钻石又叫金刚石,是国内外市场上比较昂贵的商品。它除具有工业价值外,还作为装饰品如胸花、戒指、别针、耳坠等。而且,由于钻石属于天然宝藏,所以,又具有很高的收藏价值。高质量的钻石具有如下特征:颜色白、颗粒大、结晶体透明、纯净度高、车工规矩等。在鉴选钻石时要注意以下几点。
(1)看颜色:由于钻石反光强烈,因而,可用口对着钻石哈哈气,使其不反光,这样看颜色就比较准确。颜色由好到差的顺序是:无色透明(或称水晶色)白色、浅**、**。
(2)看晶体透明的纯净度:这主要是看钻石内含杂质多少。档次高的钻石处于十倍以上的放大镜下,仍角显得毫无瑕媲。一般含杂质少的称“微微丝”,稍多的称“半号花”、“一号花”、“二号花”,依具类推。
(3)看车工:从折光角度看,钻石有准确的车工角度,每个角,每个面一样这种角度的准确性越高,钻石的档次也越高。真钻石的反光面有57个或58个(个别例外)。
(4)识别真假钻石时有一个简单的方法,即将钻石放在手上若是真钻石是看不见手纹的,而像水钻、白鲁宾(又叫人造钻石)、锡兰钻等假钻石放在手上是能看见手纹的。
(5)测试硬度:用钻石去划玻璃,如果为真钻石,是能够割开玻璃的;若是假钻石,由于其硬度较低,是不能将玻璃割开的。
(6)用手掂:真钻石是比经常用来冒充钻石的锆石轻几乎一半的重量,因而用手掂一掂也可区分真伪。
在表中,将钻石的可能代用品(及冒充品)分成三类:第一类包括立方氧化锆、GGG等四种,它们的光学性质,即折光率和色散都与钻石相近,并且都是均质体没有双折射,因此,琢磨出的宝石成品外观上与钻石非常相似,为了区分,只有根据硬度、比重和导热性;第二类包括锆石、人造金红石等四种,它们的成品外观也与钻石相似(但不如第一类),但因为都有很高的双折射率,在成品上都可以看出明显的双影,与钻石容易区别。当然,它们的硬度、比重和导热线,与钻石也有很大的不同;第三类包括无色蓝宝石、水晶等五种,它们的特点是折光率低,外观与钻石不够相似。因此,在有条件时可以用折光仪测定它们的折光率。当测出折光率数字后,立即可以知道它是代用品而不是钻石。当然,它们的硬度和导热性,也与钻石有很大的差别。
总起来看,钻石与它的所有代用品(或冒充品)之间,最大的区别有两点,一是硬度,二是导热性。因此,可以根据这两种差别制造出仪器,用来迅速、准确地区别钻石和所有的代用品或假冒品。
钻石测定仪
导热性指物质对于热的传导能力,凡导热性强的物质,都能迅速传送热量,例如人们熟知的金屑铜、铝等。当人们用手摸铜、铝时,由于它们会将人手上的热迅速传开,因此感到这些金属是“冰凉的”。又例如木材,它的导热性很弱,因此人手摸上去是温热的。
导热性的强弱,可以用数字来表示,数字越大的导热性越强,例如,铜的相对导热性为0927,铝为0485。由表可以看出钻石的导热性非常强,竟然超过了铜和铝,相对导热性高达1.6—4.8。而钻石的那些代用品呢,导热性都比钻石弱得多。由表可看出,大多数代用品的导热性都低于 001,即比钻石底100倍以上,像玻璃,它的导热性最差,竞比钻石低1000多倍。蓝宝石虽然导热性较高,可比钻石也要低10多倍甚至几十倍。
这样,如果制造出一种仪器,能够迅速测出宝石的导热性,那区分真钻石与假钻石真是易如反掌了。这种仪器已经有了,它的英文名称叫做“Diamond Master”,中文可以译成 “钻石测定仪”。 下图是钻石测定仪的照片。它的形状像一个电表,外联一根电线,电线前端像一支钢笔,钢笔顶端是“探头”。使用时打开开关接通电源(一般用9v电池),将探头与被测的宝石接触(宝石事先须擦干净,不能有油腻污垢),这时仪器上的指针就开始转动,当转动的偏角很大,超过仪器上标定的区域时,被测宝石就是真钻石,如果指针的偏转角很小,达不到标定的区域,那被测宝石就是假钻石。
最简单的钻石测定仪,只能显示出被测宝石是真钻石还是假钻石;构造复杂一些的钻石测定仪,还可以估计出假钻石是什么,例如是立方氧化佬,或者是YAG等。由于制造厂家的不同,这种仪器有各种改进,例如取消了电线与指针,探头装在仪器突出的一个短管上,用不同颜色的发光二级管显示测定结果,绿灯亮时表示真钻石,红灯亮时则为假钻石等。
钻石测定仪的体积很小,和一包香烟差不多,可以方便地放入衣装中。
标准硬度计
使用钻石测定仪区分真假钻石,当然很理想,可是这种仪器价格比较昂贵,我们可以用另一种也是行之有效的方法,那就是测试宝石的硬度。 我们知道,钻石是世界上最硬的物质,它的硬度是摩氏硬度10,用钻石可以划伤任何物质,可任何物质都不可能划伤钻石。根据这个原理,人们制造出了一种“标准硬度计” ,这是一个大小为65×55×23mhl的方盒,打开盒盖后,里面镶有4个标准硬度片,它们都经过精密研磨,表面光洁如镜。4片标准硬度片的摩氏硬度分别为6、7、8、9。
标准硬度计用于测定宝石的硬度。将要测定的宝石(已琢磨好的成品或未琢磨的原石皆可)找一尖棱部位,轻轻刻划硬度6的标准片,然后用放大镜观察,如果标准片毫无伤痕,表示宝石的硬度低于6,不必再测。如果标准片表面有擦不掉的细线状伤痕,表示宝石硬度高于6,应继续刻划7的标准片,如划不动(无伤痕),表示宝石硬度在6—7之间(包 括7)。如能划伤,则继续刻划硬度8的标准片。如此下去,可将所有宝石的硬度分成五类,即:硬度低于6;硬度在6—7 之间(包括7);硬度在7—8之间(包括8);硬度在8—9之 间(包括9);硬度高于9。
