钻石的十大优点是:
1、硬度
钻石的莫氏硬度为10,这是人类发现的最坚硬的天然物质。与其他宝石相比,钻石镶嵌在首饰上,更能抵抗各种材料的磨损和划伤。因此,钻石一旦拥有,就可以代代相传,因为它们永远不会被佩戴,永远都会佩戴新的。
2、韧性
金刚石具有较高的韧性,但其边缘相对较脆,磨损时应避免碰撞。
3、比重
金刚石的比重为3.52g/cm3,比普通宝石的比重大,说明其原子排列更紧密。
4、热导率
金刚石是已知材料中导热能力最强的材料,使金刚石广泛应用于航空工业和微电子工业。
5、热膨胀率
金刚石的热膨胀率很低,没有因温度变化而出现明显的热膨胀和冷收缩现象。
6、折射率
钻石的折射率为2.417,是所有天然无色宝石中折射率最高的,使光线进入钻石并汇聚回中心。
7、分散率
金刚石的分散率为0.044。这也是最天然的无色宝石。钻石之所以具有这种特性,是因为它们能将白光分散成光谱彩虹色。
8、光泽
光泽与折射率有关,折射率是物体表面反射光的特性。金刚石是一种典型的金刚石光泽,它使金刚石经过切割和磨削后具有极为耀眼的光泽。
9、亲脂性
金刚石表面易沾油,亲油性强。
10、对化学品的反应
金刚石具有很高的化学稳定性,酸、碱和一般化学物质对它不起作用。
钻石是如何形成的,它的分布有什么特点?
钻石又称金刚钻,它是由碳元素组成的,由于它坚硬的性质,金刚钻在我们生活中应用非常的广泛,它既是工业上的切割材料,又是被人们所珍藏的贵重珠宝,很多男生在向女生求婚的时候。用到的戒指都是钻石,钻石被视为永恒的爱情的象征,女生如此喜欢的钻石是怎样产生的呢?它的分布有什么特点呢?接下来,让小编跟大家细说一下。
钻石的产生已经有上亿年的历史了,,它是一种远古时代岩浆冷却下来火山岩,钻石被埋藏在地下很深的地方,他们得以重见天日是由于火山的喷发,火山喷发时,岩浆将地下的钻石带入靠近地表的地方,钻石然后得以被人类发现,刚刚开采出来的矿石是需要多重筛选,才能从中得到金刚石了,而我们所用于珠宝的钻石只占其中的20%,大部分的金刚石由于纯度不高,都只能用于工业的切割等用途上,所以说钻石采集量是非常的低,这也是钻石贵重的原因。
在世界范围内,各个地方都有发现钻石矿,但是世界上的金刚石主要来源于澳大利亚,刚果,俄罗斯,南非等,他们都是著名的金刚石产地。在长久的开采过程中,人们发现在石榴石和橄榄石这两种矿物开采地方,发现金刚石的可能性相对比较大,因此这两种矿石当做寻找金刚石的指引。在我们国家发现的最大钻石是金鸡钻石,它重达28125克拉,是在我国山东被发现的。
由于钻石的稀少,很多人都喜欢收藏钻石,但是钻石的价值受很多方面的影响,如纯度、大小等等,所以我们在收藏钻石的时候要慎重考虑。
尽管有许多天然宝石、合成宝石及人造产品在外观上可以模仿钻石,但钻石以其金刚光泽、较高的色散值、完美的圆钻形切工可与其他宝石相区别。压线实验和滴水实验可区别钻石与大多数外观相似的钻石仿制品。
钻石可分为无色—浅色系列及彩色系列两类。无色—浅色系列包括无色、浅**、浅棕色(茶色)和浅灰色等颜色的钻石;彩色系列钻石包括深黄、褐、灰及浅至深的蓝、绿、橙黄、粉红、红、紫红,偶见黑色。纯净的钻石多透明,但由于常有杂质元素进入矿物晶格或有其他矿物包裹体的存在,钻石可呈半透明甚至不透明。
