提到钻石,可以说是家喻户晓,立刻会联想到各种钻戒、钻石项链等珠宝首饰。但说到金刚石,可能有些人就会比较陌生了,想到比较多的可能就是金刚钻了。
有句俗语叫做“没有金刚钻,就别揽瓷器活”。大家知道陶瓷是很硬的,其实它的硬度比大家想象中的还要高很多(硬度可以达到一般钢铁的5倍以上),现在市面上还有很多陶瓷刀具。可见要在陶瓷上钻孔打眼,一般的钻头是无法做到的,这时候往往就要用到金刚钻,金刚钻就是以金刚石为钻头的一种加工工具。
说到这里,就要仔细讲一讲金刚石了。
什么是金刚石?
学术上来讲,金刚石(diamond)是碳元素的一种固态形式,其中每个碳原子以共价键的形式连接着周围的四个碳原子,构成一个正四面体的结构。听起来很懵?看下图。
这样的原子结合方式(晶格)使得碳原子能够以最紧密的方式堆积起来,从而金刚石成为了世界上原子密度最大,硬度最高的物质。其实这就像是我们玩泥巴,把泥巴拧得越紧它就越硬。
那金刚石与钻石有何区别?
准确来讲,金刚石(diamond)是一种自然界的固体碳材料,而钻石(gemstone diamond)是将金刚石打磨而成的一种宝石。两者价格相差较大(虽然都比较贵),主要在于金刚石在打磨过程中耗费很大的人力,物力,财力还有时间。由于金刚石是世界上最坚硬的物质,要将一块大的金刚石原料进行切割和打磨到理想的形状与质量,有时甚至需要花费几年的时间。
金刚石会用来制作成宝石,也就是钻石,主要的一个原因就是因为它的硬度,它不会被其他任何材料刮花,所以它可以很好的保留自身的光泽。
另一方面也是因为金刚石有很强的色散特性,它可以很好的将白光分散成五颜六色的光,这也是它最大的魅力之一。
金刚石从何而来?
金刚石分两种,天然金刚石和人造金刚石。
对于天然金刚石,由上述的介绍可以知道,为了形成金刚石结构,碳原子需要被“挤得很紧”。显然,这需要大的压力,此外,还需要足够的能量使碳原子重构,所以天然金刚石往往是在高温高压的环境下形成的。
为了达到这种条件,大部分的金刚石都是在地下150-250千米形成的,其形成时间在10亿到35亿年左右,可见金刚石之珍贵。大概在几亿年前,它们随着火山喷发被带到了地表,所以人类才有机会得以开采。
人造金刚石目前有两种手段,一个是模拟自然界进行高温高压合成,另一个是使用化学气相沉积法进行合成。两种方法合成的金刚石都主要应用在工业中,如切削刀具,金刚石涂层(耐磨耐腐蚀),作为抛光粉等等,目前的技术还很难在短期内合成像天然金刚石一样的连续整体的,具有宝石价值的商业化金刚石。
人造金刚石
金刚石涂层切削刀具,广泛应用于航空航天材料的加工
金刚石一定是无色透明的吗?
不一定,这取决于金刚石里面的杂质。当然,不是说有杂质金刚石就不好,反而有些杂质可以提高金刚石的价值。
比如,若金刚石里面某些碳原子被硼取代,那它便是蓝色透明的,可以做成蓝钻石;而如果其中部分碳原子被氮原子取代,那就成为了**透明的金刚石。
希望之钻(全球最大的蓝钻石,4552克拉(9104克),现置于美国国家自然历史博物馆)
此外,如果金刚石中的某些缺陷还可以使得它变成褐色透明的。另外还有粉色、紫色、红色等。
2008年,一颗名为维特斯巴士的蓝钻石,重3556克拉(1克拉等于02克),以2400万美元的价格在拍卖行成交。
维特斯巴士钻石
2009年,另一颗重为703克拉的蓝钻石被拍卖到了950万美元。同年,一颗重5克拉的粉钻石在香港以1080万美元的价格拍出,创造了史上钻石单克拉最高价。
如何鉴别金刚石或者钻石?
这里有几个简单的方法:
1用砂纸轻轻磨一下,有划痕的就是假的;
2往上面滴一滴水,如果水马上散开就是假的;
3对着它哈一口气,如果雾气很久才蒸发掉则是假的;
4最简单的,肉眼观察,金刚石具有强烈的色散特性,是一般赝品无法比拟的,所以真正的钻石可以散射出非常明显的五彩斑斓的光泽。
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罗斯利夫斯星光红宝石:重达1387克拉,是世界上少数的大颗星光红宝石之一。这枚星光红宝石干净透明,六条星线非常锐利。宝石产自斯里兰卡,现在收藏于美国史密森博物馆。
清代红宝石佛手:重为66769克拉,长592厘米、宽3648厘米、高598厘米。以整块红宝石雕琢成佛手形,状如拳指,形态自然。色深红,晶莹光润,世间罕见,价值连城。当时为清宫相当珍贵的陈设品。现珍藏在北京故宫博物院。
泉佳美星光红宝石原石:重量为170001克拉,长619厘米、宽432厘米、高648厘米,产于缅甸抹谷。颜色鲜艳,自然形成山字形态,晶体完整,颗粒之大世界罕见,被誉为“中国民间珍宝”。现珍藏在青岛泉佳美硅藻泥宝石展览馆。
卡门·露西娅红宝石:重231克拉,是目前展出的最大的优质刻面红宝石。宝石镶嵌在一个由碎钻做点缀的白金戒指上,透过这颗深红色的宝石向其内里看去,宛若烟花一般的绚烂光彩,经过棱角的折射后熠熠生辉。现珍藏于美国史密森博物馆。
玛丽路易丝的王冠:拿破仑送给玛丽·路易丝王后一整套红宝石珠宝,用来在婚礼上佩戴。其中最尊贵的莫过于这件红宝石王冠。
罗克斯堡红宝石套装:这是19世纪罗克斯堡公爵夫人的心爱之物,包括一条项链以及配套耳环。其中项链制于1884年,含 24枚红宝石和24枚钻石。这套红宝石套装最终以576万美元的售价,创下了当时红宝石首饰套装价格的最高纪录。
英国女王红宝石王冠:伊丽莎白女王婚礼时,她收到缅甸赠送的96颗红宝石以及一对镶嵌有红宝石和钻石的垂状饰物。1978年,女王将这些礼物改造成现在这顶王冠,而她所戴的这条项链是她的父母乔治六世国王和伊丽莎白王后赠送的礼物。
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