用标准硬度计测定钻石真假极为方便,只要用宝石轻轻刻划硬度为9的标准片,如能划出伤痕,就是真钻石,如划不动,就是假钻
在珠宝中,钻石被誉为“宝石之王”而深受世人喜爱。然而,人们在先购钻石时,因不谙个中点而被人诱蒙拐骗,鉴别钻石真假简单可行的方法有: 〖铅笔鉴定法〗 将钻石用水润湿后,用铅笔在它上面刻划一下,真钻石的表面不会留下铅笔划过的痕迹。水晶、玻璃、电气石等透明的假钻石则会留下痕迹。 〖钢笔鉴定法〗 将一支铅笔蘸上墨水后在钻石上画线条,真钻石在放大镜下的线条则由一个个小圆点组成。 〖刻画鉴定法〗 钻石的硬度都很强,用刀片等难以在上面留下刻痕。此外,用钻石在玻璃上轻轻划一下,会留下一条较明显的白痕。假钻石则皆无此类现象。 〖滴水鉴定法〗 将钻石的上部小平面拭擦干净,用牙签的末端沾一滴水滴在它上面,真钻石上的水滴会呈现中等程度的小圆水滴形状。假钻石上的水滴则会很快散开。 〖光性鉴定法〗 真钻石具有单折光性,有光芒四射、耀眼生辉的特征,放在手上则看不到手纹。以水晶等冒充的假钻石,其色散差、折光率低,透过水晶等可见手纹。 最后,根据钻石的导热性最大这一特性,利用钻石热导仪进行检测,如果是天然品,可使热导仪发出蜂鸣叫,并亮红灯,这是鉴定钻石最准确且简便的方法。 上面介绍的方法只能作为初步鉴定,不能作为最终的结果,若要准确鉴定,最好去权威的珠宝检测部门作最后的鉴定。 玉器可分为软玉和硬玉两种,硬玉又名翡翠。从化学成分来看,软玉是含钙、镁和铁的硅酸盐,而硬玉则是含钠和铝的硅酸盐。 下面介绍鉴别真假玉器的一些常用方法: (1)水鉴别法 将一滴水滴在玉上,如果成露珠状,久不散者是真玉。 (2)手触摸法 若是真玉,用手摸有冰凉润滑之感。 (3)观察法 将玉对着光亮处观察,颜色剔透、绿色均匀分布的是真玉。 (4)舌尖鉴别法 舌尖舐真玉有涩的感觉,而假玉则无。 此外,还可以用放大镜观察,主要看有无裂痕,有裂痕的其价值大减。 玉石的品质鉴别 鉴定玉的品质,有六条标准,即“色、透、匀、形、敲、照”。 (1)色 玉以绿色为最佳,红、紫二色玉石的价值仅为绿色玉石的1/5。玉当中若含红、紫、绿、白四色,称为“福禄寿喜”;若只含红、绿、白三色,则为“福禄寿”。色泽暗淡、微**的为下品。如果是单色玉,以色泽均匀的为好。 (2)透 透明晶莹如玻璃,没有脏杂斑点,不发糠、不发涩的为上品。半透明、不透明的玉,则分别称为中级玉和普通玉。在清朝和清朝以前,带有红、绿、白三种颜色的玉才称为翡翠玉。到了现代,翡翠玉泛指一般透明的玉。目前的翡翠玉以透明并带绿色的居乡。 (3)匀 玉的色泽重在均匀,虽含白、绿但色泽不均匀的,则价值很低。 (4)形 玉石的形状可根据不同的审美要求,加工成不同的样式,无特殊标准。一般地说,玉石的个头愈大愈好。 (5)敲 玉当中常有断裂、割纹,一般不易观察到,如果用金属棒敲一敲,或者把玉轻轻抛在台板上,可以从声音的清浊辨出裂纹存在与否。声音越清脆越好。 (6)照 玉当中有肉眼不易发现的黑点、瑕疵,只要用10倍放大镜照一照,便可一览无余。 玉的品质可分为10级,每一级又可细分为上、中、下3档。其中,白玉无论其色泽好坏,透明度如何,价值都是最低的。 天然玉石的特点是略呈浅色,而不带有浅蓝色(俗称邪色)。另外还有一种合成玉,以玉粉、水晶加盐水制成,外观颇似深色“老坑玉”。鉴定的方法很简单,因其同天然玉石比重不同,可用手掂掂轻重,或用天平称量,重者为真玉。 目前,市场上常常混杂一些加工精湛的假玉。辨别假玉的一般方法是看、听、测。 (1)看 主要看晶体透明度、内部结构、光泽等。真玉透明、油脂光泽,花纹自然,内部纤维状态是不易模仿的。 (2)听 真玉声音清脆,人造假玉声音发闷。 (3)测 主要是测硬度。以玻璃板(摩式硬度55)为标准,除岫玉、绿松石外,一般都能在玻璃板上划出条痕,而玉石本身丝毫无损。假玉一般较软,划不动玻璃。 常见的假玉一般用塑胶、玻璃加工而成,它们都是非晶质材料,硬度低,密度小,还有材料本质的特征。如塑胶能用钢针挑得动,或能刻出划痕,拿在手中轻飘。玻璃在灯光或阳光下内部显示气泡,偏光镜下显示非晶质性(转动时无周期性的明暗变化),有原料制作漩涡状条纹等。 翡翠的质量鉴别 在玉石家族众多成员中,最名贵的当推翡翠。它是一种天然矿石,硬度极高,产量极少。其色彩主要以绿色、红色为主。红色为翡,绿色为翠,故名翡翠。 (1)翡翠的分级 ①特级:艳绿色(祖母绿色)、苹果绿色,玻璃地(半透明、质地细腻),均匀鲜艳,无杂质,无裂纹。 ②商品级:绿色,油青地,微透明、间杂半透明的祖母绿色细脉和斑点翠。 ③普通级:藕粉地、豆绿色、浅绿色,白色细腻,微透明。不透明翡翠,一般只做玉料首饰。 (2)翡翠的质量鉴别 ①质地。天然翡翠质地透明或半透明,表面油润亮泽,仔细观察,可见近圆形的稍透明“盐粒”和围绕其周围的纤维状物质。 ②硬度。天然翡翠是硬玉,摩氏硬度是7度,用锋利的刀具刻划,不会留有痕迹;假玉硬度低,利刀可刻划出痕迹。 ③翠性。天然翡翠对着强光观察,可见其中有其他矿物颗粒的翠色闪光,称为翠花或翠性;用玻璃、塑料、瓷料制成的伪品都无此种“翠性”特征。 ④相对密度(比重)。天然翡翠结构坚硬紧密,无气泡,密度较大,敲击时声音清脆;伪品则结构较松或有气泡,密度较小,敲击声音沙哑不清脆。 ⑤色泽。真品翠色浓艳纯正。而有些伪品是用白玉、蛇纹石、澳洲玉、韩国玉、云石甚至杂石,经脱色后,灌入高硬塑料浆并作加色处理,或浸入绿色液体制成“加色翡翠”,在强光下观察,可见绿色纹路,杂乱而细小;有的虽不显纹路,但浑浊不清,光泽差,其重量比真品轻。 