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鑽石為什麼硬硬

發布時間: 2022-09-11 23:45:32

『壹』 鑽石的硬度很高,它是世界上最硬的東西嗎

被我們地球人當成珍寶的鑽石,除了看上去非常漂亮以外,還有一個更重要的特性,那就是它的硬度。迄今為止,鑽石依然是地球上已發現的最硬的天然物質,其莫氏硬度達到了10,因此鑽石不光可以用來作為珠寶收藏,還可廣泛應用於各種行業,具有比較高的實用價值。

但這也並不是說鐵錘就比鑽石強,如果你將鐵錘壓在鑽石上緩緩用力,那麼不管你用多大的力,鑽石都不會碎,而鐵錘就會與之前我們想像的那樣,被鑽石頂出一個凹痕。

據說日本的一家公司曾經做過一個實驗,將該公司製造的人工鑽石放置於鋼板上,然後用壓路機從上面緩慢慢地壓過去,實驗結果是鑽石毫發無損,完勝壓路機。可以想像的是,如果該實驗中的壓路機開快一點,那麼可能就是另外的結果了。

綜上所述,大家不要以為鑽石是最硬的就是無敵的,事實上

『貳』 鑽石為什麼這么硬

鑽石的成分和晶體結構
鑽石的主要成分是碳(C), 含C量96%-99.9%。即使很純凈的鑽石也含有0.001%的雜質。鑽石中的雜質組分有Si、Al、Ca、Mg、Mn、Ti、Cr、N 等。 除 N 以外,其餘雜質通常都以礦物包裹體形式存在,鑽石中常含有磁鐵礦、鈦鐵礦、鎂鋁榴石、鉻透輝石、橄欖石、石墨等礦物包裹體。
氮(N)是鑽石中一種重要的雜質組分,N在鑽石晶體結構中組成各種缺陷中心,可以單個N、A中心、B中心、N3小晶片等形式存在。 根據N的含量和聚結形式可將鑽石劃分為Ⅰ型和Ⅱ型。Ⅰ型鑽石含N量較多(0.05%-0.3%)。 Ⅰa型鑽石中N以N3小晶片形式存在,Ⅰb型鑽石中N以分散狀態的順磁方式存在。
Ⅱ型鑽石含N量較少(<0.05%),N呈自由狀態存在。Ⅰ型和Ⅱ型鑽石在某些物理性質上有所不同。自然界的鑽石絕大部分是Ⅰ型鑽石。
鑽石為等軸晶系,晶體結構為立方面心格子,晶胞參數a°=3.56A(1A=1mm/1千萬)(見左圖)。C原子位於立方晶胞的八個角頂和六個面中心,並在其八個小立方格的半數中心相間地分布著四個C原子,每個C原子都與周圍四個C原子相連接,每兩個相鄰C原子之間的距離都相等(1.54A)。這種結構C原子間形成極其牢固的共價鍵, 要分開這種化學健必須給以很大的能量。這就決定了金剛石具有一些特殊的性質,如極高的硬度和化學穩定性。
鑽石的晶形最常見的是八面體,其次是菱形十二面體,較少見的是立方體。此外,可長成各種復雜形態的聚形或歪晶。

『叄』 是什麼原因使鑽石那麼堅硬的

現代科學技術 、手段為探索鑽石的形成提供了新思路和方法。鑽石是世界上最堅硬的、成份最簡單的寶石,它是由碳元素組成的、具立方結構的天然晶體。其成份與我們常見的煤、鉛筆芯及糖的成份基本相同,碳元素在較高的溫度、壓力下,結晶形成石墨(黑色),而在高溫、極高氣壓及還原環境(通常來說就是一種缺氧的環境)中則結晶為珍貴的鑽石(白色)。

『肆』 鑽石只是由常見的碳元素構成的,為什麼卻這么堅硬

除了碳元素,還有高壓環境,才能形成金剛石。這樣硬的原因就是因為金剛石的物理結構是正四面體,裡面的原子都是規規矩矩的排列,經過高壓高溫留下了大量的能量,這些能量使得金剛石的硬度非常大。

元素只是一個基本,還有形態,碳元素存在於各種自然物體中,生物僅僅是其中一種,還有非生命的鑽石還是具有稀缺性的,起碼他最硬主要是碳原子組成,但是它的排列形式是不一樣的,一般的煤炭中碳原子排列形式和鑽石有很大的區別的,就好比相同的木頭做成不同形狀的模型,它們的承重能力也不一樣。由於鑽石的碳原子結構形式更加穩定,所以它的硬度會更大。而且碳原子也並不一定就產生在植物中呀,其實早就發現外太空也存在含碳隕石,但不代表這個隕石上就長過植物呀。

