黑钻是如何形成的，黑钻的历史有多悠久？

作为钻石品类中最为独特的一种，黑钻以其神秘深邃的外表吸引无数来者，引得世人惊叹连连。尤其是今年的进博会如期上线，一颗来自法国顶奢珠宝品牌卡洛芙的88克拉黑钻璀璨现身，让更多游客了解到了黑钻的无上魅力。

 千百年来，人们将灼热的目光聚焦在彩钻或白钻身上，而对黑钻鲜少关注。19世纪前后，南非人民甚至一度将黑钻误认为煤炭，几乎是完全性地忽略掉了黑钻的美与价值。据科考人员探究，黑钻的历史甚至比白钻及彩钻来得更为悠久，至今已过去40亿年有余，这是彩钻和白钻无法比拟的。

至于黑钻的具体成因，目前并未有确信的依据。不过根据大量的研究，科学家们已逐渐倾向于认为，黑钻并非如彩钻或白钻一般是从金伯利岩中沉淀形成的。它更可能是来源于星际云团，也就是我们俗话所说的行星爆炸或发生碰撞后掉落在地球表面的星际碎片。无论从哪一个角度来看，黑钻都比彩钻或白钻更有魅力。

当记者问及卡洛芙在中国地区的朱经理黑钻的颜色形成时，他表示是因为黑钻中丰富的赤铁矿元素及石墨将日光完全吸收，所以才形成了如今的颜色。即使没有上手摸过，但透过视频媒介、社交平台，我们都或多或少地了解到彩钻的光滑表面。这也是黑钻的另一个独特点，它的表面并非光滑，反而有点粗粝。

如果说白钻或彩钻象征着纯洁动人的女孩，那么黑钻必然是叛逆的那一类。它极致张狂，充满了未知的美。难怪在进博会的时候，吸引了那么多人驻足。所幸，随着时代的不断发展，黑钻的魅力终究会被人类发现、认可。

Ⅰ型钻石多是无——浅黄——**系列，对于Ⅰa型钻石可以用色心理论来解释其颜色成因；而Ⅰb型钻石用能带理论可以做出更好的解释。

根据色心理论，Ⅰa型钻石中不同聚合态形式的N可形成不同的结构缺陷，从而形成不同的色心，对可见光产生不同的吸收，钻石的颜色是由多个色心共同作用的结果。如果Ⅰa型钻石中N以原子对形式（又称为ⅠaA型）取代相邻C原子的位置，引起晶格畸变形成N2心，造成了蓝区478nm、452nm、439nm的吸收；若N以3个原子围绕空穴组合在一起（又称为ⅠaAB型），形成N3心，造成了蓝紫区415nm以及423nm、435nm、465nm、475nm的吸收。由于N3、N2心吸收了可见光中的紫光和蓝光，从而使钻石呈现**。

根据能带理论，Ⅰb型钻石中，N原子比C原子结构多一个电子，这个多余电子在带隙内形成一个杂质能级，它的存在使带隙能降低22eV。所以只要大于22eV的任何光量子都能把多余电子激发到导带中，并由此引起紫光——蓝光范围内的光被吸收，其他光透过，钻石呈现**。合成钻石多属此类。 Ⅱb型钻石含有硼，B原子比C原子少一个电子，因此当B替代C进入钻石晶格时，就形成一个空穴色心。每100万个C原子中有一个或几个B原子时，它难呢过把从红外至500nm（绿光边缘）的光吸收，钻石可产生诱人的蓝色。

最新发现不含B、不导电的灰蓝色钻石，它们的晶体中含有H，因此普遍认为H的存在使导致灰色、灰蓝色钻石呈色的主要原因。 黑色钻石的颜色可能因为其为多晶体集合体、大量黑色内含物（石墨多）和裂隙造成的。