将上述假品放入煮熔的蜡液中,所灌入的颜料会慢慢析出。这样检验,既不会损坏被检样品,又可鉴别出真假。 用塞尔西滤色镜观察,加色翠在镜下为紫红色,天然真品颜色不变。 有的假翡翠用玻璃人工熔炼而成,结构松懈,绿色均匀偏暗,有的有气泡,用硬器敲击,声音沙哑。 (3)翡翠的选购 ①看颜色。看颜色是否纯正、浓艳、均匀,并用聚光手电筒检查是否有隐藏的杂色。以颜色浓艳、纯正、均匀,杂质微小者为佳。翡翠中翠绿色具有较高的价位,其次为红色、紫色。绿色中又以鲜嫩、略带**调的秧苗绿为最佳,其次为宝石绿、江水绿、油绿,均以绿分布均匀者好。 ②观察透明度。在强光下观察,透明度愈高愈好。 ③听声音。敲击声清脆悦耳者为佳。 ④观察翠性和石花。对光观察,翡翠中有其他矿物颗粒的闪光(即翠性),并常有团块状白花,称石花。两者均以少为好。 ⑤看裂痕和黑斑。裂痕有的是原矿中存在的,也有的是加工造成的,以少为好;黑斑是翡翠中各处的黑色斑点,也以少而小为好。 ⑥看加工水平。以表面平滑、抛光好、形态正为佳。 铂金是一种本身即呈天然白色的贵金属。铂金的 年开采量仅为黄金的二十分之一,而一盎司的铂金需从10吨的铂金矿石中历经5个月才能提炼出来。国内的铂金首饰通常含有90%的纯铂金,并被打上"Pt900"的标志。 铂金的 白色光泽自然天成,长期佩戴也不会褪色。而 铂金的 坚硬又使其成为钻石的最好的朋友。而白色K金是黄金加上某些合金后呈现白色。它最多仅含75%的黄金。白色K金不能被打上Pt标志,只能按其纯度打黄金及纯度的印记。例如:18K白色K金只能打"18K"、"G750"等印记。在国际贵金属市场上, 铂金的 价格要远远超过黄金,并是所有贵金属中价格最高的。另外,有的白色首饰亦可能是银制品或是在其表面镀有白色金属,时间久了均有可能露出本来面貌。铂金虽然有时会被俗称为白金,但从严格意义上来讲,它应被称作"铂金", 铂金的 英PLatinum,就是化学元素铂的意思。所以, 铂金的 纯度,稀有度,耐用性和它的天然白色光泽都是白色K金所不能比拟的。 所以,其实市场上的有些标着"白金"的首饰其实不是铂金首饰,所以在选择时,重要是看首饰内的印记。 ■铂金鉴别 (一)目测方法:标记:每件首饰都应刻有化学成份印签,如(pt900)(pt750)字样,凡是有“pt”开头的印签,均是铂金饰品颜色:铂金呈锡白色,即白中带灰,光泽灿烂 (二)仪器检测:试硬度:铂金的硬度为4--45度,比金、银硬,用小刀或玻璃刮有划痕,但不会被指甲划伤测密度:铂金的密度极大,手掂有沉坠感,用静水力学法测试密度应为2143g/cm立方用火烧:铂金的熔点高达1773度,将铂金放在酒精灯或电炉上烧,颜色不变用酸试:铂金化学性质稳定,不溶于普通酸类,将铂金在试金石上划一下,用盐酸滴之,磨痕不变用双氧水试:取少许铂金粉未,置于双氧水位瓶中,双氧水立即产生气泡,反应后的铂金丝毫无损,仍可使用 ■铂金的七大特点 铂金,由于其特有的品性一向被视为名贵的贵金属,近年来国际铂金协会更是极力倡导,使其愈来愈在结婚戒指中占据重要地位。 在距今3000年前的古埃及时代,铂金已受到当时人们的广泛使用。考古学家曾发现一个埃及女祭司棺木上缀有铂金制的象形文字,历经长久时间仍能保持完美,不失其原有光泽,充分证明了铂金的持久与稳定性。而到了南非金伯利矿挖出第一颗钻石之后,铂金才得以大放异 彩。 今年,意大利铂金协会推出了一系列新型的结婚对戒,而且提出了铂金的七个特点,表明铂金作对成为贵金属之最佳选择。 1.纯度最高 铂的合金里有95%的纯铂而18K金为75%的黄金。一件铂金首饰比黄金首饰有更高的纯度。 2.最稀有性 每年世界上产140吨铂金,而黄金年产3300吨。 3.只有技艺熟练的工匠才能制作,铂金的熔点较之黄金更高,因此对工人的技术要求也就更加熟练。 4.最稳定性 铂金是对酸、碱、高温等的抵抗力最强的金属,不会褪色或变色。铂金戒一般也不会变 形。 5.光泽度、延展性好 铂金拥有自然的白色和光泽,不会影响宝石的颜色,而且可令宝石放出光彩和“火”来,良好的延展性亦使其宜于加工。 6.绝对不会使佩带首饰者有过敏反应。 7.贵重且出众。 ■铂金的常用鉴别方法 1、观色泽法:纯铂金为白色,光泽灿烂,白K金的色为白色偏米**,白银的色是洁白的。从表面颜色可以区分。 2、手掂法:铂金密度达2145,通过同体积材料的掂重试验,铂金有沉甸甸之感,它比黄金重(1936),比K白金重,也比银重(1045)。 3、烧熔法:铂金熔点达到1773oC,远远高于K白金与白银。一般焊枪无法熔化铂金,据此可鉴别真伪。且铂金冷却后颜色不变。 4、标记法:铂金首饰都有标准戳记。国际上用PT或PT字样表示,如PT950铂金成色为950%。 5、煤气自然法:将首饰放于扭开的煤气灶口上,放上几分钟若首饰变红升温将煤气灶点燃,则为铂金制品。这是因为铂金可作为催化剂,促使煤气与空气中氧化合放热,使铂金升温、发红以至于能点燃煤气。 6、点试法:A将水银抹在铂金上,铂金将不受污染,而黄金、白银则会与水银化合而受污染。B在铂金首饰的边或中间凹陷处用锉刀锉些粉末放入双氧水瓶中,铂金能作为催化剂促使双氧水分解,放出氧气而上下翻腾。 ■看标记识铂金 铂金首饰通常以含铂金的千分比来表明首饰的质地,同时也是首饰定价的根据之一。常见的标记有以下几种: 足铂金:铂含量千分数不小于990,打"足铂"或"Pt990"标记。 