钻石是世界是最硬的物体!为嘛它还是那摸的易碎?

钻石是世界是最硬的物体!为嘛它还是那摸的易碎?,第1张

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,但有时人们对二者并不加细分。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(C)元素组成的单质晶体。

金刚石是自然界中最硬的物质,是摩氏硬度10级的唯一的矿物,所以被誉为“硬度之玉”。它的抗摩硬度是刚玉的140倍,超过石英的1100倍,因而其无与伦比的硬度可想而知。

应当指出:这里说的金刚石硬度特别大,是指它抵抗外力刻划的能力强;但它又具有脆性,怕重击,重击或跌撞后将会顺其解理破碎。

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钻石的硬度为莫氏硬度 10 级;

※※金刚石自古就是最名贵的宝石,以透明无瑕疵、无色或微蓝为上品。其加工成品称为钻石。

金刚石无色、透明或微带蓝、黄、褐、灰、黑等色。灰或黑色的圆粒金刚石称为黑金刚石。有些金刚石已可通过人工方法使之改色标准金刚光泽折射率高达240~248。具强色散性。在X射线照射下发蓝绿色荧光,这一特性被用于选矿。八面体解理中等。质量最好的金刚石比重可达 353,而黑金刚石仅为 315。摩斯硬度10,是已知物质中硬度最高的。具半导体性。金刚石加热到1000℃时,可缓慢转变为石墨。

■莫氏硬度表

滑膏 /12 ----1滑石 2石膏

方萤/ 34----3方解石 4萤石

磷长/ 56 ----5磷灰石 6正长石

英黄/ 78----7石英 8黄玉

玉刚/ 910----9刚玉 10金刚石

十亿很多年前,氧原子紧密联系在地面下列100英里(161公里)或更加深入的锅状、髙压非常高的地区。这类晶体是地球上最硬实的纯天然矿物质,也就是地球上最硬实的纯天然矿物(115零摄氏度),其工作压力做到水平面工作压力45,000倍。

金钢石掩埋在地球上最深处数千万年,直至火山活动将其以熔岩的方式送到地面。竖直的岩石层称之为“金伯利岩管状”,是这种古时候活火山的遗址。历经一段时间的腐蚀,这种钻石的翡翠原石被从母岩中去除。

伴随着流水和溪流的流动性,这种钻石晶体最后进到沙砾和细沙中,这一般离出产地很远。十九世纪末期之前,在这种冲积层中发现并搜集了全世界的钻石。如今,大部分钻石发现于金伯利岩管状脉,这类管状脉是采掘钻石的关键来源于。

一八六九年,在巴西发现金伯利岩管状毛细血管,意味着当代钻石工业生产的开始。开采主题活动随着发展趋势,每一年可生产制造出数百万卡拉的钻石翡翠原石,在其中包含1967年在博茨瓦纳的一项重特大发现,及其非洲、澳洲、西西伯利亚和澳大利亚西北部地区的别的地域。

到 20 世纪末,土地已不再是钻石的唯一产地。1970 年,通用电气 开始在实验室里制造钻石,1984 年出售了第一颗实验室制造的宝石级钻石。随着科技的进步,人造钻石变得愈发常见,也愈发难以检测。

给大家科普一下

全世界钻石的储量和生产概况:

已探明天然钻石储量大约有25亿克拉,其中澳大利亚65亿克拉,扎伊尔55亿克拉。按开采水平现有钻石储量只能开采25年,但随找矿科技水平的提高,每年都发现有新的矿区,近几年加拿大钻石储量明显增加。

自从钻石开采以来,共采出钻石350吨左右,即175亿克拉,全世界每年开采钻石在9000万-1亿克拉,其中宝石级占17%-20%。20%宝石级钻石价值相当于80%工业级金刚石价值的5倍。

钻石,因为钻石的分子结构是四面体很坚固,因为每一面都是三角形,大家都知道三角形是最不易变形的,而大理石只是混合物,所以相比于坚固的钻石,还不是很硬

钻石是自然界中最硬的物质,摩氏硬度10,也是唯一硬度达到10级的天然矿物。

红、蓝宝石的摩氏硬度是9,水晶的摩氏硬度是7。钻石的绝对硬度是红、蓝宝石的140倍,是水晶的1100倍,所以也称钻石为"硬度之王"

大理石硬度只有5

在规定的荷载作用下,材料发生破坏时的应力称为强度,硬度则是材料抵抗外力变形的能力,是一个综合性能指标。不如强度那样可以在规定条件下测定。钻石是目前天然物质中硬度最高的物质。但是一些人工合成的材料,如一些碳纳米材料硬度甚至比钻石还高。

钻石的切割

最早出现在戒指上的钻石,是天然八面体形状的原石,大约从十四世纪开始,人们将钻石进行一定的加工后再镶嵌,早期切割工匠将钻石设法磨出尖;十五世纪出现台面切割,到十六世纪,玫瑰式切割开始出现,这种切割样式一直延续到十九世纪。明亮式切割的出现饰钻式切割的一大进步,使钻石有更美好的亮光与火彩。

1914年安特卫普的钻石切割样师托考夫斯基发表了他根据钻石的折射率和色散率切割的比例,受到广大欢迎,今天明亮式的切割虽有改进,但大多仍是以托考夫斯计算的比例为基础,然而,钻石切割是艺术与技术相结合的产物,需要长期的经验积累和人才培训,因此钻石的切割主要集中在那些传统的切割中心。目前,世界上有四个主要的切磨中心。

