研磨用等。
2、制造金属结合剂磨具、陶瓷结合剂磨具或研磨用等。
3、制造一般地层地质钻探钻头、半导体及非金属材料切割加工工具等。
4、制造硬地层地质钻头、修正工具及非金属硬脆性材料加工工具等。
5、树脂、陶瓷结合剂磨具或研磨等。
6、金属结合剂磨具、电镀制品。钻探工具或研磨等。
7、锯切、钻探及修正工具等。
1955年,美国科学家霍尔等在1650℃和95000个大气压下,合成了金刚石。并在类似的条件下重复多次亦获成功,产品经各种物理的、化学的检测,确证为金刚石。这是人类历史上第一次合成人造金刚石成功,然而,这已是莫瓦桑宣称“成功”的62年以后,莫氏逝世近半个世纪以后的事了。