钻石是世界上最坚硬的物质之一,为什么有人说它很“脆弱”?

钻石是世界上最坚硬的物质之一,为什么有人说它很“脆弱”?,第1张

但说真的,坚硬的宝石就结实吗?很多高硬度的宝石,其实很“脆弱”

韧度:抵抗外部打击撕拉破碎的性能。如果不好理解,就想想熟悉的“脆性”。它俩几乎可以认为是一对反义词

硬度和韧度区别在哪儿呢?

可以这样理解,一颗宝石,你拿刀片去刻划,划不动,靠的是硬度。但如果你不小心将其掉到了水泥地上,摔裂了,除了怪你毛手毛脚,以及地面不铺地毯之外,也就只能怪宝石的韧度不够了,俗话说“太脆”。

                       

                           

个最典型的例子:钻石

钻石是世界上最坚硬的物质,可谓刀枪不入。但是,如果你将其丢到坚硬的地面上,不好意思,即使地面的硬度只有五到七,也能把坚硬的钻石摔个够呛。轻则底尖崩坏,出现裂痕,重则“粉身碎骨”。

是不是硬度越低的,韧度越高呢?

也不是。像硬度很低的滑石、石膏等等,收到轻微撞击,也极易粉身碎骨。韧度与硬度之间不具有必然的联系,韧度与矿物的晶体结构构造有关。我们常见的单晶宝石,硬度普遍不低,但韧度普遍欠缺,严禁磕碰。反而是一些结构致密的多晶集合体宝石,韧度不错。

最典型的当属和田玉。因为在和田玉中,晶体以极为致密的结构“缠绕”在一起,给人一种拉都拉不开的感觉。

不过这回是由无数细小金刚石颗粒以及一些黑色包体紧密集合而成的,不透明的“黑金刚石”。本身硬度最高,又最团结,就像那些天才,比你聪明又比你勤奋一样。黑金刚石才是真正的“无坚不摧”。

说了这么多,总算知道了,为什么世间最坚硬的钻石,一掉地上就完蛋,为什么号称多少代大猩猩玻璃的手机屏幕,一摔地上就变蜘蛛网而这些韧度高的宝石,也不是就可以随意磕碰了,也是需要爱护的。

世界上最硬的物质是金刚石即是钻石。人们在界玻璃时,只要用一把镶有金刚石的小刀在玻璃上轻轻一划,坚硬的玻璃就会立刻「一分为二」;地质勘探用的钻探机、钻头上镶上了金刚石,能大大加快向下钻进的速度。

金刚石和煤、石墨一样,它的化学组成都是普普通通的碳。奇怪的是,金刚石的硬度却大大超过它的「同胞兄弟」,这是因为它们的分子结构不一样。在石墨分子中,碳原子相互的结合力很小,很容易滑动、散开;而金刚石分子中,它的碳原子是整齐地排列成立体结构,原子与原子之间牢固地连结起来,所以特别坚硬。世界上天然金刚石的产量很小,因此很珍贵。近年来,人们已用石墨制成了人造金刚石,可与真正的金刚石媲美。

金刚石是目前已知最硬的物质,其显微硬度为9859Gpa。

自然状态下金刚石最硬

人工合成的有很多比如合金钢中就有比金刚石还硬的

是金刚石也叫钻石

硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高,耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

1布氏硬度(HB)

以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面,保持一段时间,去载后,负荷与其压痕面积之比值,即为布氏硬度值(HB),单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。

2洛氏硬度(HR)

当HB>450或者试样过小时,不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为159、318mm的钢球,在一定载荷下压入被测材料表面,由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同,分三种不同的标度来表示: • HRA:是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。

HRB:是采用100kg载荷和直径158mm淬硬的钢球,求得的硬度,用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。

HRC:是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。

3 维氏硬度(HV)

以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面,用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值,即为维氏硬度值(HV)。

从上述材料看,上述硬度是针对于金属的,能不能用于非金属呢?存在疑问,应该是不能的。

摩氏硬度是针对于各种不同的矿物的。

奥国矿物学家摩氏(Frederich Mohs)创立一种硬度表,作为评判矿物硬度的标准。最软者为滑石,最硬者为金刚石,共有十种矿物,定为十级,分别为:

滑石(Talc) 1

石膏(Gypsum) 2

指甲 25

方解石(Calcite)3

铜币 35-4

萤石(Fluorite) 4

磷灰石(Apatite) 5

钢刀 55

玻璃 55 -6

正长石(Orthoclase) 6

钢锉 65

石英(Quartz) 7

黄玉(Topaz) 8

刚玉(Corundum) 9

金刚石(Diamond) 10

摩氏硬度表中所刊载的数字,并没有比例上的关系。例如正长石硬度6,并不表示他是方解石硬度的两倍,数字的大小仅表明硬度排行而已。当鉴定硬度时, 如果没有以上的摩氏硬度计, 可用其他东西代替,如小刀其硬度约为55;铜币约为35至4; 指甲约为2至3;玻璃硬度为6。

