钻石比铁硬,为什么铁锤能轻易击碎钻石?
钻石又称为金刚石,是一种非常贵重的金属,许多人在求婚,结婚的时候都喜欢买钻石,钻石越大,价格越高。钻石是世界上硬度最高的天然金属,虽然钻石比铁硬,为什么铁锤可以轻易击破钻石呢?接下来,小编告诉大家答案。
钻石是由于碳物质组成的矿物,是石墨的同素异形体,一个大钻石的每一个碳元素表面都围绕四个电子,这四个电子与周围的其碳元素正好组成了共价键,构成了正四面体,钻石为什么那么硬的原因就是这个,钻石不仅强度大,并且熔点高,不导电。
钻石除了是一种贵重金属之外,它还普遍应用于工业中的钻探用的探头磨削工具,钻石强度高不意味钻石不容易碎,判断一个物质容不容易碎取决于该物质的延展性,如果延展性好,就可以做成各种各样样形态的东西,金属金子,由于金子延展性非常的好,所以金子可以制作成金丝。铁锤能够轻易的击碎钻石的原因就是铁锤是一种具有较好延展性的金属制品,钻石的延展性不好,所以说钻石被铁锤轻易击碎。
天然金刚石的数量非常少,并且价格昂贵,随着科学技术的发展,越来越多的科学家开始钻研人造金刚石。1955年,美国通用电气公司打造出了第一批的工业用人造金刚石,从此开始了工业规模生产人造金刚石的道路,人造金刚石的制造做法有很多种,但主要归结为以下三种直接法、熔媒法和外延法,人造金刚石比天然金刚石价格低,并且数量大,所以人造金刚石被大量运用到工业生产方面,比如切玻璃的切刀就是用到了人造金刚石。
您说到的"硬"和"崩"
其实是钻石性质的两个方面,也是最容易让人误解的地方
硬度是指抵抗外界刻画的能里,钻石是最硬的,没有其他天然东西能够刻动钻石
甭
指的是脆性,就是受外力时容易破碎的程度
钻石虽然是最硬的,没有其他东西可以刻画的动,但却是脆性叫高的,也就是掉在地上是有可能摔碎的
钻石是人类已发现的,自然界最硬的矿物。莫氏硬度表认为钻石的硬度是10分,而铁的硬度只有5分。按理说,钻石应该是完克铁的,但事实却不是这样。那么钻石比铁还硬,为什么铁锤还可以击碎钻石呢?下面就让我们一起来看看,了解一下事情的真相到底是怎么回事。
如果你用一把铁锤敲打钻石,你会发现钻石会碎成一地的碎片,而铁锤完好如初。这究竟是为什么呢?
我们首先要明确“硬度”的概念。在物理学上,硬度所讲的是材料在局部抗挤压的能力。不是说越硬的东西就越无敌。比如玻璃和木头,这两种物质明显玻璃更硬一些,但木头却可以轻易把玻璃敲碎。这里我们就要引入一个新的概念了,那就是脆度。
脆度所形容的是断裂的韧性,也就是说物体在外力压迫下,最终断裂产生形变的幅度。木头你坐到它上面都不会断,但玻璃只要一点点外力,就很可能碎裂。说白了,一个东西越硬,不代表它的韧性越好。钻石虽然硬度很高,但脆度也很大,很容易会破碎。
铁锤敲打钻石,真的会把钻石敲碎的。
这其实跟钻石的内部结构有关。钻石虽然光彩无比,但其内部结构只是碳原子组成的正四面体。这些碳原子牢固组合在一起,造就了钻石的硬度,然而当受到外力冲击的时候,外力会沿着碳原子结晶外缘面传导并堆积,最终导致钻石的结晶面碎裂,这也就是钻石很容易碎的原因。
物理学把这种现象叫“解理”,切割钻石的技术,也是在这种原理的基础上发展的。下次看到钻石,请一定要小心翼翼拿好哦。对此大家是怎么看的呢?欢迎评论留言。
常规物质当中,最硬的物质应该就是钻石了,钻石(金刚石)的莫氏硬度为10,刚玉的莫氏硬度为9,不锈钢的硬度大约为55;而一些特殊的合成物质,比如氮化碳(β—C3N4)和聚合钻石纳米棒,其莫氏硬度比钻石还高。
硬度,表示材料在局部抵抗外来物质压入其表面的能力;对材料硬度的划分有很多方法,比如莫氏硬度,就是利用棱锥形金刚钻针,以一定荷载刻划材料表面,然后测量其划痕深度来表示其材料的硬度。
