『壹』 金剛石是怎麼形成的
金剛石(diamond),俗稱「金剛鑽」,它是一種由碳元素組成的礦物,是石墨的同素異形體,化學式為C,也是常見的鑽石的原身。金剛石是自然界中天然存在的最堅硬的物質。石墨可以在高溫、高壓下形成人造金剛石。金剛石的用途非常廣泛,例如:工藝品、工業中的切割工具,也是一種貴重寶石。
物理性質
硬度
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。
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。
由於硬度最高,金剛石的切削和加工必須使用金剛石粉或激光(比如532nm或者1064nm波長激光)來進行。金剛石的密度為3.52g/cm3,折射率為2.417(在500納米光波下),色散率為0.044。
顏色
金剛石有各種顏色,從無色到黑色都有,以無色的為特佳。它們可以是透明的,也可以是半透明或不透明。許多金剛石帶些黃色,這主要是由於金剛石中含有雜質。 金剛石的折射率非常高,色散性能也很強,這就是金剛石為什麼會反射出五彩繽紛閃光的原因。金剛石在X射線照射下會發出藍綠色熒光。金剛石原生礦僅產出於金伯利岩筒或少數鉀鎂煌斑岩中。金伯利岩等是它們的母岩,其他地方的金剛石都是被河流、冰川等搬運過去的。金剛石一般為粒狀。如果將金剛石加熱到1000℃時,它會緩慢地變成石墨。
『貳』 金剛石是怎麼形成
原生金剛石是在地下深外處(130—180Km)高溫(900—1300℃)高壓(45—60)×108Pa下結晶而成的,它們儲存在金伯利岩或榴輝岩中,其形成年代相當久遠。南非金伯利礦,橄欖岩型鑽石約形成於距今33億年前,這個年齡幾乎與地球同歲;而奧大利亞阿蓋爾礦、波札那奧拉伯礦,榴輝岩型的鑽石雖說年輕,也分別已有15.8億年和9.9億年了。藏於如此大的地下深處達億萬年之久的鑽石晶體要重見天日,得有助於火山噴發,熔岩流將含有鑽石的岩漿帶入至地球近地表處,或長途遷徒淀於河流沙土之中。前者形成的是原生管狀礦,後者形成的則為沖積礦。這些礦體歷經艱辛開采後,還需經過多道處理遴選,才可從中獲怪毛坯金剛石。毛坯金剛石中僅有20%左右可作首飾用途的鑽坯,而大部分只能用於切割、研磨及拋光等工業用途上。有人曾粗略地估算過,要得到1ct重的鑽石,起碼要開采處理250噸礦石,采獲率是相當低的;如果想從成品鑽中挑選出美鑽,那兩者的比率更是十分懸殊的了
已知現今世界上只有三十餘個國家和地區產鑽石,且分布極不均勻,主要集中在澳洲、非洲,次為亞洲和南美洲。其中澳大利亞、扎伊爾、波札那、前蘇聯和南非為世界上五大鑽石生產國,佔全球鑽坯供應量八成有多。
我國鑽礦開發雖有著較長歷史,清道光年間湘西桃源、常德一帶、山東郯城區都先後發現過鑽石。20世紀中葉湖南還找到過鑽石砂礦。然而,鑽石原生礦床60—70年代僅在遼寧瓦房店、山東蒙陰和貴州東部地區發現
物以稀為貴。綜觀當今世界,鑽石分布范圍小,產量低。加之開采困難,自然鑽石就更顯彌足珍貴了。一顆鑽石,從孕育於地殼岩漿之中至佩戴於您的手上,輾轉周遊萬里,途經數百人之手,個中開采、加工艱辛復雜,做成精緻的飾品更是藝術的創造,最後又經您慧眼上識,佩戴,才再度炫耀於世,因此,這是一種何等奇特的福緣!