(1)光泽鉴定:钻石具有自然界透明矿物最强的金刚光泽。观察光泽时要注意:受高温溶蚀的钻石表面光泽较弱,而未受高温溶蚀的钻石晶面及解理面光泽较强。
肉眼观察颜色与钻石相近的天然宝石时,可利用钻石的重要鉴定特征金刚光泽区别。YAG、GGG、CZ等人工宝石为亚金刚光泽,有经验的鉴定人员以此可区分。
(2)掂重:钻石的相对密度为352,掂重可区别相对密度较低的水晶、绿柱石,也可区别高密度的仿钻材料,如YAG、GGG、CZ等(表4-1)。
(3)硬度鉴定:摩氏硬度10的钻石是自然界中硬度最高的物质。硬度测试属于破坏性鉴定,一般不采用此种鉴定手段。但据宝石间长期擦划所形成的表面刻划痕,可鉴定硬度较低的仿宝石材料(如玻璃),钻石表面不会有刻划痕,低硬度的仿制品可见划痕。
(4)亲油性试验:钻石具有亲油疏水性,据此可鉴定钻石及其仿制品。用油性墨水笔在钻石表面划过时,可留下清晰而连续的线条。仿钻材料油笔划过留下的则是不连续的定向排列的小油滴。
钻石的矿物名称为金刚石,英文名称为Diamond,源自希腊语“adamant”,意思是“坚不可摧”。
钻石与红宝石、蓝宝石和祖母绿一起并称为四大珍贵宝石。目前钻石已成为结婚的信物,并被誉为四月的生辰石,象征坚韧、永恒和纯洁无瑕。
一、钻石的化学成分和分类
1化学成分
钻石是具有立方结构的碳。主要成分是C,其质量分数可达9995%,次要成分有N、B、H等。其他微量元素还有Si、Al、Ca、Mg、Mn、Ti、Cr等。
2分类
钻石的分类最早由Robertson、Fox和Martin等三人根据钻石在红外区吸收带和对紫外光透射的差异提出,他们认为Ⅰ型钻石能透过400~300nm的紫外光并在红外区显示与氮有关的吸收带,而Ⅱ型钻石可透过低至220nm的紫外光并在红外区无明显的吸收带。
1959年美国的Kaiser和Bond发现Ⅰ型和Ⅱ型钻石的差异与杂质氮有关,后来人们又发现在含氮的钻石中氮的最常见的存在形式不只一种,氮以单个氮原子分散在钻石中,称为C心、以原子对集合体出现,称为A心、3个氮形成的原子团称为N3中心,而多于4个原子的原子团则称为B集合体(B心),也可为一些较大的有几个原子厚的扁平层偏片晶氮存在,称为D心。钻石的分类是按照是否含氮和硼及氮的聚型类型划分如下(表14-1-1)。
表14-1-1 钻石的分类
天然钻石中Ⅰa型钻石约占98%以上,Ⅱa型占1%左右,Ⅰb型和Ⅱb型很少,人工合成钻石中以Ⅰb型为主,少量为Ⅰb和Ⅰa型混合型。
二、钻石的结构与形态
1晶体结构
钻石属等轴晶系, ;a0=035595nm;Z=8,具立方面心格子,C原子位于立方体角顶和面的中心,将立方体平分为8个小立方体,在其中4个相间排列的小立方体的中心还存在C原子,呈四次配位。每个C原子以SP3外层电子构型与相邻的4个C原子形成共价键(如图14-1-1)。C—C间距为01542nm,C-C-C键角109°28′16″。
图14-1-1 钻石的晶体结构
2形态
钻石属六八面体晶类,Oh-m3m(3L44L36L29PC),常见单形:八面体o{111},菱形十二面体d{110}、立方体a{100}及其聚形(图14-1-2a和图14-1-2b)。