950铂金:铂含量千分数不小于950,打"铂950"或"Pt950"标记。 900铂金:铂含量千分数不小于900,打"铂900"或"Pt900"标记。 纯铂金硬度较小,为增加硬度,须加入一定比例的钯、铑、铱等贵重金属。 Pt950含钯、铑、铱5%,硬度仍然相对较低,一般用于素铂金首饰;Pt900含钯、铑、铱10%,硬度对镶嵌饰品来说恰到好处。目前大多数铂金戒托都是Pt900的,但也有少数厂商用Pt950制作戒托。 由于钯、铑、铱等金属比铂更稀有、更贵重,所以,Pt900也就相应地比Pt950价格要高一些。但是许多消费者以往对黄金的认识形成了一种习惯心理:黄金的纯度越高就越值钱,并以此套用到铂金的质、价关系上。于是有些商家就利用这一点,故意把Pt950的价格标出高于Pt900,误导消费者购买,从而获取收益,不免有欺诈之嫌。 黄金首饰是指以黄金为主要原料制作的首饰。黄金的化学符号为Au,比重为174,摩氏硬度为25。黄金首饰从其含金量上可分为纯金和K金两类。纯金首饰的含金量在99%以上,最高可达9999%,故又有“九九金”、“十足金”、“赤金”之称。K金首饰是在其黄金材料中加入了其它的金属(如银、铜金属)制造而成的首饰,又称为“开金”、“成色金”。由于其它金属的加入量有多有少,便形成了K金首饰的不同K数。K数的大小与含金量如下: 24K,99%以上;22K,917%;21K,875%;18K,75%;14K,585%;12K,50%;10K,4166%;9K,375% 8K,3334% 6K,25% 在黄金首饰中,纯金首饰质地较软,牙咬有印,容易弯折,色泽金黄、纯正、柔和,手感沉重,有沉甸甸的感觉。K金首饰质地稍硬,牙咬无印,色泽是黄中带白,并依K数的减小,白色渐增,**渐浅。K金首饰的手感不如纯金首饰沉重。此外,无论是纯金还是K金首饰上都带有印签。黄金首饰上的印签,有用“金字”,也有用“Kg”英文字母表示质地。标明含金量时,用“99”字或“24K”字样的表明是纯金首饰,K金首饰依含金量不同,标明着相应的K数,如标着“18K”的K金首饰,其含金量为75%。此外,首饰上还有标志着不同生产厂家的产地印签。真的黄金首饰,印签标准、完整、清晰,是重要的判别标识。 易与黄金首饰相混淆的首饰种类较多,有的是镀金首饰,有的是包金首饰,有的是铜质首饰,还有的是铜合金首饰。下面就其种种简要说明一下: 镀金首饰是在其它的金属首饰表面用电镀法镀上一层金色,颜色与真金首饰相仿,金黄光亮,新时较难辩认。但镀金首饰手感较轻飘,质地较硬,牙咬无印,用久易褪色。有的电镀不好的镀金首饰,颜色不是发红就是发白,或者发花。 色金首饰是指在其它金属表面包上24K或22K的金箔,如金箔的K数太低,其柔软性较差。包金首饰的外观与真黄金首饰相似,金光闪闪,又不易褪色,使人真假难辩。但仔细观察首饰的凹陷处、夹角处、背后等,可以发现有金箔凹凸不平,有翘边起皮的现象。如首饰上有断裂接头,可从此看到金属材料的断面是外黄里白。此外,包金首饰的手感也较轻,质地较纯金首饰硬,牙咬无印,不易弯曲,久戴金箔易起皮脱落。 铜质首饰色为黄中带红,发假,光泽较暗,质地较软,重量轻飘。铜合金首饰(铜锡合金),颜色发白,质硬质轻,久戴掉色,会使皮肤发黑。 无论是镀金首饰、包金首饰、还是铜首饰、亚金首饰,一般不带类似黄金首饰的印签。或所带印签不同于黄金首饰,如有的首饰刻有英文字母“GK”,其含义是“镀金”。或者印签字迹模糊不清,歪歪斜斜,消费者应通过辨认首饰上是否有印签、印签是否符合上述规定、印签是否清晰等方面内容,以判别黄金首饰真伪。 黄金首饰的鉴定方法很多,中国民间总结了一套简便方法,其口诀是:看色泽、掂重量、听音韵、折硬度、石上磨、对比牌、用酸点、定成色。前四句靠目力,凭感觉;后四句则需借助工具和试剂。 一、看色泽 根据黄金的不同光泽和颜色即可大体区分纯金、K金,真金、假金。即金以赤**为佳,成色在95%以上;正**成色在80%左右;青**成色在70%左右;**略带灰色成色在50%左右。故有口诀为“七青、八黄、九五赤、黄白带灰对半金”。若对久藏初出的首饰来说,则有“铜变绿,银变黑,金子永远不变色”的说法。 二、看密度 黄金的密度是1932克/立方厘米,比同体积的银、铅、锡重一倍左右。可用公式:一定黄金首饰的质量(克)比上一定黄金首饰的体积(立方厘米)等于密度。求出所测黄金首饰的密度,密度为1932克/立方厘米左右则为纯金或较纯金,否则即为非纯金或成色差的黄金(此法对首饰无任何破坏性)。三、折硬度 黄金具有延展性和硬度小的特点,能压成厚度12.7微米的薄片。成色高时,用大头针或指甲刻划均可留下痕迹。97%以上成色的黄金首饰,弯折两三次后,弯折处出现皱纹,也叫鱼鳞纹;95%左右成色的黄金首饰,弯折时感觉硬,鱼鳞纹不明显;90%左右成色的黄金首饰,弯折时很硬,没有鱼鳞纹;含杂质较多的黄金首饰,弯折两三次即断;如为生金制作,弯即断,断面有明显的砂粒状。用此法时应考虑到首饰的宽窄与薄厚,厚的、宽的就硬些,薄的、窄的就软些。 四、听音韵、看弹性 成色高的黄金首饰受敲击或往硬地抛掷时,发出“噗嗒、噗嗒”的沉闷低声,且无音韵、无弹力,K金有音韵、有声、有弹力,弹力越大、音韵越尖越长者,成色越差。 五、用试金石鉴定成色 利用金对牌(已确定成色的金牌)和被试首饰在试金石上磨道,通过对比颜色,确定黄金首饰成色。此法应在自然光和日光灯下进行,不能在直射的太阳光线和白炽灯下进行。 六、用酸点 在试金石上分别磨出被鉴定首饰和对牌的金道,用玻璃棒点试硝酸在金道上,因金元素化学性质稳定,不与酸反应,故颜色不变。若非金或非纯金,金道则消失或起变化。变化规律是“三快、三慢”,即成色低的消失快,成色高的消失慢;混金消失快,清金消失慢;大混金消失快,小混金消失慢。视其金道消失情况,比较对牌就可确定黄金首饰成色。