人造金剛石
鑽石由金剛石加工琢磨而成,是珠寶中的貴族,它通明剔透,散發著清冷高貴的光輝,頗有「出淤泥而不染」的氣質。天然金剛石的形成和發現極為不易,它是碳在地球深部高溫高壓的特殊條件下歷經億萬年的「苦修」轉化而成的,由於地殼的運動,它們從地球的深處來到地表,蘊藏在金伯利岩中,從而被人類發現和開采。
金剛石不僅可以加工成價值連城的珠寶,在工業中也大有可為。它硬度高、耐磨性好,可廣泛用於切削、磨削、鑽探;由於導熱率高、電絕緣性好,可作為半導體裝置的散熱板;它有優良的透光性和耐腐蝕性,在電子工業中也得到廣泛應用。18世紀末,人們發現身價高貴的金剛石竟然是碳的一種同素異形體,從此,制備人造金剛石就成為了許多科學家的光榮與夢想。
一個世紀以後,石墨 ——碳的另一種單質形式被發現了,人們便嘗試模擬自然過程,讓石墨在超高溫高壓的環境下轉變成金剛石。為了縮短反應時間,需要2 000 ℃高溫和5.5萬個大氣壓的特殊條件。
1955年,美國通用電氣公司專門製造了高溫高壓靜電設備,得到世界上第一批工業用人造金剛石小晶體,從而開創了工業規模生產人造金剛石磨料的先河,現在他們的年產量在20噸左右;不久,杜邦公司發明了爆炸法,利用瞬時爆炸產生的高壓和急劇升溫,也獲得了幾毫米大小的人造金剛石。
金剛石薄膜的性能稍遜於金剛石顆粒,在密度和硬度上都要低一些。即便如此,它的耐磨性也是數一數二,僅5微米厚的薄膜,壽命也比硬質合金鋼長10倍以上。我們知道,唱片的唱針在微小的接觸面上要經受極大的壓力,同時要求極長的耐磨壽命,只要在針尖上沉積上一層金剛石薄膜,它就可以輕松上陣了。如果在塑料、玻璃的外面用金剛石薄膜做耐磨塗層,可以大大擴展其用途,開發性能優越又經濟的產品。
更重要的是,薄膜的出現使金石的應用突破了只能作為切削工具的樊籬,使其優異的熱、電、聲、光性能得以充分發揮。目前,金剛石薄膜已應用在半導體電子裝置、光學聲學裝置、壓力加工和切削加工工具等方面,其發展速度驚人,在高科技領域更加誘人。
將來技術進步了,人造金剛石會成為普通材料的。
『叄』 金剛石是怎麼形成
金剛石的形成原理:
科學家們經過對來自世界不同礦山鑽石及其中原生包裹體礦物的研究發現,鑽石的形成條件一般為壓力在4.5-6.0Gpa(相當於150-200km的深度),溫度為1100-1500℃。 目前所開採的礦山中,大部分鑽石主要形成於33億年前以及12-17億年這兩個時期。
金剛石俗稱「金剛鑽」。也就是我們常說的鑽石的原身,它是一種由碳元素組成的礦物,是自然界由單質元素組成的粒子物質,是碳同素異形體(金剛石,石墨烯,富勒烯,碳納米管,藍絲黛爾石等)。
金剛石是目前在地球上發現的眾多天然存在中最堅硬的物質,同時金剛石不是只有在地球才有產出,現發現在天體隕落的隕石中也有金剛石的生成態相。
物理性能:是天然礦物中的最高硬度,其脆性也相當高,用力碰撞仍會碎裂。源於古希臘語Adamant,意思是堅硬不可侵犯的物質,是公認的寶石之王。鑽石的。也就是說,鑽石其實是一種密度相當高的碳結晶體。
常見外形:圓形、橢圓形、欖尖形、心形、梨形、方形、三角型及祖母綠形。圓鑽,是最常見的形狀。
主要產地:鑽石的主要產地是澳大利亞、波札那、加拿大、辛巴威、納米比亞、南非、巴西、西伯利亞;目前世界主要的鑽石切磨中心有:比利時安特衛普,以色列特拉維夫,美國紐約,印度孟買,泰國曼谷。安特衛普有"世界鑽石之都"的美譽,全世界鑽石交易有一半左右在這里完成,「安特衛普切工」是完美切工的代名詞。
『肆』 鑽石是怎麼形成的
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鑽石是由金剛石雕琢加工而成,而鑽石的原石金剛石形成的原因有兩種,一種是地質高溫、高壓下形成的,壓力要在4.5~6Gpa,溫度要在1100℃~1500℃之間。另一種是帶石墨的隕石與地球撞擊,並產生高溫、高壓,石墨就會被轉化為金剛石。