从摩氏硬度表可以知道,相对硬度最大的是金刚石,而且刚玉的硬度大于钢和铁

世界十大钻石排名分别是库利南、布拉岗扎、一颗未予命名的大钻石、尤里卡、塞拉里昂之星、科尔德曼德迪奥斯、库稀努尔、大莫卧儿、沃耶河、金色纪念币。

1905年1月21日在南非钻矿发现了无色透明、无任何瑕疵、质地极佳的重达3106克拉的钻石原石,以当时矿长的名字命名为库利南。由于当时南非属英殖民地,1908年2月10日,这颗巨钻被劈成几大块后加工,加工出来的成品钻总量为106365克拉,全部归英王室所有。

1725年发现,布拉岗扎是巴西境内发现的最大的钻石,它近乎无色,仅带有极轻微的**,重量为1680克拉。

钻石形成原理

钻石是金刚石精加工而成的产品,钻石是世界上最坚硬的、成份最简单的宝石,它是由碳元素组成的,具有立方结构的天然晶体。其成份与我们常见的煤、铅笔芯及糖的成份基本相同。碳元素在较高的温度、压力下,结晶形成石墨(黑色),而在高温、极高气压及还原环境(通常来说就是一种缺氧的环境)中则结晶为珍贵的钻石(无色)。

自从钻石在印度被发现以来,就有人在河边、河滩上捡到钻石,这是由于位于河流上游某处含有钻石的原岩,被风化、破碎后,钻石随水流被带到下游地带,比重大的钻石被埋在沙砾中。

世界上最坚硬的材料到底是什么呢事实上,凭借人类目前的科技我们很难确定。但说到人类目前发现的世界上最坚硬的东西,却非硫化碳炔莫属了,其硬度是钢的200倍,钻石的40倍,石墨烯的两倍。来看看以硫化碳炔为首,那些极其坚硬的材料吧。

世界上最硬的东西,硫化碳炔

硫化碳炔的强度是钢的200倍,作为一种结构极其简单的物质,硫化碳炔由一串单原子组成。硫化碳炔的拉伸高度是金刚石的三倍,它的拉伸强度则是石墨烯的两倍,由于其极不稳定,因此很难制造出来。美国科学家经过理论计算得出,碳炔这种碳原子一维线性带状物的强度比任何材料都要坚硬和牢固,超强的硬度史无前例无人能敌,是钻石的40倍,石墨烯的两倍,可以放心地用来智造超坚固的设备。

世界上最硬的石头,钻石

钻石在硬度方面可以说是无敌的,现实生活中没什么材料可以刮伤钻石。这也许就是为什么很多人用钻石来做戒指的原因了。作为由碳原子紧密排列在一起而形成的物质,钻石通常用于钻头,锯子和砂纸等。但是钻石虽然很坚硬,却不是强度最大的,用一把锤子就可以轻轻地将钻石敲成碎片。

世界上最硬的金属,铬

铬是目前世界上最硬的金属,铬莫氏硬度为9,也是在全宇宙中目前为止所探测到的最硬的金属,也是目前已知的密度最大的金属。比如钢丝钳、军事国防所用设备中、飞机等机件的制造中,其实常见的红绿宝石的颜色也是铬的产物,而且还是人体必需的微量元素哦。

钻石硬度是根据摩氏硬度标准来确定的,钻石属于金刚石为最高级第10级,是世界上最坚硬的。

依照摩氏硬度标准(Mohs hardness scale)共分10级,如下:

等级1:滑石

等级2:石膏

等级3:方解石

等级4:萤石

等级5:磷灰石

等级6:正长石

等级7:石英

等级8:黄玉

等级9:钢玉

等级10:钻石

关于钻石的知识延展:

概述:

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。

形成原理:

钻石是金刚石精加工而成的产品,钻石是世界上最坚硬的、成份最简单的宝石,它是由碳元素组成的、具立方结构的天然晶体。其成份与我们常见的煤、铅笔芯及糖的成份基本相同,碳元素在较高的温度、压力下,结晶形成石墨(黑色),而在高温、极高气压及还原环境(通常来说就是一种缺氧的环境)中则结晶为珍贵的钻石(无色)。

