金刚石是最硬的,用什么才能切割它

金刚石是最硬的,用什么才能切割它,第1张

金刚石固然是最坚硬的,但它的韧性很差,同样也是最‘脆弱’的。传统的对金刚石的切割被称为"解理",相应的工具叫"解理刀",实际上就是一把金属刀,将金刚石敲碎。但敲击的走事先要经过严格的分析,否则就不能解理出符合要求的形状以及大小。

被我们地球人视为珍宝的钻石,不仅看起来非常漂亮,还有一个更重要的特点,那就是硬度。钻石仍然是地球上发现的最坚硬的天然物质,莫氏硬度已达10。因此,钻石不仅可以作为珠宝收藏,还可以广泛应用于各种行业,具有很高的实用价值。

这种类型的晶体称为金刚石结构,即磨削前的天然金刚石。碳原子有四个外层电子。钻石所有的外层电子都是用来形成共价键的,所以钻石晶体中没有自由电子。这种结构使得钻石的硬度非常高,同时也使得钻石不导电。

这是因为金刚石虽然硬度最高,但韧性很低。韧性,也称为脆性,是物体抗开裂能力的物理指标。物体的韧性越高,越不容易开裂。需要指出的是,物体的韧性和硬度是两个完全不同的概念。

当钻石受到强烈的冲击时,其内部的晶体会沿着一定的结晶方向开裂,从而变成一堆更小的钻石,我们称之为“破碎”。

很多人其实会陷入一个关于硬度的误区。最典型的就是混淆了硬度和韧性两个概念。在日常生活中,我们会认为硬度越高,抵抗跳动的能力也会相应增加。比如用斧头劈柴(木头的硬度低,斧头的硬度高,所以斧头可以劈柴);用锤子敲打烧红的铁棒(铁烧红后变软,容易变形)等。,但事实并非如此。同样,我们用生活中最常见的一个例子来理解。

其实有人在颤音上锤钻石,结果不言而喻。钻石是用锤子砸碎的。所以,硬度高不代表战斗能力更强,那么衡量宝石硬度的标准是什么呢?锤子可以砸碎钻石,但是如果用钻石给锤子打分,锤子上应该有相应的标记。这是钻石硬度大于锤子硬度的指标。

我们可以知道,硬度较高的物体可能比硬度较低的物体弱,但硬度较高的物体可以用来切割硬度较低的物体。这就是硬度和韧性的关系。一般来说,硬度较高的物体相对较脆,受到外力时容易断裂。

坚硬的物体不一定有更高的硬度,比如碗布、柔软的手机壳,甚至一些塑料制品,商家在宣传时都宣称“牢不可破”。

用钻石粉末打磨。

人类同金刚石打交道有悠久的历史。早在公元1世纪,当时罗马的文献中就有了关于金刚石的记载。那时,罗马人还没有把金刚石当做装饰用的宝石,只是利用它们无比的硬度,当做雕琢工具使用。 金刚石矿体历经艰辛开采后,还需经过多道处理遴选,才可从中获得毛坯金刚石。毛坯金刚石中仅有20%左右可作首饰用途的钻坯,而大部分只能用于切割、研磨及抛光等工业用途上。随着技术的进步,金刚石才被当作宝石用于饰品,而且价格越来越昂贵。到了15世纪,在欧洲的一些城市,如巴黎、伦敦和安特卫普(比利时北部城市)等,已经能够看到一些匠人利用金刚石的粉末来研磨大块金刚石,对金刚石进行加工。

金刚石是碳的同素异形体,其特有的晶体结构,使它成为一切已知物质中最硬的一种。金刚石指的是未经加工的原石,经琢磨而成装饰物的叫做钻石。火钻颜色淡蓝,像煤油,在粤方言里煤油叫做“火水”,旧时的广州人便把该种抵得上一座东山小洋楼的钻石戏称为“火水钻”,简称“火钻”。

西晋著名方士郭璞在其志怪笔记《玄中记》中写道:“金刚出天竺(即印度)、大秦国(即罗马),一名削玉刀,削玉如铁刀削木,大者长尺许,小者如稻黍。”李时珍在《本草纲目》中写道:“金刚石,出西番天竺诸国;金刚钻,其砂可以钻玉补瓷,故谓之钻。”

钻石的化学成分是碳,这在宝石中是唯一由单一元素组成的。属等轴晶系。晶体形态多呈八面体、菱形十二面体、四面体及它们的聚形。纯净的钻石无色透明,由于微量元素的混入而呈现不同颜色。强金刚光泽。折光率2417,色散中等,为0044。均质体。热导率为035卡/厘米•秒•度。用热导仪测试,反应最为灵敏。硬度为10,是目前已知最硬的矿物,绝对硬度是石英的1000倍,刚玉的150倍,怕重击,重击后会顺其解理破碎。一组解理完全。密度352克/立方厘米。钻石具有发光性,日光照射后 ,夜晚能发出淡青色磷光。X射线照射,发出天蓝色荧光。钻石的化学性质很稳定,在常温下不容易溶于酸和碱,酸碱不会对其产生作用。

一、划线。又叫标记,就是在钻石表面做标记这是㡳切割的第一步,先检验钻坯,并在钻石表面做标记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。划线员必须留意两点:既要尽量保持原重,又要尽量减少内含物。

二、分割原石:分劈割、锯切、成型三步骤。

首先是劈割:劈割师将划好线的钻坯安放在套架上,然后以另一颗钻石沿分割线削一道凹痕,再把刀具放在凹痕上,用手捶在劈刀上以合适的力道敲击,钻石会沿纹理方向被劈成两半或多块。

然后是锯切:大多数钻石并不适宜劈开,这时需要用锯切开。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。

最后是成型:锯切完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、等常见的切割花形,或其它特殊的形状。

三、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,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,并由此延伸出三角小面,风筝面及腰上刻面,一共33个刻面,这样一颗圆形钻石就有了58个刻面,如果没有底尖的小刻面则共有57个刻面。

扩展资料:

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。明亮式切割的出现是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(Marcel Tolkowsky)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

参考资料:

:钻石切割

钻石的切割 前面技术

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

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