簡單地講,鑽石是在地球深部高壓、高溫條件下形成的一種由碳元素組成的單質晶體。鑽石美麗、稀有,是愛情和忠貞的象徵,代表永恆不破的愛情。鑽石是由金剛石雕琢加工而成,而鑽石的原石金剛石形成的原因有兩種,一種是地質高溫、高壓下形成的,壓力要在4.5~6Gpa,溫度要在1100℃~1500℃之間。另一種是帶石墨的隕石與地球撞擊,並產生高溫、高壓,石墨就會被轉化為金剛石。
在無色鑽石分級里,頂級顏色是D色,依次往下排列到Z,在這里只說從D到J的顏色級別,D-F是無色級別,G-J是近無色級別,從K往下基本沒有收藏意義,K色以下的戒托做黃金的也很漂亮。因為從K往下鑽石就會逐漸偏黃,選鑽的時候,選H 以上的顏色,I-J級別也在近無色范疇,但也能察覺到一絲微黃.具有彩色的鑽石,如:黃色、綠色、藍色、褐色、粉紅色、橙色、紅色、黑色、紫色等,屬於鑽石中珍品,價格昂貴。紅鑽最為名貴。
不同國家和地區分別採用不同的顏色分級體系,美國寶石學院的分為23個級別,分別用英文字母D-Z來表示。其中D-N這11個級別是最常用的。歐洲的顏色級別體系CIBJO為代表。中國1996年新制定的國家標准綜合了GIA、CIBJO,該標准將顏色劃分為12個級別,並用D-N和
『伍』 金剛石的成因是什麼
金剛石是作為一種極為珍貴的修飾材料,被廣泛應用於裝飾品的製作上,如我們通常所見的鑽石戒指、鑽石項鏈等。其價格極為昂貴。由於金剛石被精心琢磨後,可以從多個角度反射光線而顯得十分璀璨奪目,因而在首飾品中格外受到青睞。然而金剛石的硬度極高,一顆金剛石從原質而打磨成一個名貴的鑽石,需要相當長的時間。也正是由於金剛石這種極高的硬度,在工業上被廣泛地應用於一些堅硬物質的切割上,以及磨損程度較高或溫度較高的部位、部件。
金剛石的化學成分為碳(C)等軸晶系,多呈八面體晶形。而與金剛石同為一族的石墨卻是截然相反的,石墨的硬度為1,而金剛石的硬度則為10,金剛石堅硬無比,而石墨卻只能作為工業上的潤滑劑。那麼,為什麼金剛石會有如此堅硬的個性呢?這是因為金剛石雖然也是由碳元素構成的,但是其碳原子之間的結構極為緊密,各個原子作用力均相等,因而很難使其之間的化學鍵斷裂。這種極為穩定的晶體結構,在化學界是極為少見的,因此說金剛石是化學界的驕子。
人們所獲得的金剛石大多數都是天然的。關於金剛石是如何形成的,歷來都存在著不同的看法和見解。有人認為是腐殖土和淤泥形成的,並且與炎熱的氣候有關;也有人認為,金剛石是由腐爛的沼澤在雷電的作用下形成的。在1982年召開的一次關於金剛石的國際會議上,有人提出金剛石是由地球深處的壓力和溫度較高而形成的,並且提出在隕石撞擊地球的一瞬間也可以形成金剛石。盡管這種隕石學說也得到了證實,但是人們在隕石中發現的只是一些體積微小的金剛石顆粒,對於較大體積金剛石的成因無法解釋,因而人們主要傾向於地球深處形成說。根據壓力和溫度的推算,金剛石的形成應在距地表100公里左右的地下。
在人們發現了金剛石的優良特點及可能形成的原因後,科學家們便根據金剛石可能的形成條件進行了實驗。這種仿照自然條件通常需要一個900-1300℃的高溫及5-10萬個大氣壓的壓力環境。功夫不負有心人,早在二十幾年前,科學家們就成功地在實驗室中合成了金剛石,盡管合成的只是一些微小的顆粒,但這足以證明人工合成金剛石是有可能的。到了80年代,科學家已不用在超高壓的條件下合成了,他們採用的新方法,是在常壓下或低於一個大氣壓的低壓下也能成功地合成金剛石,這對於人類是一個極為重大的貢獻。
『陸』 金剛石是如何形成的
金剛石的組成:
金剛石就是鑽石的學術名稱!
金剛石和碳相同!都是有原屬碳組成<化學名C>只是原子的排列順序不同!
金剛石的特點:
金剛石的主要性質就是硬度!他是現知物質中最硬的!因此由此作成的各類利用其硬度的東西!如:玻璃刀!鑽頭等特別是深井鑽頭!
當然他還有個很貴的特點。就是他的折射光性質!鑽石以一定的角度切割會發出五彩的折射光!所以變成了製作珠寶首飾的珍貴原料!
自然界的天然鑽石非常稀少因此更加珍貴了!誠然鑽石裡面有了不同物質的渣滓!會表顯出不同的色彩!如:藍寶石,紅寶石等!有色的更少!
現在可以人功合成鑽石!用碳在密閉的空間中加熱到2000℃就會形成!