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金刚石知识

发布时间:2018/10/12 点击量:

  原生金刚石是在地下深外处(130—180Km)高温(900—1300℃)高压(45—60)×108Pa下结晶而成的,它们储存在金伯利岩或榴辉岩中,其形成年代相当久远。南非金伯利矿,橄榄岩型钻石约形成于距今33亿年前,这个年龄几乎与地球同岁;而奥大利亚阿盖尔矿、博茨瓦纳奥拉伯矿,榴辉岩型的钻石虽说年轻,也分别已有15.8亿年和9.9亿年了。藏于如此大的地下深处达亿万年之久的钻石晶体要重见天日,得有助于火山喷发,熔岩流将含有钻石的岩浆带入至地球近地表处,或长途迁徒淀于河流沙土之中。前者形成的是原生管状矿,后者形成的则为冲积矿。这些矿体历经艰辛开采后,还需经过多道处理遴选,才可从中获怪毛坯金刚石。毛坯金刚石中仅有20%左右可作首饰用途的钻坯,而大部分只能用于切割、研磨及抛光等工业用途上。有人曾粗略地估算过,要得到1ct重的钻石,起码要开采处理250吨矿石,采获率是相当低的;如果想从成品钻中挑选出美钻,那两者的比率更是十分悬殊的了。 -

  已知现今世界上只有三十余个国家和地区产钻石,且分布极不均匀,主要集中在澳洲、非洲,次为亚洲和南美洲。其中澳大利亚、扎伊尔、博茨瓦纳、前苏联和南非为世界上五大钻石生产国,占全球钻坯供应量八成有多。

   我国钻矿开发虽有着较长历史,清道光年间湘西桃源、常德一带、山东郯城区都先后发现过钻石。20世纪中叶湖南还找到过钻石砂矿。然而,钻石原生矿床60—70年代仅在辽宁瓦房店、山东蒙阴和贵州东部地区发现。物以稀为贵。综观当今世界,钻石分布范围小,产量低。加之开采困难,自然钻石就更显弥足珍贵了。一颗钻石,从孕育于地壳岩浆之中至佩戴于您的手上,辗转周游万里,途经数百人之手,个中开采、加工艰辛复杂,做成精致的饰品更是艺术的创造,最后又经您慧眼上识,佩戴,才再度炫耀于世,因此,这是一种何等奇特的福缘! 

  什么是人造金刚石 钻石由金刚石加工琢磨而成,是珠宝中的贵族,它通明剔透,散发着清冷高贵的光辉,颇有“出淤泥而不染”的气质。天然金刚石的形成和发现极为不易,它是碳在地球深部高温高压的特殊条件下历经亿万年的“苦修”转化而成的,由于地壳的运动,它们从地球的深处来到地表,蕴藏在金伯利岩中,从而被人类发现和开采。&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。18世纪末,人们发现身价高贵的金刚石竟然是碳的一种同素异形体,从此,制备人造金刚石就成为了许多科学家的光荣与梦想。一个世纪以后,石墨 ——碳的另一种单质形式被发现了,人们便尝试模拟自然过程,让石墨在超高温高压的环境下转变成金刚石。为了缩短反应时间,需要2 000 ℃高温和5.5万个大气压的特殊条件。 

  1955年,美国通用电气公司专门制造了高温高压静电设备,得到世界上第一批工业用人造金刚石小晶体,从而开创了工业规模生产人造金刚石磨料的先河,现在他们的年产量在20吨左右;不久,杜邦公司发明了爆炸法,利用瞬时爆炸产生的高压和急剧升温,也获得了几毫米大小的人造金刚石。 金刚石薄膜的性能稍逊于金刚石颗粒,在密度和硬度上都要低一些。即便如此,它的耐磨性也是数一数二,仅5微米厚的薄膜,寿命也比硬质合金钢长10倍以上。我们知道,唱片的唱针在微小的接触面上要经受极大的压力,同时要求极长的耐磨寿命,只要在针尖上沉积上一层金刚石薄膜,它就可以轻松上阵了。如果在塑料、玻璃的外面用金刚石薄膜做耐磨涂层,可以大大扩展其用途,开发性能优越又经济的产品。 更重要的是,薄膜的出现使金石的应用突破了只能作为切削工具的樊篱,使其优异的热、电、声、光性能得以充分发挥。目前,金刚石薄膜已应用在半导体电子装置、光学声学装置、压力加工和切削加工工具等方面,其发展速度惊人,在高科技领域更加诱人。