㈠ 鑽石的主要成分是什麼
鑽石是在地球深部高壓、高溫條件下形成的一種由碳元素組成的單質晶體,是指經過琢磨的鑽石。鑽石是無色正八面體晶體,其成分為純碳,由碳原子以四價鍵鏈接,為目前已知自然存在最硬物質。由於鑽石中的C-C鍵很強,所有的價電子都參與了共價鍵的形成,沒有自由電子,所以鑽石硬度非常大,熔點在華氏6900度,鑽石在純氧中燃點為720~800℃,在空氣中為850~1000℃,而且不導電。
伯納特兄弟於1870年發現了金伯利鑽石礦。正是這一發現,使人們知道了在哪種岩石中有可能含有鑽石。
原來,那是一種在遠古時代的岩漿冷卻以後所形成的火山岩。接著,研究者又發現,在這種火山岩中除了鑽石,還含有被稱為石榴石和橄欖石的兩種礦物。因此,在那些出產石榴石和橄欖石的地點,找到鑽石礦的可能性就相對大。於是,石榴石和橄欖石就成為尋找鑽石的「指示礦物」。
根據指示礦物來尋找金剛石礦的方法並不是在哪一天突然發現的。上世紀70年代,美國史密森研究所的地球化學家約翰·賈尼在仔細研究了石榴石和鑽石之間的關系後發表了他的研究結果。但是,在那之前,即上世紀50年代,德比爾斯公司的地質人員早就根據指示礦物在世界各地尋找鑽石礦了。
(1)黃色鑽石裡面含有什麼擴展閱讀
鑽石有各種顏色,從無色到黑色都有,以無色的為特佳。它們可以是透明的,也可以是半透明或不透明。許多鑽石帶些黃色,這主要是由於鑽石中含有雜質。 鑽石的折射率非常高,色散性能也很強,這就是鑽石為什麼會反射出五彩繽紛閃光的原因。
鑽石在X射線照射下會發出藍綠色熒光。鑽石原生礦僅產出於金伯利岩筒或少數鉀鎂煌斑岩中。金伯利岩等是它們的母岩,其他地方的金剛石都是被河流、冰川等搬運過去的。鑽石一般為粒狀。如果將鑽石加熱到1000℃時,它會緩慢地變成石墨。
㈡ 黃鑽原石表面特徵
黃鑽原石表面特徵:
1、金剛石表面摩氏硬度為10,顯微硬度比石英高1000倍。
2、有極高的抗磨能力。
3、金剛石表面有標準的金剛光澤。
4、金剛石表面具有非磁性、不良導電性(電阻率:5×104Ω.cm)和摩擦生電性。
5、金剛石表面親油疏水,對油脂及污垢有較強的親和力,油污很容易被金剛石吸附。
6、人造金剛石常為淺黃色、淺黃褐色、淺黃綠色、褐色等,無色人造金剛石很少;天然金剛石98%都是無色至淺黃色,白色金剛石很少,玫瑰色、粉紅色、藍色、綠色、黑色、茶色十分稀少。
黃鑽:
黃色鑽石簡稱黃鑽,又稱金鑽,是彩色鑽石的一種,指鑽石中顏色純正、色調鮮明的黃色或金黃色的彩鑽。黃鑽產量稀少,顏色鮮艷,深受收藏家歡迎。
鑽石之所以呈現不同的顏色,是因為鑽石在生成的過程中含化學微量元素不同和內部晶體結構變形所致。黃色鑽石在形成過程中,當氮原子取代鑽石晶體中的某些碳原子時。
多餘的電子會在禁帶中形成一個新的能級,從而使晶體吸收可見光,令鑽石呈現黃色。黃鑽通常呈淺黃色、金黃色、酒黃色或琥珀色,是彩色鑽石中最常見的顏色,尤以金黃色最為珍貴稀有。
黃鑽在百年的形成過程中,通過暴露在氮中獲得它們的顏色。幾乎所有的「白色」鑽石都包含了些許輕微的黃色調或褐色調。
㈢ 黃色鑽石顏色成因是因為鑽石中含有微量的什麼
黃色鑽石一般是Ia型,碳原子被氮取代,氮在晶格中呈聚合狀不純物存在。
㈣ 鑽石的種類