参考资料:
原则上,把石墨改造成金刚石所需的压力和温度范围是比较广的,所以用於合成金刚石的高温装置和方法也很多。目前工业用的生产方式是以「高压静态法」最为普遍,所谓静态技术装置,就是所产生的高压是缓慢上升的,升到一定压力值以后,可以稳定保持一段时间。它与「高压爆炸法」又有不同,后者是从升压到降压整个过程,时间非常短促,高压瞬间产生也瞬间消失。还有一个不同之处是:「高压静态法」是在金属催化剂的帮助下,将石墨转化为金刚石,因此温度和压力可以降低许多(即前面所提的熔剂-触媒法)。「金属催化剂」是扮演什麼样的角色呢?它好比是个「建筑工程师」,能帮助把石墨结构修改、重建成金刚石结构。因为金属催化剂在高温高压下是碳的熔剂,也就是能把碳原子间的结合力扯断,把石墨熔解,为碳原子重新结合成金刚石创造有力的条件。因此作为触媒的本身晶体结构,也是非常的重要,它是影响碳原子能否重新结合成金刚石的重要因素之一。而且,金属催化剂还可使高压静态法的压力,降低到5至6万大气压,温度降低到1500℃至2000℃,节省许多的经济成本。
在此,我们忍不住要问,天然金钢石又是如何形成的呢?形成的地质条件又是哪些呢?它是地球内部岩浆中的含碳物质,在地球深处中的高温和高压作用之下所生成的。这就给了我们很好的启示,只要我们模拟天然生成金刚石的高温、高压和生长条件,就可以人工合成出人造的金刚石。那麼合成的压力和温度需要多大呢?地属深度不同,其温度和压力自然也有不同。基本上。地层越深,压力和温度越高。例如,地表至地球中心约有6×106公尺深,在地心里的压力估计大约是33×106大气压,温度可达6000℃~7000℃。实验证明,只要我们设计的高温高压装置,能达到地球1000公尺以下的1500℃~2000℃,压力是4~5万大气压,在催化剂的作用下,就能把石墨构造改造成金刚石构造,使得乌漆麻黑的石墨变成灿烂夺目的钻石。
人造金刚石的未来发展动向
随著人们对金刚石性质的认识日益深刻,加上在冶金、地质钻探、机械、光学仪器加工、电子工业和航空技术等方面的广泛应用,使得金刚石不论是在经济建设、生产技术和国防工业上,都扮演著举足轻重的角色。
想要有效地提高人造金刚石的质与量,超高压技术的研究是一个重要因素。从物质结构转化的角度来看,不但要有超高压技术,更需要高温高压设备,所产生的温度压力能够稳定且可被准确测量才行。因为只有在十分高且稳定的压力之下,物质的性质才会产生惊人的变化,新的材料及超硬材料才会出现。正因如此,目前世界各国都十分重视「高压物理」的研究工作。压力已由原先的几万大气压,提升到几百万大气压,甚至可望达到千万大气压。随著超高压技术的发展,将使人造金刚石在晶形、颗粒、产量与质料等方面产生重大突破,且让我们拭目以待。
苏明德任职於清华大学化学研究所
繁体字 比较累 不好意思
回答者: admin0524 - 高级魔法师 五级 2006-7-6 16:22
检举 摘要人工制造钻石并非天方夜谭,只要掌握科学原理,清水照样也可以变鸡汤。
据报载(民国87年12月12日联合报):「台北市警局刑警大队侦破利用俗称「摩星宝石」人造钻石的合成碳化矽石充当真钻石,而向当铺典当的诈骗集团。据行家向警方表示,「摩星宝石」是由美国公司研制成功,属於最新型科技,硬度值高达95,高於苏联钻(二氧化锆石)的硬度值90,只低於真钻石硬度值100。它的最大特点是将「摩星宝石」以测试钻石真伪的测钻笔测试,均呈真钻反应。就宝石学而言,它的特性非常接近钻石,色泽亦像钻石,没有仔细检查常会误以为是真钻。」
或许有人会问,到底什麼是「摩星宝石」?它的成分和结构又是什麼?这牵涉到人家的商业机密,我们目前无法探知。但笔者在这里倒是愿意从科学的角度,来介绍人造钻石的制程及其基本特性。
金刚石的物理特性
首先,必须指出钻石(学名为「金刚石」)和宝石不同。自然界中的宝石以氧化铝(Al2O3)为主要成分,同时也含有微量的金属氧化物(如:氧化铬);金属氧化物可以使宝石具有各种颜色。
反之,金刚石是碳的结晶体,其基本特点是具有规则的几何形状。根据金刚石的晶体型态(图一)可以分为单晶体、连生体和聚晶体。并且还可以进一步细分为六面体、八面体、十二面体等等。原则上,人造金刚石比天然金刚石具有较明晰的晶体及稜角,晶面也较为平整。
由於晶体内所含杂质不同,使得金刚石具有各式各样的颜色:如淡黄、黄绿、暗灰,甚至黑色等。通常晶形完整,透明度高的金刚石品质较好,比重一般是介於每立方公分315~352克之间。完全无杂质且结晶完整的晶体,其比重最大(即每立方公分352克)。一般来说,天然金刚石的比重随著自身的杂质含量而有所不同,也就是随著金刚石颜色不同而异。无色及绿色的金刚石比重较低,青蓝色、玫瑰色其次,澄**金刚石的比重最高。而人造金刚石的比重,还会因制作过程的压力、温度的改变,以及保温时间长短的不同,其色泽和比重也不相同。
有的金刚石在紫外线、X射线等的照射下,晶莹夺目。例如在紫外线照射下还会发光,金刚石可发出浅蓝色、橙黄、粉红等各种美丽的光彩。经研究证明,金刚石的发光特性与它的外形无关,而与它的内部构造与晶体结构缺陷有关。因此,我们可以根据金刚石不同的发光特性,来研究和分析金刚石的内部结构、杂质及晶体缺陷。一般而言,天然金刚石的主要杂质元素为氮(最高含量为02%)和铝。