钻石之所以呈现不同的颜色，是因为钻石在生成的过程中含化学微量元素不同和内部晶体结构变形所致。**钻石在形成过程中，当氮原子取代钻石晶体中的某些碳原子时（每一百万个碳原子中，有一百个被取代），多余的电子会在禁带中形成一个新的能级，从而使晶体吸收可见光，令钻石呈现**。

      生活中我们大多数见到的都是透明无色的钻石，彩钻不太常见，那彩钻石是怎么形成的呢？彩钻是除透明以外的钻石。世间有颜色的钻石，又称为彩钻，主要成因是无色钻石内的微粒起变化而产生的颜色，不同的变化产生不同的颜色，因此颜色越罕有，价值亦愈高。

      彩钻的颜色，较常见的有金**、棕色、绿色，其它如粉红、红色、蓝色就较为罕有，往往可遇而不可求，如蓝色的霍普钻石，堪称稀世珍宝，价值当然也不菲。 高品质的彩钻也被视为稀世奇珍，澳大利亚是全球粉红钻唯一的固定来源。

彩钻本身开发的数量及其稀少，全球每年仅有50克拉左右。

世界最大的粉钻“阿盖尔粉红禧”便是在阿盖尔钻石矿区发现开采，重达2478克拉，于2010年以4544万瑞士法郎(约合4575万美元)高价拍出，刷新全球单颗钻石拍价纪录。彩钻的开采量极为稀少，每颗彩钻都是世间难求的稀世珍宝。

当气体过膨胀时，与外部大气相比，排气中的气体压强较低，导致排气被压缩或向内挤压。这种压缩会增加排气压强。然而，由于流量可能被压缩得太多，以致其压强超过大气压强。此时，气流再次向外扩张以降低压强。

这一过程也可能持续很久，导致羽流内部压强再次低于环境压强。随着时间的推移，压缩和膨胀过程不断重复，排气中的气体压强和外部大气压强之间的差异逐渐减小，直到排气压强与环境大气压强相同。

马赫环以恩斯特·马赫（Ernst Mach）的名字命名，是最早描述它们的物理学家。

形成过程

当发动机喷嘴排出过膨胀气流时，靠近中心线的气流将平行于喷嘴纵轴中心线流动。然而，自由射流边界以外的环境大气压强高于排气压强，迫使排气流向朝中心线向内改变。这种改变通过一种称为斜激波（oblique shock wave）的波实现。

斜激波的方向与流经它的气流方向成一定角度，并且使经过的气流压强增大。特别地，垂直于气流方向的激波称为正激波（normal shock wave）。当气流再次平行于中心线旋转时，正激波出现并在排气流中产生一个马赫盘。

通过这个正激波的气流温度会升高，导致排气中的多余燃料被点燃，从而使燃料燃烧，使马赫盘发光并形成可见的环形图案。和斜激波一样，正激波也会增加排气的压强，当排气压强大于周围大气的压强时，气流开始向外流动，发生膨胀。

这种变化是通过一系列的膨胀波（expansion wave）实现的，这些膨胀波从自由射流边界反射到中心线。这些波使气流向外流动并且使气流的压强降低。然后，膨胀波在中心线处和在喷嘴的另一侧形成的膨胀波相遇，开始向外反射。

当气流通过这些反射的膨胀波时，会平行于中心线流动并再次降低压强。这两组膨胀波统称为膨胀扇（expansion fan）。当膨胀波到达自由射流边界时，会再次向内反射，产生压缩波（compression wave）和压缩风扇（compression fan）。

这些压缩波迫使气流向内流动并增加压强。如果压缩波足够强，它们将合并成一个斜激波，形成一个新的马赫盘，类似于喷嘴出口附近的马赫盘。这一系列的压缩和斜激波会增加排气流的压强，导致形成新的膨胀扇。这个过程一次又一次地重复，创造出一系列的马赫盘。

类似的过程发生在从高空喷嘴流出的欠膨胀气流中。压缩和膨胀的顺序与过膨胀喷管所描述的顺序相同，只是它从膨胀扇的产生开始，导致气流最初向外流动，而不是向内压缩。无论如何，随后的一系列膨胀和压缩都会导致下游形成相同的马赫盘。