几种物质的莫氏硬度为:
黄金25
贝壳35
铂金45
不锈钢55
牙齿6
石英(玻璃)7
刚玉9
钻石10
新型材料中有一种氮化硼,其硬度略比钻石低,属于超硬物质,常作为刀具材料;人类目前在实验室中能合成的最硬材料是氮化碳(β—C3N4),该物质1989年在理论上预言存在,1993年首次合成出来,其硬度比钻石还高。
钻石是碳的同素异形体,其原子成分和石墨是一样的,但是钻石的原子组合结构非常特殊,钻石中的每个碳原子都有四个共价键,组成了正四面体的钻石晶胞,原子结构十分牢固。
钻石的硬度虽然很大,但是脆性也大,受到重击时会发生破裂,就如玻璃硬度比钢铁高很多,但是玻璃易碎一样。
在茫茫的宇宙中,有很多极端天体的奇异物质,其硬度远远超过金刚石,比如白矮星经过数百亿年的冷却后会形成黑矮星,理论上黑矮星物质的硬度,就远远超过金刚石,同样中子星冷却后形成的黑中子星,其硬度更高。
世界上最硬的物质是金刚石。人们在割玻璃时,只要用一把镶有金刚石的小刀在玻璃上轻轻一划,坚硬的玻璃就会立刻「一分为二」;地质勘探用的钻探机、钻头上镶上了金刚石,能大大加快向下钻进的速度。
金刚石和煤、石墨一样,它的化学组成都是普普通通的碳。奇怪的是,金刚石的硬度却大大超过它的「同胞兄弟」,这是因为它们的分子结构不一样。在石墨分子中,碳原子相互的结合力很小,很容易滑动、散开;而金刚石分子中,它的碳原子是整齐地排列成立体结构,原子与原子之间牢固地连结起来,所以特别坚硬。世界上天然金刚石的产量很小,因此很珍贵。近年来,人们已用石墨制成了人造金刚石,可与真正的金刚石媲美。
十亿很多年前,氧原子紧密联系在地面下列100英里(161公里)或更加深入的锅状、髙压非常高的地区。这类晶体是地球上最硬实的纯天然矿物质,也就是地球上最硬实的纯天然矿物(115零摄氏度),其工作压力做到水平面工作压力45,000倍。
金钢石掩埋在地球上最深处数千万年,直至火山活动将其以熔岩的方式送到地面。竖直的岩石层称之为“金伯利岩管状”,是这种古时候活火山的遗址。历经一段时间的腐蚀,这种钻石的翡翠原石被从母岩中去除。
伴随着流水和溪流的流动性,这种钻石晶体最后进到沙砾和细沙中,这一般离出产地很远。十九世纪末期之前,在这种冲积层中发现并搜集了全世界的钻石。如今,大部分钻石发现于金伯利岩管状脉,这类管状脉是采掘钻石的关键来源于。
一八六九年,在巴西发现金伯利岩管状毛细血管,意味着当代钻石工业生产的开始。开采主题活动随着发展趋势,每一年可生产制造出数百万卡拉的钻石翡翠原石,在其中包含1967年在博茨瓦纳的一项重特大发现,及其非洲、澳洲、西西伯利亚和澳大利亚西北部地区的别的地域。
到 20 世纪末,土地已不再是钻石的唯一产地。1970 年,通用电气 开始在实验室里制造钻石,1984 年出售了第一颗实验室制造的宝石级钻石。随着科技的进步,人造钻石变得愈发常见,也愈发难以检测。
给大家科普一下全世界钻石的储量和生产概况:
已探明天然钻石储量大约有25亿克拉,其中澳大利亚65亿克拉,扎伊尔55亿克拉。按开采水平现有钻石储量只能开采25年,但随找矿科技水平的提高,每年都发现有新的矿区,近几年加拿大钻石储量明显增加。
自从钻石开采以来,共采出钻石350吨左右,即175亿克拉,全世界每年开采钻石在9000万-1亿克拉,其中宝石级占17%-20%。20%宝石级钻石价值相当于80%工业级金刚石价值的5倍。
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