印度的孟买

美国的纽约

比利时的安特卫普

以色列的特拉维夫

除此之外,泰国、中国俄罗斯、南非也正在发展成为主要的钻石加工、切割中心。每一颗璀璨夺目的钻石都需要精心的切割、加工,才能使之释放出应有的光泽愈光彩,这也是人与自然的完美结合。但行业内惯常的说法“俄罗斯工”、“比利时工”、“印度工”与上述切割中心并无直接的来源关系,即“俄罗斯工”钻石不一定指这颗钻石是由俄罗斯的某加工厂加工的,而是暗示这颗钻石的加工的切工非常完美(相关内容将在4C评价部分再作介绍)。

切磨过程:

一颗钻坯看起来并不起眼,必须经过仔细的切磨、加工,才会成为我们所惯见的闪烁生辉的钻石。因此,钻石的车工,直接影响钻石的价值,详见后述。最理想的切割效果当然是保持钻石的最大重量、尽量减少瑕疵,并充分展示钻石的美,以使钻石光彩照人。一般的切割过程包括以下几个步骤:

标记(划线):这是钻石切割的第一步,先检验钻坯、并在钻石表面做标记,做这项工作的人有着丰富的经验并精通加工技术。最终目的是制造出最大、最干净、最完美的钻石,以尽可能高地体现钻石的价值。划线员必须留意两点:即既要尽量保持最大的重量,又要尽量减少内含物。划线员利用放大镜研究钻坯的结构,如果是大颗粒钻石,这项工作可能要历时数月,对普通钻坯则需要几分钟。不过,不论钻坯如何细小,每一颗钻石都要经过详细的检查以做出正确的判断。

划线员用印第安墨水在钻坯上划下标记,显示该钻坯要沿此线分割。通常尽可能沿钻石的天然纹理方向划线。

分割原石:包括劈割和锯切。

劈割:劈割师将划好的线的钻坯安放在套架上,然后以另一颗钻石沿分割线削一个凹痕,再把方边刀放在凹痕上,以手捶在劈刀上以合适的力敲击,钻石会沿纹理方向被劈成两半或多块。

锯切:大多数钻石并不适宜劈开,这时需要用锯切开,由于只有钻石才能切割钻石,因此锯片是一张在边缘涂有钻石粉及润滑剂的磷青铜圆片。钻石固定在夹子上,锯盘以高速旋转,即可将钻石锯开。现代激光技术引入钻石切割,大大提高了钻坯的加工效率。

成型:锯开或劈开的钻石再送到打圆部门去打圆、成型,即按照设计要求将钻石做成圆形、心形、椭圆形、揽尖形、祖母绿形等常见的切割花形,或其它特殊的形状。由于钻石是目前为止人类所认识到的最硬的天然物质,所以只有钻石才能打磨钻石,而且因钻石各个方向的硬度略有不同。所以研磨时要凭借经验,把握住钻石的基本形态:三方体、八面体、十二面体及晶体特性。一般方法是将钻坯高速旋转的车床上,然后用另一臂杆上的钻石把转动中的钻坯打圆。

起瓣、抛光:在一个涂有钻石粉和润滑油的铸铁圆盘上,车磨出所有瓣面(刻面),使钻石发出诱人的光彩。研磨的过程通常是,首先在底层做出8个大面,然后做16个刻面。加尖底,共25个刻面,正确改错了,并由此延伸出三角小面,风筝面及腰上刻面,一共33个刻面,这样一颗圆形钻石一共58个刻面,如果没有底尖的小刻面则共有57个刻面。并不是每颗钻坯都必须经过全部五道工序,这须视钻坯的本身特点、所要达到的目标而定,如对前述的“扁平状”钻坯可能就不用劈割这道工序,又如加工祖母绿钻石就不须经“打圆”的工序。然而,任何钻石毛坯,有两道工序是必不可少的,这就是“划线”、“起瓣、抛光”。一颗精工切割的钻石所产生的瓣面,其位置和角度都是经精确计算的,使钻石发出最大的光彩。由此可见,切割世界上最坚硬的宝石——钻石,不仅需要先进的设备,更需要切割师由丰富的经验、高度责任心和全神贯注,才能释放钻石全部的灵彩。首饰柜台里一颗钻石,可能遗穿越过许多国家,经过若干人之手,通过加工、镶嵌、制作后才成为一件钻石首饰。

随着科学技术的进步,激光技术、电子计算机记述的引入,可以使钻坯的设计、切磨更加精确无误

钻石的莫氏硬度为10级,莫氏硬度是衡量矿物硬度的标准,共分为10级,钻石,也就是金刚石达到了最高级第10级。莫氏硬度是通过矿物间相互划伤来判断其硬度大小,如果某矿物将另一个矿物划出划痕,那就证明这个矿物的硬度比另一个要硬。钻石可以划伤一切矿物质,所以钻石的莫氏硬度为10级,同时也得出钻石是世界上硬度最大的物质。

钻石的成分和常见的媒、铅笔芯、糖的成分基本相同,碳元素在较高的温度、压力下,会逐渐结晶形成石墨,同时在高温、极高气压以及还原环境下,就会结晶形成珍贵的钻石。

钻石是由金刚石组成的,而金刚石的主要元素是碳。碳本身的硬度并没有那么大,但是金刚石内的碳的排列方式很特别 。在金刚石的内部,每一个碳原子都与周围的4个碳原子紧密结合,从而形成一种致密的三维结构。这种结构从未在其他的矿物中见到,也使得钻石成为了世界上最硬的矿物。

其实早在古希腊时代,欧洲人就知道了钻石的坚不可摧的特质,并将这一特质与坚贞不渝联系在一起。古希腊人用adáma(坚不可摧)来称呼钻石,英语中“diamond”(钻石)和“adamant”(坚定不屈)的就是来源于adámas这个词。

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