在理想气体中，这种膨胀和收缩的过程将一直持续下去，创造出无穷多的马赫盘。然而，实际气体并不理想，在环境大气和排气之间的自由射流边界产生的摩擦导致湍流剪切层的形成。该层产生粘性阻尼，逐渐消散波浪结构。这种粘性摩擦最终平衡了排气和周围大气之间的压强差，从而使马赫盘不再形成。

替代来源

冲击钻石最常与喷气和火箭推进相关，但它们可以在其他系统中形成。

1、天然气管道排污

在天然气管道排污期间可以看到冲击钻石，因为气体处于高压下并以极高的速度离开排污阀。

2、火炮

当发射大炮时，气体以超音速离开大炮口，并产生一系列冲击钻石。钻石会引起明亮的枪口闪光，从而使枪支的位置暴露给敌人。发现当流动压力与大气压力之间的比率接近时，冲击金刚石被极大地最小化。在枪口末端增加一个枪口制动器，可以平衡压力并防止产生冲击。

3、无线电喷气机

从类星体和射电星系发出的一些射电，即强大的等离子射流，被观察到具有规则间隔的增加的无线电发射结。喷气机以超音速的速度穿过太空中稀薄的“大气层”，，因此可以推测这些结是冲击钻石。

以上内容参考 -马赫盘

金刚石，又名钻石，英文名Diamond，化学式C。

化学组成： 主要为C,还含有Si、Al、Ga、Mg和Mn，经常发现有N、Na、Ba、B、Fe等微量元素

成因产状：见于超基性岩的金伯利岩中和钾镁黄斑岩。金刚石结晶发生于高温高压下，它是岩浆中最早的结晶产物之一。

主要产地： 世界上著名的产地有南非、扎伊尔、俄罗斯、澳大利亚等。我国山东、辽宁、湖南等地也发现金刚石。

影响颜色的4个因素：

杂质元素致色

塑性变形致色

辐射中心致色

矿物包裹体致色

无色钻石：纯净、无杂质、无晶格变形。

粉红、紫红色 天然的粉红色：与褐色成因相似。

光谱：Ia : 415、 478、 560nm

IIa : 390、 396、560nm

Argyle粉红色：415、 503、 560nm

粉红色均以560nm吸收宽带为特征。

钻石塑性变形：位错(即第二种原因)

红色钻石主要是 澳大利亚 产

当钻石在形成时受地质条件的影响 会对内部结构产生影响 产生电子位错

形成新的能级，吸收自然光中的部分能量，形成红色粉红色

蓝色：

B原子所致，其外层为三个价电子，当与碳原子形成共价健时产生一个空穴，并被相邻的碳原子的电子充填，电子吸收长波（红色），残余色呈蓝色。

黑色：大量的暗色不透明的包裹体

—微晶状 铁质 矿物或分子级石墨化。

绿色：辐射损伤中心致色，

天然钻石常为很薄的绿色表皮

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泰国王室最大的钻石是金色陛下钻石。2016的10月13日，深受泰国人民爱戴的国王普密蓬阿杜德离世。这位泰国历史上在位时间最长的君主，不仅是世界上最富有国王，他还拥有世界最大的切割琢面钻石金色陛下钻石。

1986年，戴比尔斯在其位于南非的普雷米尔矿山发现了金色陛下钻石，这是迄今为止发掘出来的第八大宝石级钻石。它的毛坯形态呈彩黄褐色，重75550克拉。

钻石的成因

钻石中的盐迹显示，这些石头是由古老的海床形成的，这些海床深埋在地壳的深处，在地球表面发现的大多数钻石都是这样形成的。其他的是由地幔深处融化的结晶产生的，钻石是在地幔非常古老的地壳中形成于地壳下方的碳晶体，它们被一种叫作金伯利岩的特殊岩浆的火山喷发带到地面。