钻石的物理化学性质有哪些

问题：很多人对钻石的了解就只局限于“高硬度,高色散”,却对其其他的物理化学性质不很明白,那么其他的物理化学性质还有哪些呢答案：钻石的化学性质为:主要是碳C（含量占9995%） 以及其它微量元素钻石的物理性质为:（1）硬度：H=10,自然界最坚硬的物质 （2）颜色：以无色白色为主还有黄、棕、粉、蓝、绿、红、褐、黑等彩色钻石,非常珍贵罕见（3）色散：色散高（0044）,加工打磨后出火反射出五颜六色光芒（4）光泽透明度：金刚光泽、透明到不透明（5）热导性：自然界中高热导率,热导仪可鉴定这些最基本的物理化学性质都可做为鉴定钻石的依据

　　宝石具有鲜艳色彩，坚硬而细腻的质地，抛光后具有美丽的光泽等特性，是什么原因导致宝石的形成呢下面就让我来告诉你宝石是怎样形成的吧。

宝石的形成

目前世界上已发现4000种左右的矿物，可用作宝石的矿物仅有200余种。宝石作为地质作用的产物，其形成的地质条件非常复杂，在各种不同的环境下要经历至少几百万年的时间才能形成。通常，按岩石性质，宝石可分三类：岩浆岩、变质岩与沉积岩。

1岩浆岩

岩浆岩又称火成岩，是由岩浆喷出地表或侵入地壳冷却凝固所形成的岩石。在岩浆从上地幔或地壳深处沿着一定的通道上升到地壳形成侵入岩或喷出到地表形成喷出巖的过程中，各种矿物特别是宝石会在特定的条件下形成结晶。

　　在岩浆岩中形成的宝石晶体种类繁多，有金刚石、祖母绿、红宝石、蓝宝石、水晶、橄榄石、镁铝榴石等。

2变质岩

变质岩是在高温、高压和矿物质的混合作用下由一种岩石自然变质成的另一种岩石。变质岩中产出的宝石主要有：祖母绿、红宝石、蓝宝石、堇青石、夕线石、蓝晶石、十字石、翡翠等。

3沉积岩

沉积岩，又称为水成岩，是在地表不太深的地方，将其他岩石的风化产物和一些火山喷发物，经过水流或冰川的搬运、沉积、成岩作用形成的岩石。

沉积岩中可有多种优质宝石，如钻石、红宝石、蓝宝石、玛瑙、欧泊、翡翠等。

宝石的现代应用

奈米氧化铝XZ-L14显白色蓬松粉末状态，晶型是α型。粒径是20nm;比表面积≥50m2/g。粒度分布均匀、纯度高、高分散、α-Al2O3，其比表面低，具有耐高温的惰性，但不属于活性氧化铝，几乎没有催化活性;耐热性强，成型性好，晶相稳定、硬度高、尺寸稳定性好，可广泛应用于各种塑料、橡胶、陶瓷、耐火材料等产品的补强增韧，特别是提高陶瓷的致密性、光洁度、冷热疲劳性、断裂韧性、抗蠕变效能和高分子材料产品的耐磨效能尤为显著。由于α相氧化铝也是效能优异的远红外发射材料，作为远红外发射和保温材料被应用于化纤产品和高压钠灯中。此外，α相氧化铝电阻率高，具有良好的绝缘效能，可应用于YGA镭射晶的主要配件和积体电路基板中。

其主要技术指标：

奈米氧化铝浆料XZ-L14外观 白色粉末。

奈米氧化铝XZ-L14晶相 α相。

奈米氧化铝XZ-L14平均粒度nm 20±5

奈米氧化铝XZ-L14含量% 大于 999%。

应用范围：

奈米氧化铝XZ-L14透明陶瓷：高压钠灯灯管、EP-ROM视窗。

奈米氧化铝XZ-L14化妆品填料。

奈米氧化铝XZ-L14单晶、红宝石、蓝宝石、白宝石、钇铝石榴石。

奈米氧化铝XZ-L14高强度氧化铝陶瓷、C基板、封装材料、刀具、高纯坩埚、绕线轴、轰击靶、炉管。

奈米氧化铝XZ-L14精密抛光材料、玻璃制品、金属制品、半导体材料、塑料、磁带、打磨带。

奈米氧化铝XZ-L14涂料、橡胶、塑料耐磨增强材料、高阶耐水材料。

奈米氧化铝XZ-L14气相沉积材料、荧光材料、特种玻璃、复合材料和树脂材料。

奈米氧化铝XZ-L14催化剂、催化载体、分析试剂。

奈米氧化铝XZ-L14宇航飞机机翼前缘。

宝石的共性

宝石按其价值特征可分为三大类，即高档宝石、中档宝石及低档宝石。每一类宝石由于生长环境条件等方面的差异，形成各自独有的特性。但这些宝石都是晶体，因而具有晶体共性，这些共性也就构成了宝石的特征标志—宝石共性。宝石的共性内容如下：

一、宝石均为单晶体

宝石在自然界主要以单晶体形式出现，个别会出现双晶体。在形成环境比较理想的条件下，会呈现相对完好的晶体形态，如海蓝宝石往往形成完整的六方柱状体。这些完整的晶体形态展示一种美丽的魅力，可以供人们欣赏、收藏，但大多数情况下，晶体的形态是不完美的。