鑽石晶體在生成過程中總會或多或少攙雜其他元素,甚至在鑽石晶體中還會攙雜地幔礦物,這些地幔礦物均以包裹體的形式存在,例如石榴子石(Garnet)和橄欖石(Olivine)等。在鑽石晶體中最常見的攙雜元素是氮,極少數鑽石晶體中攙雜有硼。氮和硼元素與碳元素的化學性質最為近似,在鑽石晶體生長過程中可替代碳元素。攙雜氮元素者呈現黃色;攙雜硼元素者呈現藍色,並且使得鑽石成為電的半導體。根據鑽石晶體中是否含氮元素,鑽石可分為兩種類型:Ⅰ型鑽石,含氮;Ⅱ型鑽石,不含氮。鑽石中是否含氮可以由紅外光譜來確定:兩種鑽石在紅外波長范圍具有特徵吸收峰,Ⅰ型鑽石在1400~1000 cm-1范圍具有氮的吸收峰,Ⅱ型鑽石因為不含氮而不具有氮的吸收峰。
圖1-6 天然Ⅰa型黃色鑽石晶體和刻面黃色鑽石(Robert Weldon/Courtesy of Aurora Gem Collection)
Ⅰa型鑽石的黃色是由聚合氮原子引起的
鑽石又根據含氮的狀態不同分為Ⅰa和Ⅰb型。
1.Ⅰ型鑽石
當鑽石剛生成時,晶體內的氮元素是以單原子的離散狀態存在。在漫長地質年代的高溫高壓作用下,鑽石晶體內的單個氮原子逐漸聚合在一起形成氮原子的聚合體。氮原子的聚合體可能是2個、3個或4個氮原子的聚合體,也可能更多。具有氮原子聚合體的鑽石屬於Ⅰa型鑽石。Ⅰa型鑽石占天然鑽石的絕大部分,約佔98%。Ⅰa型鑽石的顏色與含氮量有關,含氮量極低時,鑽石為無色,含氮量越高黃色的飽和度越高。圖1-6所示為一顆亮圓形切工的彩黃色鑽石和一顆天然黃色鑽石晶體。
(1)Ⅰa型鑽石
Ⅰa型鑽石中存在諸多種類的氮聚合體,對鑽石顏色產生貢獻的是由3個氮原子組成的聚合體,其餘氮聚合體在可見光范圍不產生吸收,對鑽石的顏色沒有貢獻。3個氮原子組成的聚合體是一個顏色中心(簡稱色心),記作N3色心,是鑽石中最重要的色心。
Ⅰa型鑽石晶體中的2個氮原子聚合體被稱為A 聚合體,4個氮原子聚合體為B聚合體。Ⅰa型鑽石晶體中的A 聚合體和B聚合體的比例不盡相同。根據A 聚合體和B聚合體的比例,Ⅰa型鑽石又可細分為幾個次類型:①當Ⅰa型鑽石中只有A 聚合體時,為ⅠaA型;②當只有B聚合體時,為ⅠaB型;③當Ⅰa型鑽石中同時具有A 聚合體和B聚合體並且比例相近時,為ⅠaA B型;①當Ⅰa型鑽石的A 聚合體多於B聚合體時,為ⅠaA> B型;⑤當A 聚合體遠遠多於B聚合體時,為ⅠaA>>B型;⑥當Ⅰa型鑽石的A 聚合體少於B聚合體時,為ⅠaA< B型;⑦當A 聚合體遠遠少於B 聚合體時,為ⅠaA<<B型。Ⅰa型鑽石的次類型可以由A 聚合體和B聚合體的紅外吸收峰強度加以確定。
(2)Ⅰb型鑽石
Ⅰb型鑽石所含的氮元素以單原子的狀態隨機分布在鑽石的晶體中,這些單個氮原子被稱為離散氮原子。Ⅰb型鑽石的含氮量很低,氮原子在鑽石晶體之間的距離較大,即使在很長地質年代的高溫高壓作用下也不能聚合在一起。Ⅰb型天然鑽石極少,只佔天然鑽石的0.1%。未經高溫高壓處理的合成鑽石幾乎都屬Ⅰb型。Ⅰb型鑽石的顏色也與含氮量有關,含氮量越高黃色的飽和度越高。當Ⅰa型鑽石和Ⅰb型鑽石的含氮量相同時,Ⅰa型鑽石的顏色飽和度要遠小於Ⅰb型的飽和度。
2.Ⅱ型鑽石
Ⅱ型鑽石不含氮元素,或含有可忽略不計的氮,但可能含硼元素,又分為Ⅱa型和Ⅱb型。
(1)Ⅱa型鑽石
