钻石,俗称“金刚石”,它是一种由碳元素组成的矿物,是碳元素的同素异形体。元素符号是C。
亚洲宝石协会(GIG)报告:钻石的化学成分为C,与石墨同是碳的同质多象变体。在矿物化学组成中,总含有Si、Mg、Al、Ca、Mn、Ni等元素,并常含有Na、B、Cu、Fe、Co、Cr、Ti、N等杂质元素,以及碳水化合物。
在钻石晶体中,碳原子按四面体成键方式互相连接,组成无限的三维骨架,是典型的原子晶体。每个碳原子都以SP3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键,构成正四面体。由于钻石中的C-C键很强,所以所有的价电子都参与了共价键的形成,没有自由电子,所以钻石不仅硬度大,熔点极高,而且不导电。
在工业上,钻石主要用于制造钻探用的探头和磨削工具,形状完整的还用于制造手饰等高档装饰品,其价格十分昂贵。
扩展资料
钻石矿物晶体构造属等轴晶系同极键四面体型构造。碳原子位于四面体的角顶及中心,具有高度的对称性。单位晶胞中碳原子间以同极键相连结,距离为154pm。常见晶形有八面体、菱形十二面体、立方体、四面体和六八面体等。
钻石还具有非磁性、不良导电性、亲油疏水性和摩擦生电性等。唯Ⅱb型金刚石具良好的半导体性能。根据钻石的氮杂质含量和热、电、光学性质的差异,可将钻石分为Ⅰ型和Ⅱ型两类,并进一步细分为Ⅰa、Ⅰb、Ⅱa、Ⅱb四个亚类。
Ⅰ型钻石,特别是Ⅰa亚型,为常见的普通钻石,约占天然钻石总量的98%。Ⅰ型钻石均含有一定数量的氮,具有较好的导热性、不良导电性和较好的晶形。Ⅱ型钻石极为罕见,含极少或几乎不含氮,具有良好的导热性和曲面晶体的特点。Ⅱb亚型钻石具半导电性。由于Ⅱ型钻石的性能优异,因此多用于空间技术和尖端工业。
-金刚石 ( 钻石)
金刚石现在的主要用处却不再是用来做宝石,由于它是人们已发现的一种最坚硬的物质,已被用来作为制作切割、钻孔、研磨等工具的非常重要的工业材料。
钻石的矿物名称叫金刚石,人们一般称经过琢磨的金刚石为钻石。金刚石的化学成分是纯碳,硬度为10,是自然界中最坚硬的物质,比重347至355,折光率242。为八面或十二面体的结晶。性脆、透明,不怕强酸强碱的侵蚀。
金刚石的化学成分是纯碳,石墨的化学成分也是纯碳,金刚石坚硬无比,而石墨质地非常软。这是因为石墨中的碳原子是成层排列的,原子间的结合力很小,金刚石中的碳原子则是交错整齐地排列成立方体结构,每个碳原子都紧密地与其它4个碳原子直接连接,构成一个牢固的结晶体。要使碳原子形成这样的结构,需要2千摄氏度高温和5万个大气压。人们现在已经能够利用高温高压制造出人造金刚石。
金刚石一般是无色的。经过琢磨的金刚石可以产生耀眼的光芒。一般认为1克拉以上的为大金刚石,100克拉以上的为特大金刚石。特大块的金刚石极为罕见,目前世界上仅三十余块,其中最大的“库利南”重3106克拉,是1905年在南非发现的(库利南钻石是世界上最大的金刚石,发现于1905年,产地为南非德兰士瓦的普雷米尔矿山。发现此矿山的人姓库利南,金刚石即此得名。库利南钻石无色,重3106克拉,约合621克。此钻石被当地政府购买后作为礼物赠给当时的英王爱德华七世。后由著名的阿姆斯特丹公司切割成9块大钻石和96粒小钻石,这些钻石全部无瑕,其中最大的一颗取名非洲之星(也叫库利南一号),重5302克拉,被加工成梨形镶在英国国王的令牌上,第二大的叫库得南二号,重317克拉,镶在英王王冠上)。
评价钻石的标准称为四C标准,即重量、颜色、洁净和琢磨(这四个词的英文第一个字母都是C)。其它条件相同,越重则越珍贵;钻石因各种原因,常有颜色方面的不同,各国的分级标准也不统一。最常见的为白色、淡**,有些蓝色、粉红色、绿色、紫色等,被视为特殊色,由于稀有,成为钻石中的珍品;多数钻石中都有程度不同的瑕疵,如外面的擦痕、蹦碴、刻痕等,内部的裂痕、白花、黑点等。瑕疵自然是越少越好,瑕疵越靠近中间越不好;对金刚石的加工很有讲究,标准的钻石冠部角度应是34°30,亭部角度应是40°45,这样才能充分利用钻石的折光率,显示出耀眼的光辉。