『伍』 為什麼鑽石最堅硬

鑽石的硬度如此之大,和它們內部的原子分布有著直接的關系,原子排布的越緻密,物質的硬度就越大。
其實鑽石內部也沒什麼特別的東西,就只是一堆碳原子而已,碳原子是自然界中非常常見的原子。石墨裡面也都是這樣的碳原子,如果從微觀上來說,鑽石和石墨簡直就是親得不能再親的兄弟倆。
但是石墨是什麼東西?我們寫字的鉛筆里含有很多的石墨,石墨是一種非常柔軟的物質,比我們的指甲還要軟,大家都是碳原子構成的物質,怎麼就差這么多呢?
石墨和鑽石之所以差別這么大,都是因為內部碳原子的站位問題。我們知道,在平面結構中,最穩定的形狀就是三角形,但是在三維立體結構中,最穩定的結構當屬鑽石中碳原子的排列分布。
鑽石內部的每個碳原子周圍都有4個碳原子和它手拉著手緊緊地靠在一起,這樣緻密的三維結構是自然界中任何一種物質都比不上的。
鑽石的密度可達每立方厘米3.5克,這可是石墨的1.5倍,比起石墨來,鑽石內部的「原子平均佔地面積」可謂非常緊張。
地方不夠,結構來湊,正是如此,被擠得滿滿當當的碳原子才締造出了自然界最硬的物質。
有壓力才有動力,鑽石的硬度可以說都是被擠出來的。
不過硬度大不代表強度也大啊!鑽石只是不容易劃出痕跡而已,它們掉地上一樣會碎,它們也一樣會被切割成不同的形狀。

『陸』 為什麼鑽石很堅硬但是很脆呢

剛則易折!鑽石莫氏硬度為10,說明足夠堅硬,但是它也具有脆性。而且本身也有解理面,像鑽石切割就要用到它的解理面,和脆性等特徵。我是這么理解的!

『柒』 鑽石為什麼堅硬,是因為元素排列的原因嗎

因為鑽石具有獨特的內部結構。

鑽石象徵著高貴的身份和地位。只知鑽石稀有,不知鑽石的本質。1772年,瓦錫將鑽石加熱燃燒,成功測得燃燒後的產物有水和二氧化碳,至此鑽石的面紗被人類揭開。

目前為止,金伯利岩礦脈分布在南非和俄羅斯以及中國等少數國家,以南非著名,“庫利南鑽石”重達3106克拉。

鑽石堅硬,什麼工具才能切割和加工?可能不信,加工鑽石要比加工其它礦石要相容易。在200年前,鑽石工匠利用經驗判斷鑽石紋路,然後劈開。

『捌』 為什麼說鑽石是最堅固的

因為鑽石的物理硬度是最高的。

依照摩氏硬度標准(Mohs hardness scale)共分10級,鑽石(金剛石)為最高級第10級;如小刀其硬度約為5.5、銅幣約為3.5至4、指甲約為2至3、玻璃硬度為6。

摩氏硬度10,新摩氏硬度15,顯微硬度10000kg/mm2,顯微硬度比石英高1000倍,比剛玉高150倍。金剛石硬度具有方向性,八面體晶面硬度大於菱形十二面體晶面硬度,菱形十二面體晶面硬度大於六面體晶面硬度。


(8)鑽石為什麼硬硬擴展閱讀:

鑽石的結構性質

金剛石結構分為;等軸晶系四面六面體立方體與六方晶系鑽石。

在鑽石晶體中,碳原子按四面體成鍵方式互相連接,組成無限的三維骨架,是典型的原子晶體。每個碳原子都以SP3雜化軌道與另外4個碳原子形成共價鍵,構成正四面體。

由於鑽石中的C-C鍵很強,所以所有的價電子都參與了共價鍵的形成,沒有自由電子,所以鑽石不僅硬度大,熔點極高,而且不導電。在工業上,鑽石主要用於製造鑽探用的探頭和磨削工具,形狀完整的還用於製造手飾等高檔裝飾品,其價格十分昂貴。

『玖』 鑽石為何如此堅硬

你也許不曾想到,黑色的石墨和亮閃閃的金剛石其實是由同一種元素——碳構成的,只是它們的外表和性質大不相同。
石墨的質地非常軟,只要在紙上輕輕一劃,就會留下灰黑色的痕跡,鉛筆芯就是用石墨製造的。金剛石是所有自然物質中硬度最高的:人們用鑲著金剛石的刀來切割玻璃,無不「迎刃而解」;鑽探機的鑽頭上鑲著金剛石,能大大加快向地下鑽進的速度;金剛石還能用來加工各種硬度較高的金屬。
石墨和金剛石都是碳元素構成的,為什麼它們的性質相差如此懸殊呢?
原來,石墨中的碳原子是成層排列的,每層原子之間的A合力很小,就像一副疊起來的撲克牌,很容易滑動、散開。而金剛石中的碳原子是整齊排列的立體結構,每個碳原子都緊密地與其他4個碳原子連接,構成一個牢固的結晶體,因而顯得特別堅硬。
天然金剛石的產量很少,只有在非常高的溫度和巨大的壓力之下,地下熔岩里的碳才有可能形成金剛石。由於它產量少、價格貴,人們往往會利用高溫高壓來合成人造金剛石。