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金刚石的用途

admin 人造钻石 2021年09月16日

  它硬度高、耐磨性好,可广泛用于切削、磨削、钻探;由于导热率高、电绝缘性好,可作为半导体装置的散热板;它有优良的透光性和耐腐蚀性,在电子工业中也得到广泛应用。

  金刚石有各种颜色,从无色到黑色都有,以无色的为特佳。它们可以是透明的,也可以是半透明或不透明。许多金刚石带些黄色,这主要是由于金刚石中含有杂质。 金刚石的折射率非常高,色散性能也很强,这就是金刚石为什么会反射出五彩缤纷闪光的原因。

  金刚石在X射线照射下会发出蓝绿色荧光。金刚石原生矿仅产出于金伯利岩筒或少数钾镁煌斑岩中。金伯利岩等是它们的母岩,其他地方的金刚石都是被河流、冰川等搬运过去的。

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  金刚石在X射线照射下会发出蓝绿色荧光。金刚石原生矿仅产出于金伯利岩筒或少数钾镁煌斑岩中。金伯利岩等是它们的母岩,其他地方的金刚石都是被河流、冰川等搬运过去的。

  在钻石晶体中,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。

  由于钻石中的C-C键很强,所以所有的价电子都参与了共价键的形成,没有自由电子,所以钻石不仅硬度大,熔点极高,而且不导电。

  在工业上,钻石主要用于制造钻探用的探头和磨削工具,形状完整的还用于制造手饰等高档装饰品,其价格十分昂贵。

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  金刚石不仅可以加工成价值连城的珠宝,在工业中也大有可为。它硬度高、耐磨性好,可广泛用于切削、磨削、钻探;由于导热率高、电绝缘性好,可作为半导体装置的散热板;它有优良的透光性和耐腐蚀性,在电子工业中也得到广泛应用。

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  金刚石现在的主要用处却不再是用来做宝石,由于它是人们已发现的一种最坚硬的物质,已被用来作为制作切割、钻孔、研磨等工具的非常重要的工业材料。

  钻石的矿物名称叫金刚石,人们一般称经过琢磨的金刚石为钻石。金刚石的化学成分是纯碳,硬度为10,是自然界中最坚硬的物质,比重3.47至3.55,折光率2.42。为八面或十二面体的结晶。性脆、透明,不怕强酸强碱的侵蚀。

  金刚石的化学成分是纯碳,石墨的化学成分也是纯碳,金刚石坚硬无比,而石墨质地非常软。这是因为石墨中的碳原子是成层排列的,原子间的结合力很小,金刚石中的碳原子则是交错整齐地排列成立方体结构,每个碳原子都紧密地与其它4个碳原子直接连接,构成一个牢固的结晶体。要使碳原子形成这样的结构,需要2千摄氏度高温和5万个大气压。人们现在已经能够利用高温高压制造出人造金刚石。

  金刚石一般是无色的。经过琢磨的金刚石可以产生耀眼的光芒。一般认为1克拉以上的为大金刚石,100克拉以上的为特大金刚石。特大块的金刚石极为罕见,目前世界上仅三十余块,其中最大的“库利南”重3106克拉,是1905年在南非发现的(库利南钻石是世界上最大的金刚石,发现于1905年,产地为南非德兰士瓦的普雷米尔矿山。发现此矿山的人姓库利南,金刚石即此得名。库利南钻石无色,重3106克拉,约合621克。此钻石被当地政府购买后作为礼物赠给当时的英王爱德华七世。后由著名的阿姆斯特丹公司切割成9块大钻石和96粒小钻石,这些钻石全部无瑕,其中最大的一颗取名非洲之星(也叫库利南一号),重530.2克拉,被加工成梨形镶在英国国王的令牌上,第二大的叫库得南二号,重317克拉,镶在英王王冠上)。

  评价钻石的标准称为四C标准,即重量、颜色、洁净和琢磨(这四个词的英文第一个字母都是C)。其它条件相同,越重则越珍贵;钻石因各种原因,常有颜色方面的不同,各国的分级标准也不统一。最常见的为白色、淡黄色,有些蓝色、粉红色、绿色、紫色等,被视为特殊色,由于稀有,成为钻石中的珍品;多数钻石中都有程度不同的瑕疵,如外面的擦痕、蹦碴、刻痕等,内部的裂痕、白花、黑点等。瑕疵自然是越少越好,瑕疵越靠近中间越不好;对金刚石的加工很有讲究,标准的钻石冠部角度应是34°30,亭部角度应是40°45,这样才能充分利用钻石的折光率,显示出耀眼的光辉。

  金刚石原生于金伯利岩中,除金刚石外,金伯利岩中还可含镁铝榴石和贵橄榄石。金伯利岩属于岩浆型矿床,金刚石晶体不均匀地散布在金伯利岩的基质中,以小晶体为主,平均重量为百分之几克拉到十分之几克拉。实际选矿回收的是大小在0.5至1毫米以上的金刚石颗粒。最大的含金刚石的金伯利岩矿床位于赤道非洲和南部非洲。金伯利岩,又称蓝地。是一种深色的、重的、常常经过蚀变和角砾化的(破碎的)侵入岩,是已知的唯一在母岩中找到原生金刚石的岩石。

  金刚石主要应用于珠宝首饰和工业用途。宝石级和近宝石级金刚石大部分作为宝石用于珠宝首饰。部分宝石级和近宝石级金刚石以及工业级金刚石应用于工业和高科技领域。

  金刚石具有许多特殊的优良性质:①高热传导率,②低热膨胀系数,③低摩擦系数,④高硬度,⑤在可见光和红外光下高透明性,⑥高折射系数,⑦化学和放射性惰性等。因此,它广泛应用于工业和科研的特殊领域,例如,可作为切割工具、研磨料、不利环境中的热探头、放射性检出仪、压力敏感器、荧光显增器、光学窗、微型机械元件,以及高密度、高能量电子元件等。


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