钻石即金刚石,是一种由碳元素组成的矿物,也是自然界天然存在的最坚硬的物质。由于其硬度很高,金刚石经常被用来作为工艺品和工业中的切割工具。
钻石的莫氏硬度高达10,是铁的两倍多。那么既然钻石那么硬,用大铁锤砸它会怎么样呢?答案是铁锤会赢,钻石会碎。那么问题来了:不是说钻石是最硬的嘛,究竟是为什么它那么容易碎呢?天然钻石是碳原子四面体排列,共价键结合形成的原子晶体。并且不可避免带有一些位错、滑移、裂纹和杂质缺陷。由于碳碳键键长短,键能大,共价键的结合力非常强,不容易断开,因此,钻石有很高的硬度和化学稳定性,是世界上最硬的物体之一。
但是过强的共价键和四面体共价键骨架,使钻石在受到外力的时候,倾向于自身不变形,而将受力原样传递下去,这样会造成盈应力在钻石的某些部位集中,在这些部位的缺陷率先造成结构破坏。而单晶的钻石就有解理面,这些结构破坏就会顺着解理面传递,从而使整块钻石裂开。
从另一方面来讲,铁锤砸钻石的过程,除了硬度,还有“断裂韧性”的因素。“断裂韧性”是材料阻止裂纹扩展的能力,是度量材料的韧性好坏的一个定量指标,通俗的说就是考验材料的抵抗脆断能力的一个数值。“断裂韧性”越高,意味着该材料越不容易碎裂。
钻石的“断裂韧性”与玻璃几乎相同,因此用铁锤去砸钻石,那其实和砸玻璃没多大区别。如果铁锤能给予足够的冲击力,是完全可以将钻石打碎的,不过铁锤也可能会产生一个坑。
矿物学中的硬度分为两种:相对硬度(即刻划硬度)、绝对硬度(即压入硬度)。
脆性:材料在外力作用(拉伸、冲击等)下仅产生很小的变形即断裂破碎的性质。
用锤子来砸,也就是对钻石施加了冲击力,考验的正是钻石的脆性。
钻石虽然是自然界中最"硬"的物质,却有着很大的脆性。
(单晶宝石矿物大多具有很大的硬度,以应对日常佩戴的磨损。同时也往往具有比较大的脆性,因此珠宝店大多铺有地毯来防止宝石跌落破碎)
另一方面,钻石有着八面体解理,如果施力方向合适,不大的力即可使其沿解理面裂开。实际上,这正是一种传统的钻石切割方式。
所以钻石不能硬砸,会碎;不能死磕,会破。但若是好生佩戴,真真可以恒久远,永流传。(高硬度耐磨、化学稳定性优异)
会碎说明说明问题呢?说明材料本身在外力的作用下,产生了断裂(就是你说的“碎”),一种材料在外力的作用下会不会断裂,主要决定于该材料的强度,不决定于该材料的硬度,强度与硬度是两码事。就跟身高和年龄是两码事一样,虽然随着年龄的增长,身高会变高,但是谁也不会去量量身高来判断年龄,个头高的年龄大,个头低的年龄小,这样的结论你觉得怎么样?。下面简单介绍一下材料在力的作用下的一些基本力学性能指标的概念:
强度是材料抵抗断裂的能力。强度越高,越不容易断裂。
硬度是材料局部抵抗硬物压入其表面的能力:硬度越高,硬物月不容易压入,耐磨性越好
塑性是材料在外力的作用下变形的能力:塑性越好,变形能力越好,
韧性是材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力,韧性越好,越不容易发生脆性断裂
钻石不易碎,钻石是是自然界中天然存在的最坚硬的物质。
钻石硬度:摩氏硬度10,新摩氏硬度15,显微硬度10000kg/mm2,显微硬度比石英高1000倍,比刚玉高150倍。金刚石硬度具有方向性,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六面体晶面硬度。
依照摩氏硬度标准(Mohs hardness scale)共分10级,钻石(金刚石)为最高级第10级;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。
扩展资料
钻石颜色:金刚石有各种颜色,从无色到黑色都有,以无色的为特佳。它们可以是透明的,也可以是半透明或不透明。许多金刚石带些**,这主要是由于金刚石中含有杂质。 金刚石的折射率非常高,色散性能也很强,这就是金刚石为什么会反射出五彩缤纷闪光的原因。
金刚石在X射线照射下会发出蓝绿色荧光。金刚石原生矿仅产出于金伯利岩筒或少数钾镁煌斑岩中。金伯利岩等是它们的母岩,其他地方的金刚石都是被河流、冰川等搬运过去的。金刚石一般为粒状。如果将金刚石加热到1000℃时,它会缓慢地变成石墨。
-金刚石
不会!钻石会被铁锤砸碎。钻石除了看起来非常漂亮之外,还有一个更重要的特征,那就是它的硬度。迄今为止,钻石仍然是地球上发现的最坚硬的天然物质。因此,钻石不仅可以作为珠宝收藏,还可以广泛应用于各行各业,具有较高的实用价值。在高温高压的地球上,碳元素形成一种特殊的晶体,晶体中的每个碳原子与附近的4个碳原子形成共价键。这种晶体称为钻石结构,即抛光前的天然钻石。碳原子有四个外部电子。钻石晶体中所有的外电子都用来形成共价键,所以钻石晶体中没有自由电子。这种结构使金刚石坚硬,不具有导电性能。
这是因为尽管钻石的硬度最高,但它的韧性很低。韧性,也称为脆性,是物体抗裂能力的物理指标。物体的韧性越高,破裂的可能性就越小。应该指出,物体的韧性和硬度是完全不同的概念。当钻石受到强烈冲击时,里面的晶体会沿着一定的结晶方向破裂,从而变成一堆更小的钻石,这就是我们所说的“被砸碎”。
然而,这并不意味着锤子比钻石更坚固。如果你缓慢而坚定地把锤子压在钻石上,不管你用多用力,钻石都不会断裂,锤子也会像我们之前想象的那样被钻石弄凹。
据说一家日本公司曾经做过一个实验,将该公司制造的人造钻石放在钢板上,然后用压路机从上面慢慢压出来。实验的结果是钻石毫发无损,并击败了压路机。可以想象,如果这个实验中的压路机行驶得更快,那么这可能是另一个结果。
事实上,因为钻石非常坚硬,所以很容易破碎。钻石越大,越容易破碎。
欢迎分享,转载请注明来源:浪漫分享网
评论列表(0条)