图14-1-2a 钻石的常见晶形
钻石晶体通常呈歪晶,由于溶蚀作用使晶面棱弯曲,晶面常发育阶梯状生长纹、生长锥或蚀象,且不同单形晶面上的蚀象不同,八面体晶面上可见倒三角形凹坑,立方体晶面上可见四边形凹坑,十二面体晶面上可见线理和显微圆盘状花纹。
钻石的双晶依(111)最普遍,可成接触双晶、星状穿插双晶或轮式双晶。其中三角薄片(macle)接触双晶具有典型的扁平三角形外观,在双晶两个平面结合处环绕钻石有明显的青鱼骨刺纹,在钻石贸易中称为结节。
三、钻石的光学性质
1颜色
钻石的颜色分两个系列:即无色—浅**系列和彩色系列。无色—浅**系列钻石的颜色为:无色至浅黄、浅褐;彩色系列钻石的颜色一般为深黄、褐、灰及浅至深的蓝、绿、橙黄、粉红、红、紫红色,偶见黑色。
图14-1-2b 钻石晶体不同聚形示意图
大多数彩钻颜色发暗,强至中等饱和度、颜色艳丽的彩钻极为罕见。彩钻是由于少量杂质 N、B和H原子进入钻石的晶体结构之中,形成各种色心而产生的颜色。另一种原因是晶体塑性变形而产生位错、缺陷,对某些光能的吸收而使钻石呈现颜色。
(1)黄至棕**钻石的颜色是由于N原子代替C原子而产生的。理想的钻石晶体是禁带很宽的半导体,宽的禁带避免了可见光范围内的一切可能吸收,因此理想的钻石是无色的。当N原子代替部分C原子时,由于氮外层有5个电子,代替碳原子后多余一个电子,这电子在禁带中形成一个新的能级,相当于减少了禁带宽度,从而使得晶体能吸收可见光范围内的光能而呈现颜色。N原子代替C原子有不同的形式,一种情况是孤立的N原子代替C原子,它对能量高于22eV(波长小于560nm)的入射光有明显的吸收,使钻石呈现一系列**、褐色、棕色,其颜色很鲜艳浓郁,Ⅰb型钻石的颜色往往由该种色心引起;另一种情况是金刚石内N原子可移动聚合在一起形成多个N原子集合体,这种集合体对400~425nm光有明显的吸收作用,同时对4772nm有弱吸收,由于人们对4772nm吸收反应灵敏,4772nm蓝光被吸收后,钻石呈现**。
(2)蓝色钻石:从晶体完美程度来讲,蓝色钻石是最好的,也是极罕见的。它不含N却含有微量B(wB<1%),属Ⅱb型钻石。正是这些B使钻石呈现美丽的蓝色。少数含H杂质的钻石也呈蓝色。
(3)粉红色钻石和褐色钻石:这两种彩钻都是由于钻石在高温和各向异性压力的作用下发生晶格变形而产生的颜色,相比之下粉红色钻石罕见得多,因而极其昂贵。这种晶体缺陷在极端情况下可形成紫红色钻石。
(4)绿色钻石:绿色和蓝绿色钻石通常是由于长期天然辐射作用而形成的。当辐射线的能量高于晶体的阈值时,碳原子被打入间隙位置,形成一系列空位-间隙原子对,使钻石的电子结构发生变化,从而产生一系列新的吸收,使钻石着色。若辐照时间足够长或辐照剂量足够大,可使钻石变成深绿色甚至黑色。辐射造成的晶格损伤有时还可形成蓝色钻石和黄褐色钻石。
2光泽
钻石具有特征的金刚光泽,金刚光泽是自然界透明矿物最强的光泽。但钻石的光泽有时会因表面不平而显得暗淡。
3透明度
钻石的透明度为透明-不透明。纯净的钻石应该是无色透明的,但由于地质条件的复杂性,常有杂质元素进入钻石的晶格或以包裹体的形式存在于钻石中,使钻石的透明度受到一定的影响。
4光性