二、宝石的颜色具有均匀单一性

宝石由于是单晶体，其组成的化学元素比较严格地遵守成分组成定律，对杂质离子有相对排他性，因而化学成分相对均匀、纯净，所以宝石颜色具有单一性，即一种宝石的颜色是由一种或两种比较固定的离子所引起的，如红宝石的颜色是由cr离子引起的，蓝宝石的颜色是由铁与钛离子所引起的。宝石的颜色是相对均匀的，即一种宝石的颜色基本上分布于整个晶体中。一种宝石由一种或两种色素离子构成一种较均匀的颜色。

三、宝石多呈透明体

宝石是单晶体，其组成的化学元素主要是惰性气体型离子和部分过渡型离子，其化学键主要是离子键、共价键及其二者的混合或复合键，这些化学键所形成的晶体呈透明状，因而宝石大部分为透明体。如钻石晶体由碳原子以共价键形成，所以钻石是透明的。

四、宝石的光泽

宝石的光泽是宝石表面的反光能力，它的特征取决于宝石晶体化学键的性质及晶体的相对密度等因素。不同种类的化学键的宝石晶体引起的光泽不同，如钻石的化学键为典型的共价键，形成的光泽为金刚光泽;磁铁矿晶体的化学键为共价键与离子键的复合键，形成的光泽为半金属光泽;水晶晶体的化学键为共价键，但晶体的密度小，光通过容易，所形成的光泽为玻璃光泽;黄金的化学键为典型的金属键，形成的光泽为金属光泽。

五、宝石的密度变化具有很小范围性

宝石晶体由于形成环境比较复杂，形成的温度压力相对要高，对其化学元素的组成相对要求严格，成分比较纯净，所以宝石的密度值比较稳定，变化范围相对要小得多，如钻石的相对密度值为352左右，变化范围较小，352值可作为鉴别钻石的标志。

六、宝石的导热性

宝石晶体对热的传导能力相对较强，即传热的速度较快，作为首饰使人们有凉爽的感觉。不同的宝石由于化学组成和化学键及其他因素的影响，它们之间的导热性差异也较大，如钻石晶体是自然界导热能力最大的—种晶体;而水晶晶体的导热能力相对要低。但与非晶体、玉石和有机宝石相比，宝石的导热能力要远远大于它们。

七、宝石的加工具有标准性

宝石是由各种晶面组成的几何体，宝石的美丽主要是通过面对光的反射、折射或透射表现出来的。要使光线照在宝石上呈现最佳的光学效果，对宝石刻面的加工则要求特别严格。不同的宝石晶体由于化学组成与化学键的差异，所形成的晶体特征也不同，同时也形成不同光性特征与光学方位。宝石的加工要求则体现在对每一种宝石必须按一定的光学方位来加工，具体反映在对宝石的晶面数目、大小、形状、面之间的夹角等要求上，形成一定的加工标准，这样才能保证其呈现出最佳的光学效果。如钻石的晶面数目要加工成57或58，刻面的形状要有八边形、三角形、邻边相等的四边形及三角扇形等，这些面要按照一定方式进行规律的分布，同时还要求各面的大小及面之间的夹角保持一定角度，即形成了很严格的规范。否则，则为加工失误，会影响宝石的美丽与价值。

八、宝石的体积相对要小，重量也轻

宝石由于是单晶体，在自然界的条件与环境下，其生长的速率很慢，生长的时间很长，所形成的晶体体积相对玉石则要小得多，其重量同样也小得多。如钻石晶体在自然界形成1克拉o2g，就被称为大宝石晶体。

九、宝石硬而脆

宝石是单晶体，化学键多为共价键、离子键或二者组成的复合键，这些化学键的特征是键的强度特大，形成的晶体硬度也大，抗击外力的打击和研磨的能力强，所以宝石的硬度都比较大。但由于这些化学键都是离子或原子在晶体结构中呈平衡的结果，其握力大小、离子或原子的位置都是固定不变的，因而其弹性系数低，导致晶体的弹性特差，容易超过弹性界限，使晶体呈现出脆性特征，即怕碰怕摔，容易碎裂。如钻石就是最硬最脆的晶体。

1、硬度

摩氏硬度10，新摩氏硬度15，显微硬度10000kg/mm2，显微硬度比石英高1000倍，比刚玉高150倍。金刚石硬度具有方向性，八面体晶面硬度大于菱形十二面体晶面硬度，菱形十二面体晶面硬度大于六面体晶面硬度。

2、颜色

金刚石有各种颜色，从无色到黑色都有，以无色的为特佳。它们可以是透明的，也可以是半透明或不透明。许多金刚石带些**，这主要是由于金刚石中含有杂质。

金刚石的折射率非常高，色散性能也很强，这就是金刚石为什么会反射出五彩缤纷闪光的原因。金刚石在X射线照射下会发出蓝绿色荧光。

3、亮度

金刚石因为具有极高的反射率，其反射临界角较小，全反射的范围宽，光容易发生全反射，反射光量大，从而产生很高的亮度。

4、结构

金刚石结构分为；等轴晶系四面六面体立方体与六方晶系钻石。

在钻石晶体中，碳原子按四面体成键方式互相连接，组成无限的三维骨架，是典型的原子晶体。

每个碳原子都以SP3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键，构成正四面体。

5、稳定性

金刚石化学性质稳定，具有耐酸性和耐碱性，高温下不与浓HF、HCl、HNO3作用，只在Na2CO3、NaNO3、KNO3的熔融体中，或与K2Cr2O7和H2SO4的混合物一起煮沸时，表面会稍有氧化；在O、CO、CO2、H、Cl、H2O、CH4的高温气体中腐蚀。