自从钻石在印度被发现以来,就有人在河边、河滩上捡到钻石,这是由于位于河流上游某处含有钻石的原岩,被风化、破碎后,钻石随水流被带到下游地带,比重大的钻石被埋在沙砾中。

1870年人们在南非的一个农场的黄土中挖出了钻石,此后钻石的开掘由河床转移到黄土中,黄土下面就是坚硬的深蓝色岩石,它就是钻石原岩——金伯利岩(kimberlite)。金伯利岩是一种形成于地球深部、含有大量碳酸气等挥发性成份的偏碱性超基性火山岩,这种岩石中常常含有来自地球深部的橄榄岩、榴辉岩碎片,主要矿物成份包括橄榄石、金云母、碳酸盐、辉石、石榴石等。研究表明,金伯利岩浆形成于地球深部150公里以下。由于这种岩石首先在南非金伯利被发现,故以该地名来命名。

另一种含有钻石的原岩称钾镁煌斑岩(lamproite),它是一种过碱性镁质火山岩,主要由白榴石、火山玻璃形成,可含辉石、橄榄石等矿物,典型产地为澳大利亚西部阿盖尔(Argyle)。

来自世界不同矿山钻石及其中原生包裹体矿物的研究发现,钻石的形成条件一般为压力在45-60Gpa(相当于150-200km的深度),温度为1100-1500℃。虽然理论上说,钻石可形成于地球历史的各个时期/阶段,而已经开采的矿山中,大部分钻石主要形成于33亿年前以及12-17亿年这两个时期。如南非的一些钻石年龄为45亿左右,表明这些钻石在地球诞生后不久便已开始在地球深部结晶,钻石是世界上最古老的宝石。钻石的形成需要一个漫长的历史过程,这从钻石主要出产于地球上古老的稳定大陆地区可以证实。另外,地外星体对地球的撞击,产生瞬间的高温、高压,也可形成钻石,如1988年前苏联科学院报道在陨石中发现了钻石,但这种作用形成的钻石并无经济价值。

产地分部:

世界各地均有钻石产出,已有30多个国家拥有钻石资源,年产量一亿克拉左右。产量前五位的国家是澳大利亚、扎伊尔、博茨瓦纳、俄罗斯、南非。这五个国家的钻石产量占全世界钻石产量的90%左右。其它产钻石的国家有刚果(金)、 巴西、圭亚那、委内瑞拉、安哥拉、中非、加纳、几内亚、象牙海岸、利比利亚、纳米比亚、塞拉利昂、坦桑尼亚、津巴布韦、印度尼西亚、印度、中国、加拿大等。

世界主要的钻石切磨中心有:比利时安特卫普,以色列特拉维夫,美国纽约,印度孟买,泰国曼谷。安特卫普有"世界钻石之都"的美誉,全世界钻石交易有一半左右在这里完成,“安特卫普切工”便是完美切工的代名词。

主要储量:

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。

简易鉴别:

钻石的简易鉴别方法:需要借助一个10-20倍放大镜作辅助并作数个简单的观测。

(1)观察钻石的腰部,若是磨沙状腰围就最适合用此方法,钻石因为比任何冒仿品坚硬,因此不会像冒仿品般出现细条状的纹路,钻石的腰围乃呈颗粒状外观。

(2)钻石比冒仿品坚硬,冒仿品的刻面稜线往往会比钻石的感觉圆钝,而钻石的刻面稜线必是锐利的。

(3)基于钻石比冒仿品坚硬,冒仿品的刻面稜线常常出现磨损的情况。

(4)若钻石留有天然面,天然面上有机会发现到钻石独有的『三角形生长纹』。

(5)若钻石出现崩断口,外观通常皆为阶梯状,而冒仿品则会截然不同地呈弯弧或贝壳状。

金刚石是世界上最硬的矿物,也是一种极贵重的宝石。金刚石经得起强酸和强碱的腐蚀,甚至能耐700多度的高温。纯净的金刚石无色透明,但较多见的是有黄,蓝,褐等色,都有很亮的光泽。 金刚石的生成条件是高温,高压。通常在火山口里面形成。有时,由于雨水和温度的变化等原因,使含有金刚石的岩石破碎,又被流水带到地势较平坦的地方。所以,金刚石也可以在一些河流的流域被发现。 透明,色美的金刚石经过磨制,也叫“钻石”。由于质地坚硬,它的表面一旦磨光,就再也不会产生“伤痕”,灿烂的光辉永远不消逝,所以是昂贵的装饰品。享有“宝石之王”的美誉。 金刚石因为坚硬,所以可制为划玻璃的“小刀”,还可以做成矿山钻探机的钻头等。但因其较贵,人们便制出了以石墨为基础的“人造金刚石”。

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