钻石属等轴晶系,为均质体,在正交偏光下全消光,但有些钻石由于内部应变或内部含有包裹体,偶见异常消光。
5折射率
钻石为单折射宝石,在钠光(5893nm)中折射率为2417,超过了常规折射仪的测试范围,是透明矿物中折射率最大的。
6色散
钻石的色散强,色散值为0044,比天然无色透明宝石的色散都高,所以我们在切割标准的钻石表面能看到漂亮的“火彩”。
7发光性
(1)紫外荧光:钻石在紫外灯下的荧光可有不同的反应,有些钻石发光很强,有些则不发光。钻石在长短波紫外光下可呈现从无至强的蓝色、**、橙**、粉色等荧光,通常长波较短波的荧光强。
(2)X射线荧光:钻石在X射线下一般呈现蓝白色的荧光,且稳定性好,在钻石开采中可根据钻石X射线下的荧光特性,将其他砾石分选出去。
(3)阴极发光:阴极发光可揭示钻石的内部生长结构,钻石在阴极发光仪的电子束照射下,绝大多数钻石会发出阴极荧光,主要呈现蓝色、橙红色和黄绿色,天然钻石和合成钻石的生长条件不同,表现出的生长结构也不同,目前阴极发光技术已成为鉴别钻石是天然的还是合成的主要手段之一。
8吸收光谱
无色—浅**的钻石,在紫色区4155nm处有一吸收谱带;其他颜色的钻石的吸收线位于453nm,466nm和478nm处;褐—绿色钻石,在绿区504nm处有一条吸收窄带,有的钻石可能同时具有415nm和504nm处的两条吸收带。辐照改色的**钻石可能在498nm,504nm和592nm处有吸收带。
四、钻石的力学性质
1解理
钻石有四组八面体{111}方向的中等解理,{110}、{221}的不完全解理。图14-1-3为钻石{111}方向解理示意图。
图14-1-3 钻石{111}方向解理示意图
2硬度
钻石的摩氏硬度为10,是自然界最硬的矿物,钻石的硬度具有各向异性的特征,不同方向硬度不同,其八面体晶面的硬度大于立方体晶面的硬度,因此在钻石加工中可用钻石研磨钻石。
钻石具有很强的抗磨性能,摩擦系数小,其抗磨能力是刚玉的90倍。这种特性使钻石能高度抛光,并使每个小面边棱锐利、挺直。但值得注意的是,钻石虽硬,但常显脆性,在外力冲击作用下很容易破碎。
3密度
钻石的密度为352(±001)g/cm3,因钻石成分单一,并且纯度较高,所以钻石的密度相对很稳定。
五、钻石的内含物
钻石的内含物主要有浅色至深色矿物包体、云状物、点状包体、羽状纹和生长纹。矿物包裹体主要是钻石、橄榄石、辉石、石榴子石、锆石、刚玉、黑色石墨、暗色的赤铁矿、钛铁矿、铬铁矿、硫化物等。云状物由云雾状白色或灰色包体组成,羽状体则包括开放式裂隙和隐蔽式裂隙两种裂隙类型。此外,钻石中还可见生长纹和解理等特征。
六、钻石的电学性质和热学性质
1电学性质
Ⅰ型和Ⅱa型钻石是绝缘体,室温下电阻率为1014~1015Ω·cm。通常情况下,Ⅱb型钻石因含硼而电阻率降低,为25~108Ω·cm,为P型半导体,钻石半导体的电阻值随温度变化特别灵敏,甚至连很微小的变化(00024℃±)都能在瞬间被记录下来,这一特点被广泛应用于真空仪器和精密测温的仪器中。
2热学性质