金刚石质地较脆且硬,在目前已发现的物质中,金钢石的硬度可说是「冠军」。它在莫氏硬度表中(就是以十种矿物的硬度,从最软到最硬排成十级,做为比较硬度的标准,见表一),排在最硬的一级,亦即第10级。金刚石的硬度是石墨的1000倍。简单的说,金刚石是地球上最硬的物质(图二)。这或许可从一个小故事里获得证实。八十年前,苏俄沙皇尼古拉斯二世一家人,遭***行刑队处决,刽子手一枪又一枪地向皇室女族发射,她们依然在呻吟翻滚,刽子手大惑不解?有些子弹竟然从她们身上反弹到墙上。后来才知,原来她们在紧身胸衣的衬里内塞了八公斤多的钻石。她们的痛苦因为这些钻石而延长了。
也正因为如此,使得金刚石在工业用途上扮演著相当重要的角色。举例来说,因为金刚石的硬度最高,所以它可以刻画其他任何物质。因此,若把金刚石用在采矿的钻头上,可使钻探技术和速度大大地提高。此外,工业上用的各种刀具、光学玻璃与砂轮等,甚至人造假牙,都要籍助金刚石来切割、研磨和加工。金刚石可以说是现代科技工业的生力军。
理想的金刚石是不导电的绝缘体。根据理论计算,理想的金刚石具有1070欧姆公分的电阻率(电阻率是指长1公分,截面积为1平方公分的电阻值,亦是衡量物质导电能力的一个物理量)。可是近年来发现了具有半导体性能的金刚石,此种金刚石含有其他成分的杂质,因而大大降低了它的电阻率,降至1014~1015欧姆公分,所以成了半导体。
金刚石的另一项优点,就是耐热性高-在空气中加热850℃~1000℃左右才会燃烧碳化;即使金刚石在纯氧中,也须加热至720℃~800℃才可以燃烧。半导体广泛使用的锗二极管只耐热300℃,矽二极管可耐热400℃。因此,我们若用半导体金刚石来制作晶体三级极和二极管,可以想见,它的性能绝对比锗、矽晶体来得好,而使用寿命也将大幅提高。化学的强酸和强碱对金刚石也起不了作用。虽是如此,金刚石仍可溶於熔融的硝酸钠、硝酸钾和碳酸钠中。
金刚石还有一个引人注意的特点,那就是它具有很高的导热率。导热率是衡量物质散热性能的一种参考量。导热率越高代表导热越快,散热的性能越好。例如,在室温下,铜的导热率为每公分每秒4瓦,而金刚石的导热率为每公分每秒20~24瓦,是铜的5~6倍。随著温度的升高,在40℃以后,铜的导热性能远远落后於天然钻石和人造钻石。尤其是人造钻石,它的导热性能往往比天然钻石还要优良。这暗示著,金刚石在电子工业中又可大显身手,因为某些零件本身就需要散热强的材料来做。工业上,常用金刚石做为固体微波器材和半导体雷射器材的散热片。此外,人们也用金刚石做为航空工业的温度探测零件。
当快速粒子(如光子或放射性粒子)撞击金刚石时,就会在金刚石的外接电路上,出现脉冲电流,这说明了金刚石具有光导电性。用光照射而使半导体的导电率(导电率=l/电阻率)增加,这种现象就称做「光导电性」。利用金刚石的这种性质,可应用在导电性晶体计数器上。又因金刚石在放射粒子的照射下,具有发光的特性,所以还可把它应用在闪烁计数器上。可以预期,将这种器件用在原子能的研究上,会比其他晶体性能来得好。因此,科学家将某些金刚石制造成很小的计数器,做为检测放射线能量的探射器,用以检验α、β粒子和γ射线,并广泛用於医学、地球物理和原子能研究工作上。
为什么需要人造金刚石?
由上文我们得知金刚石晶体光怪陆离,美丽夺目,具有多项优点,像是硬度最大、比热低、导热性能强、高温稳定性佳、机械强度大、抗腐蚀性能强和半导体功能等等。
科学家之所以想去制造人工合成的金刚石,理由非常简单,那就是天然金刚石的来源非常有限,而且采勘开采都十分困难。天然金刚石矿藏的含金刚石量甚微,即使是蕴藏丰富的所谓「富矿」,其含量也仅仅是百万分之一到千万分之一。换句话说,要开采处理数吨重的矿石,才能获得1克拉(l克拉=02公克)金刚石。
获得天然金刚石是如此困难,再加上科技发展的进步,对金刚石的需求与日遽增,仅靠开采天然矿所得,实在是难以满足日益增长的需要。於是,人们就想用人工合成的办法,来生产人造金刚石。科学家对人造金刚石的研究,已有百年以上的历史,直至1953年才成功合成出人造金刚石。从此,材料工业里又开辟了另一个新天地。
人造金刚石的由来
自从人造金刚石制造成功之后,人造金刚石工业立刻得到欧美先进国家的高度重视,自1960年代起,人造金刚石产量以每年平均40%的成长率高速发展,估计现在每年人造金刚石产量有几亿克拉之多。那麼人造金刚石是怎麼制造出来的呢?
事实上,或许我们就可以在家中自行制造人工钻石。请准备一些煤当燃料,而普通铅笔所含的石墨就是制造钻石的基本原料(图三),还要准备一个能密闭的钢桶。一切准备妥当,请把炉子生起火,石墨和炸药放入钢桶内,旋紧桶盖便投入炉子里,然后你可以先去散散步。这时的你,担心房子会炸个稀烂吧?不过,这要看你的运气和钢桶壁的强度,但是请不要这么心急就想看一眼你手制的宝物。钻石结晶是需要时间的。炉火至少要燃烧一段时间,然后就可以打开钢桶的盖子。
制作人造钻石一点也不是天方夜谭。钻石真的可以从煤炭或者石墨制造出来,有什麼根据呢?
早在两百多年前,近代化学奠基者--法国的拉瓦锡首先提到:金刚石和石墨都是由碳元素组成的一对亲兄弟。可是这两兄弟的个性却完全不同。石墨外表黝黑,质地软得一折即断。相反的,金刚石外表光泽灿烂夺目,且是世界上最硬的物质。为什麼都是同根生,差异却如此大呢?
