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金刚石有哪些分类方法

admin 人造钻石 2021年07月21日

  

  金刚石俗称“金刚钻”。[1]纯净的钻石既所谓的金刚石,金刚石是一种天然矿物,是钻石的原石。钻石是在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳元素组成的单质晶体。在金刚石晶体中,碳原子按四面体成键方式互相连接,组成无限的三维骨架,是典型的原子晶体。每个碳原子都以sp3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键,构成正四面体也就是我们常说的钻石,它是一种由纯碳组成的矿物。金刚石是自然界中最坚硬的物质。金刚石的用途非常广泛。人类文明虽有几千年的历史,但人们发现和初步认识钻石却只有几百年,而真正揭开钻石内部奥秘的时间则更短。钻石的文化源远流长,如今人们更多地把它看成是爱情和忠贞的象征。

  金刚石是碳在高温高压条件下的结晶体,是自然界最硬的矿物。其名称来源于希腊文“Adamas”,意为坚硬无敌。金刚石是一种稀有、贵重的非金属矿产,在国民经济中具有重要的作用。金刚石按用途分为两类:质优粒大可用作装饰品的称宝石级金刚石,质差粒细用于工业的称工业用金刚石。

  宝石级金刚石,又称钻石,光泽灿烂,晶莹剔透,被誉为“宝石之王”,价值昂贵,是世界公认的第一货品,其占有程度和消费水平往往被视为是衡量个人和国家经济富裕程度的标志。达不到宝石级的金刚石(工业用金刚石),以其超硬性广泛用于机电、光学、建筑、交通、冶金、地勘、国防等工业领域和现代高、新技术领域。

  金刚石按所含微量元素可分为Ⅰ型金刚石和Ⅱ型金刚石两个类型。Ⅰ型金刚石多为常见的普通金刚石。Ⅱ型金刚石比较罕见,仅占金刚石总量的1%~2%。Ⅱ型金刚石因常具有良好的导热性、解理性和半导体性等,多用于空间技术和尖端工业。具微蓝色彩的优质大粒Ⅱ型金刚石视为钻石中之珍品,如重3 106ct(Carat,克拉)世界著名的“库利南”钻石,即属此类。

  1类。晶体具有八面体形态,晶面平整均匀,或者带有台阶状发育特征,但生长平面都是(111)面,很少观察到理想的(100)平面;晶体是透明的,它们没有带状结构,大多数为无色,但常见淡黄色;氮以单位原子形态类质同晶地取代碳,具有顺磁性,以及产生及收光谱N3系的中心,特别是它决定了晶体的黄色及蓝色发光作用。

  2类。基本形态为立方体;晶体是透明的,没有现带状结构;顺磁中心的单原子态氮杂质含量比较高,这些中心均匀地分布在整个晶体中间,常常显示黄色及橙黄色的光致发光。

  3类。金刚石中有立方形和少数聚形晶体,其特征是形成平面的和不规则的连生体,以及服从从尖晶石律的穿插双晶体;晶体半透明,无色或者在不同程度上的灰色的,或者几乎是黑色的不透明金刚石,内部结构复杂,中心有无色透明区带,在外部有显微包裹体;第三类晶体都是I型金刚石,富集氮杂质,在红外吸光谱中看到了附加谱带。

  4类。被称为有壳的金刚石,因为晶体的外层一般是混浊的乳白色,浅灰色或不同程度染有黄色或绿色,而内核通常是透明的晶体,具有第一类晶体的同样特点,在带色的外层里常有含量较高的顺磁态氮杂质。

  5类。是深色或完全黑色的金刚石,其颜色决定于晶体外层中大量的同生石墨包裹体,晶体的中间部分是透明无色的。

  6类。具有放射状条纹结构的球粒金刚石,称为巴拉斯,是金刚石中稀有的结晶形态,一般为完全规则的球形,但也有滴状或梨形,大多数表面有特殊花纹,巴拉斯有无色的,浅灰色的及完全黑色的,其中也有些乳白色,蛋白色的。

  7类。半透明金刚石晶体的连生体,晶体本身通常是浅黄,有裂纹及石墨包裹体等缺陷而成半透明,组成这些连生体的晶体生长形态是八面体。

  8类。属博特类,是大量晶面较好,尺寸大体相同的小晶体的集合体。连生体总的形状是椭圆形或球形,很像小晶体的闭块晶簇。组成连生体的各单体生长形态为八面体,常常有台阶状晶面结构,这造成了假菱形十二面体的发育。

  9类。亦属博特类。这类全晶粒质金刚石连生体为不规则的块状,组成它们的颗粒很易区分,没有规整的晶形,集合体不透明,呈深灰及全黑,有时是不均匀的粒状结构。

  10类。属卡邦纳多类,是隐晶或微晶体,具有不规则的块状或碎块状,一般的棱角多多少少是浑圆形,无粘结物,不透明具有各种颜色,通常,卡邦纳多表面颜色更重要些,有时外部它们完全是暗色的,而内部是浅色的。

  依照摩氏硬度标准(Mohs hardness scale)共分10级,钻石(金刚石)为最高级第10级;如小刀其硬度约为5.5、铜币约为3.5至4、指甲约为2至3、玻璃硬度为6。


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