(1)导热性:钻石具有很高的导热率,且导热率与含氮量有关。若300°K下其导热率为铜的3倍,则其含氮量<300×10-6。Ⅰa型钻石的含氮量多高于此值,故不宜作散热元件。Ⅰb和Ⅱ型钻石含氮量低,均具有很高的导热率,适于作散热元件。其中Ⅱa型钻石的导热率最好,约比铜高6倍,在190℃则升至30倍左右。
根据钻石的高导热率,宝石鉴定中可用钻石笔(热导仪)鉴定钻石和其仿制品;若简单地对着样品哈气,如果是钻石,则表面上的那层雾气比仿制品要消失得快,这是因为钻石传热快,钻石提供的热量让水膜迅速蒸发的缘故。
(2)热膨胀性:钻石的热膨胀性非常低,温度的突然变化对钻石的影响很小,但若钻石中有裂隙或含有热膨胀性大于钻石的包裹体时,温度的突变可能使钻石发生破裂。
(3)可燃性:高温下钻石可燃,燃点在空气中为850~1000℃,钻石在氧中加热到650℃时,即缓慢燃烧而变为气体二氧化碳。燃点和钻石与空气的接触面及增温率有关,一般小颗粒钻石比大颗粒钻石易燃。激光打孔就是利用该原理在很小区域内提供集中的热量,使空气中的氧将钻石中的暗色物质烧掉。在绝氧并加压的真空条件下,钻石加热到1800℃,可转变成石墨。
3其他性质
(1)表面性质:钻石表面具有亲油性和疏水性。由于钻石由非极性的碳原子组成,对水的H+和(OH)-不产生吸附作用,即水对钻石不产生极化作用,故钻石具有疏水性。
(2)化学稳定性:钻石对任何酸都是稳定的,甚至在高温下,酸对钻石也不显示任何作用,但在含氧盐类和金属熔体中,钻石很容易受侵蚀。
钻石也分等级的,国内卖的钻石大部分是很次的等级,这是真的,很么牌子都一样,至于特点,当然是有光泽,无杂质,透光度好,坚硬就不用说了,钻石怕高温,主要是怕火,毕竟分子结构是碳60,遇火就会燃烧,变成气体
钻石是世界上最稀有最贵重的宝石,是人类地位和身份的象征,贫穷者与钻石绝缘,也是最顶级的奢侈品,翻开历史自古以来有无数神奇的传说及诅咒与钻石有关,也是大自然赠给人类的宝物。佩戴钻石对人类的身体没有什么实质性的好处,人类之所佩戴它是因为它自身散发出来的无与伦比的美和光辉以及它的稀有可以满足人类的虚荣心。
钻石原石大多看起来外表像毛玻璃,一般为完美晶体,极少数透明,大多有蚀刻纹、坑洞等结晶缺陷,颜色也较多,以白色或乳白色较为常见,硬度大。
钻石原石基本的晶体形状有六面体、八面体、菱形十二面体
鉴别钻石的简单方法
一、钻石的单折射
钻石的单折射是由钻石的本质特性决定的。而其他天然宝石或人造宝石大多是双折射的。在10倍放大镜的观察下,很容易看到钻石的棱角出现重叠的影像,同时呈现两个底光。如果双折射的差异较小,比如锆石,也可以看到底光重叠的图像。
B钻石的吸附
对钻石油脂和污垢有一定的亲和力,即油污容易被钻石吸附。所以用手指摸钻石会有黏黏的感觉,手指好像也有黏黏的感觉。这是任何宝石都没有的。这种方法需要训练才能掌握其中的细微差别。
c、直线的特性。
这颗钻石有一个光滑的抛光表面。用钢笔蘸墨水,在钻石上画一圈。如果是真钻石,表面会留下光滑连续的线条,特点是直线。假冒产品会留下一行点。你应该用放大镜用这种方法观察。
d、独特的钻石光泽
在100度左右的白炽灯光下,与赝品对比,很容易看出哪颗钻石有钻石光泽。这种方法不应在太暗或强光下进行。
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