世界上哪种矿石最硬?

世界上哪种矿石最硬?,第1张

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”。

钻石!钻石又名金刚石!稀有天然的成为钻石!摩氏硬度10,显微硬度约10000kg/mm2,显微硬度比石英高1000倍,比刚玉高150倍。金刚石的硬度具有各向异性,八面体晶面硬度大于菱形十二面体晶面硬度,菱形十二面体晶面硬度大于立方体(六面体)晶面硬度。金刚石具有极大的弹性模量,是自然界最高的磨削材料,弹性模量达930H·Pa。摩擦系数小,有极高的抗磨能力。但金刚石脆性大,不能承受正向的外力撞击。

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在科学上钻石仍是最坚硬的物质,但一群美国研究者表示他们已经制造出了一种包含了碳氮结晶的合成材料,科学家认为它大有希望成为最坚硬的物质。

关于超硬材料的研究最早开始于20世纪80年代末,当时一个美国科学家提出了一个计算物体硬度的公式。这个公式显示β-C3N4应该比其他东西要硬一些。

非结晶碳氮这种蓝灰色物质能被轻易地在实验室制造出来,但科学技术已证明得到超硬晶体是极为困难的。研究者轮流将碳氮和钛氮薄层置于室温下,用一个叫做磁控溅射的方法将气体分子向固体目标射击。气体分子会除去目标物表面的原子,与它们发生化学结合,再从那里反射回来并沉淀在附近的表面上。研究小组决定将氮分子发射到一个一半涂碳另一半涂钛的目标物上,因此当目标物旋转时氮原子被交替击在两种物料上,并在一个紧靠目标物的表面上产生了连续的碳氮层和钛氮层。钛氮和非结晶碳氮都是坚硬的物质,而淡桃红色的合成材料的硬度是其中任何一个的两倍。但是,它仍然没有钻石那么硬。

不过,研究仍在继续,因为那些比钻石更硬(也更便宜)的东西将会有一个广阔的利用空间。超硬材料可以用来切割钢铁,这是钻石不能做到的,因为钻石受热后会燃烧起来。

同样的,我们也不可能在金属上涂上一层钻石层。如果在齿轮和轴承这些机械结构上涂上一层β-C3N4,它们将会比普通部件的使用寿命更长。另外还可以在液体润滑剂不适用的设备上使用。一层薄薄的β-C3N4也可以用来保护电脑光盘的表面。

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