Алмаз — это тоже правильная кристаллическая модификация углерода. Хотя попадаются алмазы массой несколько сот граммов (крупнейший алмаз мира «Куллинан» весил 621,2 г, а один не очень чистый бразильский алмаз даже на несколько граммов больше), обычно на 1 т породы даже в самых богатых месторождениях Африки, Урала и Бразилии приходится всего 0,01—0,1 г алмазов, причем, как правило, в виде мелких вкраплений.Мировая добыча алмазов (без СССР) в 1960 г. составила 28,1 миллиона карат, или 5,6 т; из них около 20 % пошли на нужды ювелирного производства. Масса алмазов, как и других драгоценных камней, измеряется каратами. Раньше каратом называли массу семечка рожкового дерева; в высушенном виде такое семечко весило 150—220 мг. Сейчас установлен так называемый метрический карат, равный 200 мг.
Алмазы бывают прозрачными и бесцветными (чистой воды), обычно со слегка голубоватым оттенком, реже с розовым или желтым. Они по-разному рассеивают световые лучи различного цвета, создавая тем самым великолепную игру красок, которую можно еще усилить путем шлифовки алмаза на полное внутреннее отражение («бриллиантовая грань»).
Однако большинство алмазов — мутноватые камни, имеющие цвет от свинцов о-серого до черного; такие алмазы находят техническое применение. Алмазы не только предмет роскоши, но и очень ценный материал для промышленности, так как они обладают огромной твердостью, которой не постигает ни один из известных материалов. Например, шлифующее действие алмазного порошка в 140 раз выше шлифующего действия корунда — основного компонента современных абразивных материалов.
Поэтому алмазы применяют в инструментах для сверления, резания и шлифования очень твердых материалов, для волочения особо тонкой проволоки, например в производстве ламп накаливания, в качестве подшипников в сверхточных приборах и т.д. Все мы знаем также о применении алмаза для резки стекла. В этом случае алмаз надо крепить в инструменте так, чтобы резка осуществлялась естественной кромкой кристалла; тогда он не только царапает стекло, но и расщепляет его, как клин. Правда, алмаз настолько хрупок, что его можно растереть в порошок в стальной ступке.
Однако резать и шлифовать его можно только алмазными же инструментами.
Столь многообразное применение алмазов вызывает большой спрос на них. Начиная с прошлого столетия множество ученых (а вместе с ними множество современных алхимиков и шарлатанов) пытались получать искусственные алмазы. Для этого нужно «всего лишь» перестроить обычную структуру углерода в алмазную. Однако, как показывает фазовая диаграмма углерода, очень трудно достичь области, в которой происходит образование алмазов. Для этого необходимы температуры 2000-3000 °С и давления свыше 3000 МПа! Даже лучшие специальные материалы выдерживают такие давления лишь тогда, когда они находятся сами под большим давлением, так чтобы разность давления внутри сосуда и вне его не превышала 1000 МПа.
Исследователи, занимавшиеся производством алмазов сотню лет назад, этих закономерностей не знали. Англичанин Хэнней одним из первых нагревал парафин и костное масло в заваренных с обоих концов стальных трубках. При этом он получал кристаллики до сих пор хранятся в Британском музее.
Другой путь получения искусственных алмазов указал французский физик Муассан в 1894 г. Пытаясь воспроизвести условия образования алмазов в железных метеоритах, он насытил расплавленный чугун углеродом и быстро охладил его. Однако вопреки утверждениям многих учебников, Муассану никогда не удавалось получить искусственные алмазы — его опыты оказались безуспешными. Другие исследователи пытались закристаллизовать испаряющийся из электрической дуги между угольными электродами углерод с помощью жидкого воздуха (О.Руфф, 1917 г., М.Гофман, 1931 г. и т.д.). Но они получали только графит.
Только в 1953-1954 гг. одной американской и одной шведской группам ученых удалось из парафинов в присутствии металлических катализаторов получить алмазы при температуре около 2000 С и давлении 5300 МПа. В 1958 г. группа советских исследователей получила искусственные алмазы, а с 1961 г. налажено их производство в значительных масштабах. Хотя некоторые соединения металлов с углеродом (карбиды вольфрама, титана и ванадия) вполне способны конкурировать с искусственными алмазами, все равно потребность в алмазах довольно велика и останется такой же в будущем.
Полноты ради упомянем, что при очень высоких давлениях могут существовать и другие модификации углерода, обладающие более металлическими свойствами, чем графит. Однако практического применения эти модификации не нашли и вряд ли найдут.
