关于钻石硬度的概念

关于钻石硬度的概念,第1张

楼主的描述牵扯了多个物理概念:

1、硬度:是指材料抵抗其他物体刻划或侵入其表面的能力;

2、脆性:是指材料在外力作用下(如拉伸、冲击等)仅产生很小的变形即断裂破坏的性质;

3、解理:是指矿物晶体受力后常沿一定方向的平面破裂的性质。

钻石之所以被敲碎是因为其具有解理的性质,且属于脆性材料。严格的说来钻石是世界上最硬的天然物质,现在很多合成材料的硬度都超过了钻石。

综上所述,楼主问题回复如下:

1、有关文献记载,古人实际上没少干过用锤子砸钻石的糗事,以此来判断钻石的真假,导致相当多的有可能成为历史名钻的石头破碎一地!

2、用锤子敲碎钻石涉及脆性和解理两个物理概念,含义如上;

3、硬度与脆性、解理的区别见上面的释义。

f就是紫外线照射下钻石的荧光强度。

n是钻石的荧光强度

钻石是指经过琢磨的金刚石,金刚石是一种天然矿物,是钻石的原石。简单地讲,钻石是在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳元素组成的单质晶体。钻石美丽、稀有,是爱情和忠贞的象征,代表永恒不破的爱情。

2017年5月16日,苏富比拍卖行在瑞士日内瓦举行春季珠宝拍卖会,一对彩色梨形钻石耳坠以大约5740万美元、约合395亿元人民币的总价,创下拍卖史上的新纪录。这对梨形耳坠产自南非,除颜色不同,外形几乎一模一样,分别重约16克拉。其中,深粉色钻石名为“阿泰米斯”,拍出1550万美元(1067亿元人民币),另一颗钻石为深湖蓝色,名叫“阿波罗”,由于颜色比粉钻更罕见,价格是粉钻的两倍多。

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用抗压强度来衡量

钢材的抗压强度在数百到上千MPA,

金刚石则有100,000MPA,比钢材高了100倍

莫氏硬度没有数字上的可比较性。它只是人为规定了一些矿石的等级,比如金刚石是10级。高级的可以在低级的上面刻痕。

在原子层面上,玻璃是杂乱无章的,这使得它们容易变形和开裂。现在,化学家们发现了如何重新排布玻璃中的原子——所产生的材料甚至可以与钻石相媲美。

来自中国燕山大学的材料科学家团队发现了创造具有显著特性的玻璃所需的结晶和非结晶碳的关键比例。这种玻璃可以承受强大的压力。

一种材料的机械性能往往归结于其构建模块连接在一起的方式。钻石,由于它的每一个碳原子与相邻的碳原子都有四个共价键。这些键构成了坚实的桥梁,但也没有留下富裕的电子来携带电流,这就使钻石成为了绝缘体。

玻璃质固体没有重复的模式,至少通常如此。它们的整体结构,或多或少可以这么理解:当温度降到足够低的时候,液体里杂乱的颗粒全部原地立定。

然而,根据组分的不同,玻璃质材料可以有令人惊讶的近距结构程度。它们的无序排列也允许其有广泛的光学和机械性能,使它们更适合于某些技术。

以金属为基础的玻璃应结合两者的优势,提供结晶金属所没有的强度,同时仍具有导电性。

然而,玻璃的性态,仅凭理论是很难预测的。

因此,燕山大学的研究人员进行了实验,在大约25千兆帕(略低于25万个大气压)的高压下压扁被称为 "buckyballs" 的碳原子球体,然后在1000至1200摄氏度的温度下烘烤这种混合物。

随后,测试这些编号为AM-I、II和III的产品,化学家们绘制出原子相互结合的方式,显示它们成了半导体,其水平可与非晶硅相媲美。

但真正引人注目的是AM-III的机械性能。

钻石是最硬的已知物质之一。一种常见的硬度测量方法,称为维氏硬度测试,实际上就是使用钻石尖端来压入材料。材料越硬,留下一个相当痕迹所需的力(以千兆帕为单位)就越大。

划另一个钻石可能需要60到100千兆帕的力。

玻璃质材料AM-III在维氏硬度测试中的测量值在110至116千兆帕之间,使其成为迄今为止最硬的非晶态固体。将这种物质沿着天然钻石的平坦表面划过,会留下一条清晰的线。

随着时间的推移,或许我们能想出提高高硬度玻璃产能的方法,然后用它们替代高压环境下使用的硅晶体管。

鉴于这种玻璃的研发更侧重于实验性,在一系列压力和温度下压制和“烹调"其他碳同位素,如石墨烯,可能会有更多的发现。

材料科学最近已经进入了碳时代,科学家正想出巧妙的新方法,将排列方式不同的碳原子材料,所具有的机械和电气特性用于工业和科研。

我们将如何使用AM-III,现在还很难说,但有一天它可能成为电气工程师最好的朋友。

这项研究发表在《国家科学评论》上。

https://wwwsciencealertcom/this-record-new-type-of-glass-is-so-hard-it-can-even-scratch-diamond

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