金刚石原生于金伯利岩中,除金刚石外,金伯利岩中还可含镁铝榴石和贵橄榄石。金伯利岩属于岩浆型矿床,金刚石晶体不均匀地散布在金伯利岩的基质中,以小晶体为主,平均重量为百分之几克拉到十分之几克拉。实际选矿回收的是大小在05至1毫米以上的金刚石颗粒。最大的含金刚石的金伯利岩矿床位于赤道非洲和南部非洲。金伯利岩,又称蓝地。是一种深色的、重的、常常经过蚀变和角砾化的(破碎的)侵入岩,是已知的唯一在母岩中找到原生金刚石的岩石。
关于金刚石的成因有多种说法,最值得注意的是深部岩浆成因的概念。这种概念认为金刚石是早期岩浆矿物,因金伯利岩浆中压力不断增高而结晶出来的。
天然钻石生成於地表下120-200公里,其形成年代通常为24至32亿年前之间,但也有短至6千万年者。
在过去的传说中,认为当天上打雷时,地下就会长出钻石,但神话虽美,其实却不然;钻石原来产自一种角砾云母橄榄岩中,是一种超美铁的火成岩,主要的矿物是橄榄石和金云母,因其晶体之完整与均质之形貌还有内部的构成,一般皆认为是由液态形成。
因钻石本身是一种纯净或近乎纯净的碳化物,在高温高压的条件下,才能形成。故一般认为其生成於地表下120-200公里,大陆地壳下的软流圈;而后随着地壳变动,随着火山爆发活动送至地表。抵达地表之后,部份钻石又落回火山熔岩脉中,称为Pipes管状矿;其它钻石则受风化侵蚀流入河中,於壶洞和漩涡处形成Alluvial deposits冲积层矿。
天然钻石的形成年代通常为24至32亿年前之间,但也有短至6千万年者。这些地底深处的钻石有时会随深处熔岩的上升而带至地表。这种深层熔岩凝固时形成上大下小喇叭状的岩柱。这种含钻石的岩柱的矿物成分很特别,只有高压下才生成的石榴子石,称为"Kimberlite"。
Kimberlite只生成於古老稳定的地壳中,全世界只有在特定的区域内才能看到这种深层岩柱的露头。(如印度、巴西、南非、萨伊、俄罗斯、中国及澳洲)。Kimberlite的露头风化后,钻石会被雨水冲刷而沈积在河床内。山洪爆发后这些钻石也会被河水冲到河口而混在岸边沙滩内,最早被发现的钻石就是这类漂积的钻石。
Kimberlite ( 译名为金伯利岩 ), 为过去高温高压下所形成之矿物聚合体 。
钻石大部份无色,有色钻石则包括有绿、蓝、大红、粉红、橙、黄、啡、黑色等;其中以红色及粉红色价格较贵,绿色及蓝色则十分罕见! 钻石的摩氏硬度:10,在天然矿物为最高硬度,化学成份:998%碳;也就是说,钻石其实是一种密度相当高的碳。
钻石的母床Kimberlite,学名为"角砾云母橄榄岩",为过去在高温高压的环境下,形成矿物的聚合体,常被发现在河床沉积。现在钻石的来源差不多都是从Kimberlite中采出,它的成份为石榴子石及橄榄岩,呈火山筒产状,可能代表地函上部的物质。
然而,Kimberlite内所含的钻石量也很稀少,通常要压碎五公吨以上的原石,才能找到一克拉(1/5克)的钻石。而且大部分钻石的品质不佳,只能成为工业用磨料。能用做宝石的钻石不及钻石原石的1/7。
钻石是指经过琢磨的金刚石,在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳(C)元素构成,具有立方结构的天然白色晶体。钻石具有宗教色彩的崇拜和畏惧,同时又把它视为勇敢、权力、地位和尊贵的象征。现在已成为百姓们都可拥有、佩戴的大众宝石。钻石的文化源远流长,也有人把它看成是爱情和忠贞的象征。主要产地:钻石的主要产地是澳大利亚、博茨瓦纳、加拿大、津巴布韦、纳米比亚、南非、巴西、西伯利亚;目前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”是完美切工的代名词。钻石因为极其珍贵,因此它们的重量使用专用的单位“克拉”来表示的。
1克拉等于02克。现在世界上最大的钻石是一颗名叫非洲之星的钻石,它镶嵌在英国女王的权杖上,重达5302克拉,合10604克。物理性能:是天然矿物中的最高硬度,其脆性也相当高,用力碰撞仍会碎裂。源于古希腊语Adamant,意思是坚硬不可侵犯的物质,是公认的宝石之王。也就是说,钻石其实是一种密度相当高的碳结晶体。常见外形:圆形、椭圆形、榄尖形、心形、梨形、方形、三角型及祖母绿形等。圆钻,是最常见的形状。
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