原因就在於它们自身的结构不一样。在石墨和金刚石中,碳原子的结合方式及排列方式各不相同。在化学世界里,一种元素若拥有几种不同的晶体结构,这种现象就称为「同素异形」,像是磷、氧及硫等等都有这种特性。正因「同素异形」主要是指晶体结构的不同,因而其物理性质或化学性质也会有所不同,比如会具有不同的颜色、密度、硬度、溶解度,以及在化学反应上表现不同的本领等等。碳的「同素异形」体只有两种,即前面所说的石墨和金刚石。
以石墨为例,石墨的结构是成层状排列,像千层蛋糕一样,一层层叠加起来。从图四中我们可以看到,它的每一层又以正六边形连结成平面的网。在平面网上,六边形的每边之长(即每个碳原子间的距离)篇142Å(Å称为埃,l埃=10-10公分)。碳原子和碳原子间的结合力,是靠相互贡献来的电子(共用电子)对所形成的。共用电子对把两个碳原子结合得很牢固,我们把这共用电子对所形成的束缚力称为「共价键」,而各个平行层与层之间的距离为335Å。几乎两倍於每平面层中两个碳原子间的距离,正因如此,层与层之间的结合力较弱。而层与层之间的结合力,是由各碳原子提供一个电子在每一平面层上自由移动所形成的,这些运动的电子并没有把碳原子连结得很牢固,容易散开来,故这种结合力又称为「金属键力」。也由於电子可以在层与层之间自由移动,所以石墨可以导电。因此,石墨本身结构的最大特点,就是由牢固的「共价键」(专业术语而言,即σ键)和不牢固的「金属键」(即π键)之双重键型所组成的。如此一来,使得石墨的层与层之间容易滑动,甚至断开,而使石墨的质地变得很柔软。但是,由於同一平面层上的碳原子间结合力很强(共价键之故),极难破坏,所以石墨的熔点较高,且化学性质也较稳定。
石墨的晶体结构也决定著它的物理特性。对於一个单晶体而言,石墨可看作是一个二维的金属。也就是说,石墨晶体中由於有两种不同的结合力,使得其晶体层的平行方向和垂直方向的导电性及导热性产生了差异,这种现象称之为「各向异性」。根据研究指出,其二个方向性能的数值比约为3~4比l。但由於一般石墨的晶体分布甚为杂乱,因而整体来看,就显不出很大的方向性。
在十六世纪中叶,欧洲的石墨产量颇丰,开采容易,而且有人发现这种矿物能留下很清晰的痕迹,於是便拿来当作书写与绘图的工具。事实上,石墨的英又叫做“graphite”,就是源自於希腊文的「书写」,即“graphein”到了十八世纪中叶,业者经过多次的研发,懂得混合石墨粉与黏土,制造出笔质稳定,但有更多不同硬度以及黑度的一系列铅笔(所以铅笔里并不含铅)。换言之,调整黏土与石墨粉的比例,可以控制笔心的硬度与黑度。黏土的比例越高,笔心越硬;相反的,石墨的比例越高,表示笔心越软。通常是以阿拉伯数字来区分笔心硬度:数字越大,硬度随之递减。或用B来代表黑(black),而用H来代表硬(hard); B字母重复越多,就代表笔心越黑;相对的,H字母重复越多,便代表笔心越硬。若是看到铅笔上印有“HB”字样,就表示它是一种「有点黑,又不太黑;有点硬,又不太硬」的铅笔。
金刚石就不一样了。每个金刚石的晶胞(「晶胞。是构成金刚石的最小单位,犹如生物组织的「细胞」)中有四个碳原子,各个碳原子分布在正四面体的四个顶角上(图五),且碳原子和碳原子间是以牢固的共价键相连接。许许多多这样大小、形状相同的晶胞,有规则地紧密连接在一起,形成如图六结构的重复体。且在金刚石晶体中,每个碳原子与它邻近的四个共价碳原子是等距离的,长度为154Å,这和有机化合物中的碳原子间的单键距离相同。这样安排的碳原子具有很高的结合能,因为各碳原子间的距离相等,使得金刚石晶体具有无隙可乘的结构,拥有物质中最高的力学强度,因而形成金刚石晶体坚硬的特性。因为已知石墨的比重是立方公分226克,而金刚石的比重则是介於立方公分315~352克之间,可见碳原子在金刚石里要比在石墨里来得密实许多。从上述介绍中,我们可以清楚了解到,物质的硬度取决於他们原子之间的键结方向和键能强度。
看来问题很清楚,只要把石墨的结构改建成金刚石的结构,人造金刚石的问题就算解决了。从那里改建起呢?从它们结构上的差别来看,必须把石墨里层与层间不牢固的结合力(即金属键力)拉断或变动,并且同时也将六角平面上各碳原子间的结合力(即共价键力)和结合方式来个「大搬家」,使它们之间的结合按照金刚石的形式和要求,有规则地结合在一起,便成为金刚石晶体了。
那麼,用什麼手段来改建石墨的结构,使其成为金刚石呢?目前所知,人工合成金刚石的方法多达十余种。按晶体生长的特性,基本上可归纳为直接法、熔剂-触媒法和外延法三种。所谓「直接法」,顾名思义就是使碳质原料直接从固态转变成金刚石;方法上,可分为「瞬间超高温高压法」及「动态冲击法」。所谓「熔剂-触媒法」,就是利用某些金属及其合金制成催化剂,利用比「直接法」更低的压力,将石墨碳质原料转化为金刚石。而「外延法」,就是先热解石墨,使碳质原料中含有四价的碳原子(专业术语而言,指的是sp3型的碳原子)或基团先分离出来,作为生成金刚石的碳源。
由於金刚石的生长机制颇为复杂,在此只能作简略的定性描述。我们从热力学观点出发:热力学的基本原理告诉我们,在改变一定的压力和温度条件下,许多物质的结构将发生变化。特别是在超高压和超高温的条件下,物质将发生重大变化。例如,在极高压下,能把气态的氢压缩成固态的氢,甚至成为金属氢(成为固体,且具有导电、传热的功能)。高压也可把非导电的绝缘体变成可导电的导体。另一方面,也从动力学出发:石墨碳质原料能否成功地转变成金刚石,还必须取决於「石墨→金刚石」的相变速率。当金刚石的生核率和长大速率,同时处於最大值时,则石墨转变为金刚石的相变速率最大。也就是所谓的活化能最小,反应速率最大。
一般来说,我们大多采用高温高压法,将石墨转变成金刚石。高温的目的,是为了提供必要的热能,使得石墨晶格里的碳原子,做大幅度热振动,进而摆脱束缚,拆散碳原子群。同时利用高压方式,藉著压缩,将这些分散开的碳原子,重新紧密地挤在一起(压缩成如图五所示),原子间的距离缩短,彼此间的联系也就会愈坚固,就是软的石墨变成硬的金刚石。
