鉆石的物理特性及化學(xué)性能
眾所周知，鉆石是天然礦物中最硬的，同時(shí)脆性也相當(dāng)高，用力碰撞仍會(huì)碎裂。源于古希臘語(yǔ)Adamant，意思是堅(jiān)硬不可侵犯的物質(zhì)，被公認(rèn)的寶石之王。其化學(xué)成分是碳，這在寶石中是唯一由單一元素組成的，屬等軸晶系。
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鉆石在天然礦物中的硬度最高， 其脆性也相當(dāng)高，用力碰撞仍會(huì)碎裂。源于古希臘語(yǔ)Adamant，意思是堅(jiān)硬不可侵犯的物質(zhì)，是公認(rèn)的寶石之王。鉆石的。也就是說(shuō)，鉆石其實(shí)是一種密度相當(dāng)高的碳結(jié)晶體?？?，或譯克拉、克拉（Carat），是鉆石的質(zhì)量單位。一卡相等于200毫克，相傳早期鉆石商人稱(chēng)量鉆石所用的砝碼為稻子豆樹(shù)（carob）果實(shí)，一粒這樣的果實(shí)大約就重200毫克。因?yàn)殂@石的密度基本上相同，因此越重的鉆石體積越大。越大的鉆石越稀有，每卡的價(jià)值亦越高。
據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道，澳大利亞麥考瑞大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，地球上最堅(jiān)硬的天然物質(zhì)鉆石并非人們想象的那樣“恒久遠(yuǎn)”。在強(qiáng)光照射下，鉆石也會(huì)蒸發(fā)。研究發(fā)現(xiàn)刊登在美國(guó)《光學(xué)材料快報(bào)》雜志上。
麥考瑞大學(xué)光子學(xué)研究中心副教授理查德-米德倫和同事經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，鉆石暴露在光照條件下會(huì)蒸發(fā)。米德倫說(shuō)：“一些物 質(zhì)都有光照導(dǎo)致的蒸發(fā)現(xiàn)象， 觀察到鉆石也有這種現(xiàn)象還是第一次。”當(dāng)暴露在強(qiáng)紫外-C線(臭氧層過(guò)濾后的強(qiáng)紫外線)條件下，鉆石表面的小凹坑會(huì)在短短幾秒鐘內(nèi)消失。鉆石質(zhì)量損失的速 度隨著光線強(qiáng)度的降低快速降低，但蝕刻過(guò)程仍然繼續(xù)，只是速度越來(lái)越慢。
米德倫指出，鉆石蒸發(fā)消失速度極慢，正常情況下無(wú)法被觀察到。事實(shí)上，即使暴露在強(qiáng)紫外線條件下，例如強(qiáng)烈陽(yáng)光照射 或者放在紫外日光浴燈下，需要大約100億年之后，鉆石質(zhì)量損失才能達(dá)到可觀察的程度。這一研究發(fā)現(xiàn)不僅提供了有關(guān)鉆石長(zhǎng)期穩(wěn)定性的線索，同時(shí)也有助于未 來(lái)的研究。
米德倫說(shuō)：“這是一項(xiàng)非常實(shí)用的發(fā)現(xiàn)，我們正在研究如何利用這一發(fā)現(xiàn)。如果我們能夠在鉆石上打造一些結(jié)構(gòu)，將光線控 制在鉆石上一個(gè)非常狹小的絲狀區(qū)域，這將是制造個(gè)頭更小，效率更高的光學(xué)裝置的第一步，可用于量子計(jì)算和高能激光。這一發(fā)現(xiàn)可能幫助我們?cè)谄渌行潜砻嫠?尋到鉆石蹤跡。”
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鉆石的化學(xué)成分是碳，這在寶石中是唯一由單一元素組成的，屬等軸晶系。常含有0.05%-0.2%的雜質(zhì)元素，其中最重要的是N和B，他們的存在關(guān)系到鉆石的類(lèi)型和性質(zhì)。晶體形態(tài)多呈八面體、菱形十二面體、四面體及它們的聚形。純凈的鉆石無(wú)色透明，由于微量元素的混入而呈現(xiàn)不同顏色。強(qiáng)金剛光澤。折光率2.417，色散中等，為0.044。均質(zhì)體。熱導(dǎo)率為0.35卡/厘米/秒/度。用熱導(dǎo)儀測(cè)試，反應(yīng)最為靈敏。硬度為10，是目前已知最硬的礦物，絕對(duì)硬度是石英的1000倍，剛玉的150倍，怕重?fù)簦負(fù)艉髸?huì)順其解理破碎。一組解理完全。密度3.52克/立方厘米。鉆石具有發(fā)光性，日光照射后 ，夜晚能發(fā)出淡青色磷光。X射線照射，發(fā)出天藍(lán)色熒光。鉆石的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，在常溫下不容易溶于酸和堿，酸堿不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生作用。
鉆石與相似寶石、合成鉆石的區(qū)別。寶石市場(chǎng)上常見(jiàn)的代用品或贗品有無(wú)色寶石、無(wú)色尖晶石、立方氧化鋯、鈦酸鍶、釔鋁榴石、釔鎵榴石、人造金紅石。 合成鉆石于1955年首先由日本研制成功，但未批量生產(chǎn)。因?yàn)楹铣摄@石要比天然鉆石費(fèi)用高，所以市場(chǎng)上合成鉆石很少見(jiàn)。鉆石以其特有的硬度、密度、色散、 折光率可以與其相似的寶石區(qū)別。如：仿鉆立方氧化鋯多無(wú)色，色散強(qiáng)（0.060）、光澤強(qiáng)、密度大，為5.8克/立方厘米，手掂重感明顯。釔鋁榴石色散柔 和，肉眼很難將它與鉆石區(qū)別開(kāi)。