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金刚石究竟有多硬?金刚石在性能和价值上有哪五最?

Ailing 2018-07-03 14:11:15
金刚石究竟有多硬?
    金刚石是自然界中最硬的物质,是摩氏硬度10级的惟一的矿物,所以被誉为“硬度之王”。它的抗磨硬度是刚玉的140倍,超过石英的1100倍,因而其无与伦比的硬度可想而知。
    应当指出:这里说的金刚石硬度特别大,是指它抵抗外力刻划的能力强;但它又具有脆性,怕重击,重击或跌撞后将会顺其解理破碎。因此,佩戴钻石首饰时,应特别注意保护。
金刚石在性能和价值上有哪“五最”?
    吴瑞淇高工在2000年8月31日的《宝玉石信息》报发表“金刚石之最”一文,对誉为“宝石之王”的金刚石之特点研究甚详,现将其中的“五最”摘录于下:
    (1)成分最简单的宝石。金刚石是由自然元素碳(C)组成的非金属矿物,杂质元素的含量不超过0.05%。除金刚石以外的其他透明的宝石都是由多元素组成的矿物。
    (2)自然界最硬的物体。金刚石在“摩氏硬度”(又叫“相对硬度”)的10种代表矿物中的硬度为10,属最硬的。而在“绝对硬度”中测出的“诺普”值(单位:kg/CIlIIl2),金刚石为8000,刚玉2000,石英(或水晶)1000,金刚石也是最硬的,所以它是自然界最硬的固体材料。
    (3)密度最稳定的矿物。透明金刚石因化学成分单纯和结构紧密,其密度具有最大的稳定性,含杂质时密度变化范围仅0.01%左右。这个特性对宝石鉴定有特殊重要意义。
    (4)热惰性最高的物质。热惰性就是保持物质热运动状态的性质,热惰性越大越难改变热状态。
    金刚石具有物质的最高热导率和最高热惰性,任何金属和非金属矿物都不能与它相比:这就为热测试仪器的设计提供了依据。利用热导仪鉴别金刚石与其他宝玉石是迅速而有效的。
    (5)最具战略意义的材料。纯净的金刚石是最好的绝缘体,掺有杂质的金刚石(如Ⅱn型钻石)是电子类或空穴类半导体。这种半导体晶体可耐1000℃的侵蚀性介质(如碱液、酸液),还能经受高剂量的放射性辐射。
    金刚石可用于机器制造业、激光技术、电子学、声学、化学和医学等领域。金刚石片主要应用于集成电路和冷阴极电子管,有利于大大缩小设备外形尺寸,使计算机的运算速度提高一个等级。
金刚石的主要用途有哪些?
    金刚石按其用途,可大致分为宝石级(饰用)金刚石和工业级金刚石两大类。宝石级金刚石主要用于作钻戒、项链、耳环、胸花等饰品和王冠、权杖等特殊用品以及原石收藏等方面。据统计,在全世界每年的珠宝贸易总额中,钻石交易额约占80%。
    工业级金刚石的用途日益广泛,当前主要用于作车刀、锯片、拉丝模、扩孔器、玻璃刀、钻探(镶在钻头上),金刚石粉则用作高级研磨材料。此外,还可用于军事工业和空间技术等方面。
    随着科学技术和现代工业的迅速发展,金刚石的用途将越来越广,用量也会越来越多,而天然金刚石资源十分稀少,加强人造金刚石的生产和科研,将是世界各国的奋斗目标之一。