原则上,把石墨改造成金刚石所需的压力和温度范围是比较广的,所以用於合成金刚石的高温装置和方法也很多。目前工业用的生产方式是以「高压静态法」最为普遍,所谓静态技术装置,就是所产生的高压是缓慢上升的,升到一定压力值以后,可以稳定保持一段时间。它与「高压爆炸法」又有不同,后者是从升压到降压整个过程,时间非常短促,高压瞬间产生也瞬间消失。还有一个不同之处是:「高压静态法」是在金属催化剂的帮助下,将石墨转化为金刚石,因此温度和压力可以降低许多(即前面所提的熔剂-触媒法)。「金属催化剂」是扮演什麼样的角色呢?它好比是个「建筑工程师」,能帮助把石墨结构修改、重建成金刚石结构。因为金属催化剂在高温高压下是碳的熔剂,也就是能把碳原子间的结合力扯断,把石墨熔解,为碳原子重新结合成金刚石创造有力的条件。因此作为触媒的本身晶体结构,也是非常的重要,它是影响碳原子能否重新结合成金刚石的重要因素之一。而且,金属催化剂还可使高压静态法的压力,降低到5至6万大气压,温度降低到1500℃至2000℃,节省许多的经济成本。
在此,我们忍不住要问,天然金钢石又是如何形成的呢?形成的地质条件又是哪些呢?它是地球内部岩浆中的含碳物质,在地球深处中的高温和高压作用之下所生成的。这就给了我们很好的启示,只要我们模拟天然生成金刚石的高温、高压和生长条件,就可以人工合成出人造的金刚石。那麼合成的压力和温度需要多大呢?地属深度不同,其温度和压力自然也有不同。基本上。地层越深,压力和温度越高。例如,地表至地球中心约有6×106公尺深,在地心里的压力估计大约是33×106大气压,温度可达6000℃~7000℃。实验证明,只要我们设计的高温高压装置,能达到地球1000公尺以下的1500℃~2000℃,压力是4~5万大气压,在催化剂的作用下,就能把石墨构造改造成金刚石构造,使得乌漆麻黑的石墨变成灿烂夺目的钻石。
人造金刚石的未来发展动向
随著人们对金刚石性质的认识日益深刻,加上在冶金、地质钻探、机械、光学仪器加工、电子工业和航空技术等方面的广泛应用,使得金刚石不论是在经济建设、生产技术和国防工业上,都扮演著举足轻重的角色。
想要有效地提高人造金刚石的质与量,超高压技术的研究是一个重要因素。从物质结构转化的角度来看,不但要有超高压技术,更需要高温高压设备,所产生的温度压力能够稳定且可被准确测量才行。因为只有在十分高且稳定的压力之下,物质的性质才会产生惊人的变化,新的材料及超硬材料才会出现。正因如此,目前世界各国都十分重视「高压物理」的研究工作。压力已由原先的几万大气压,提升到几百万大气压,甚至可望达到千万大气压。随著超高压技术的发展,将使人造金刚石在晶形、颗粒、产量与质料等方面产生重大突破,且让我们拭目以待。
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。
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。
扩展资料:
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)。
参考资料:
-钻石
化学组成C。其微量元素N和B是金刚石分类的主要依据:N含量大于0001%者为Ⅰ型,小于0001%者为Ⅱ型;Ⅰ型金刚石按N的赋存状态分为Ⅰa型(N原子沿{100}聚集成片状分布)和Ⅰb型(N原子置换C原子并出现一个未配对电子旋转于C—N键之间);Ⅱ型金刚石按是否含B分为Ⅱa型(不含B)和Ⅱb型(含B);N分布不均匀时构成混合型。约98%的天然金刚石属Ⅰa型。红外光谱是鉴别金刚石类型的主要方法。
晶体结构等轴晶系;金刚石型结构(图15-13);空间群 Fd3m;a0=0356nm;Z=8。
图15-13 金刚石型结构
碳原子分布于立方晶胞的8个角顶、6个面心和晶胞所分8个小立方体的4个相间的小立方体中心;碳原子以共价键与周围的另外4个碳原子相连,键角109°28′16″,形成四面体配位;平行{111}面网密度大,间距也大
图15-14 金刚石晶体
o—八面体;d—菱形十二面体;a—立方体
形态对称型m3m;多呈浑圆状八面体和菱形十二面体单晶,可见八面体、菱形十二面体与立方体、四六面体成聚形(图15-14)。
物理性质无色透明,常因含微量元素而呈不同色调:含Cr呈天蓝色,含Al呈**,还可有褐、灰、白、绿、红、紫等色调,含石墨包裹体者呈黑色;晶面金刚石光泽,断口油脂光泽;经日光暴晒后置暗室发淡青蓝色磷光。解理{111}中等、{110}不完全。硬度10(显微硬度比石英高1000倍,比刚玉高150倍),八面体晶面的硬度>菱形十二面体晶面的硬度>立方体晶面的硬度。相对密度352。性脆,抗磨性强。不导电。导热性好,室温下其热导率是铜的5倍。熔点高达4000℃,空气中燃烧温度为850~1000℃。疏水而亲油。
成因产状产于金伯利岩、钾镁煌斑岩及榴辉岩中,为高温高压产物。著名产地有南非、扎伊尔、前苏联雅库特等。我国有山东、辽宁、贵州等地。
鉴定特征浑圆粒状,金刚光泽,硬度10,暴晒后置暗室发淡青蓝色磷光。
主要用途金刚石的用途十分广泛:利用宝石级金刚石光彩诱人的色泽和极高的硬度琢磨成“钻石”;利用其高硬度制作仪表轴承、玻璃刀、表镶钻头;利用其高导热性制作微波器和激光器的散热片;利用其优良的红外线穿透性制造卫星和高功率激光器的红外窗口;利用其半导体性能制作整流器、三极管,等等。
思考题及习题
1)以自然金或自然铂为例,说明自然金属元素矿物的晶体化学特征与其形态、物性的关系。
2)为什么金刚石和石墨同为单质碳的矿物,但形态、物性截然不同?
3)从石墨的结构特点解释其物性。
4)试举几种混晶矿物并分析其组成元素的占位特点。
5)自然元素这一大类中,哪些矿物能在河流沉积物中保存并富集?它们各自有什么特点?
6)强金属钾、钠等为何不易形成自然元素矿物?
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