Ⅱa型鑽石的氮元素含量小於10×10-6,不含有硼元素。Ⅱa型鑽石約占天然鑽石總量的2%。若Ⅱa型鑽石沒有任何晶體缺陷,則顏色為無色。許多Ⅱa型鑽石呈現粉紅色、紅紫色和棕色,主要是由於晶體缺陷塑性變形所造成的。Ⅱa型棕色鑽石經高溫高壓處理後可變成無色鑽石或較淺的棕色及其他顏色。
圖1-7 天然Ⅱb型藍色鑽石(Tino Hammid/Courtesy of Aurora Gem Collection)
北極光鑽石集第7號,0.27ct; Ⅱb型鑽石的藍色是由攙雜硼元素造成的
(2)Ⅱb型鑽石
Ⅱb型鑽石含有微量的硼元素,呈現藍色,如圖17所示。Ⅱb型天然鑽石十分罕見,價格相當昂貴。因硼原子外層有3個電子,在鑽石晶體內產生1個電子空穴。這一電子空穴在鑽石的能級中生成1個受子能帶,可以吸收長波可見光,也可使 Ⅱb型鑽石變成半導體。
鑽石的簡單分類如表1—l所列。Ⅰa型鑽石大約佔全部天然鑽石的98%,顏色為無色到黃色。Ⅰb型鑽石只佔全部天然鑽石的0.1%,顏色為無色到黃色。Ⅱa型鑽石佔全部天然鑽石的2%,顏色為無色。Ⅱb型鑽石只含硼不含氮,極為稀少,顏色為藍色。
表1-1 鑽石的簡單分類
3.鑒定特徵
不同類型的鑽石具有不同的紅外吸收光譜,圖1-8所示為典型的不同類型的鑽石紅外吸收光譜。Ⅰa型與Ⅰb型鑽石紅外吸收光譜的主要在1400~1000cm-1的波數區間有所區別:Ⅰa型鑽石在1282cm-1處11有一A 聚合體的吸收峰,在1175cm-1處有一個B聚合體的吸收峰;Ⅰb型鑽石在1344和1130cm-1處具有兩個離散氮原子的吸收峰。Ⅱa型鑽石在1400~1000cm-1的區間沒有吸收峰。Ⅱb型鑽石特徵吸收峰位於2930,2800,2455和1300cm-1處。實際的鑽石紅外吸收光譜可能比圖1—8所示的典型的鑽石分類光譜要復雜得多,主要是由於鑽石的類型可能有混合,另外,其他各種鑽石晶體缺陷也可能產生紅外吸收。
圖1-8 不同類型鑽石的紅外光譜圖
由於不同形式的氮可以同時存在於鑽石之中,氮和硼也可能同時存在,鑽石的類型也可以混合。當鑽石中同時具有聚合氮和離散氮時,其類型為混合型Ⅰa+Ib。如果鑽石中同時含有離散氮原子和硼原子,其類型應為Ib和Ⅱb的混合型Ib+Ⅱb,人工合成綠藍色鑽石常有這種混合類型。
由於含攙雜元素的種類和濃度的不同,不同類型的鑽石對紫外和可見光的吸收也不同。Ⅰ型鑽石在紫外波長范圍的截止波長為330nm,Ⅱ型鑽石的紫外截止波長為220nm。Ⅰ型鑽石紫外截止波長較長的原因是由氮元素造成的,硼元素並不改變紫外截止波長的位置。另外,鑽石攙雜氮的濃度對截止波長沒有影響。
㈤ 鑽石的主要成分是什麼
鑽石的主要成分是碳(C), 含C量96%-99.9%。
即使很純凈的鑽石也含有0.001%的雜質。鑽石中的雜質組分有Si、Al、Ca、Mg、Mn、Ti、Cr、N 等。 除 N 以外,其餘雜質通常都以礦物包裹體形式存在,鑽石中常含有磁鐵礦、鈦鐵礦、鎂鋁榴石、鉻透輝石、橄欖石、石墨等礦物包裹體。
鑽石結構形態
1、單形
由同形等大的面圍成的封閉圖形。鑽石常見單形有:立方體、八面體、菱形十二面體等。
2、聚形
兩個或兩個以上多個單形按一定的對稱規律聚合在一起的圖形。鑽石常見聚形有:八面體、菱形十二面體等。
3、雙晶
兩個單體或多個單體按一定的對稱方式結合在一起,彼此間有結晶學關系(成核時即形成雙晶)。常見的雙晶有接觸雙晶、穿插雙晶。
㈥ 黃色鑽石是怎麼形成的是因為鑽石品質不高所以發黃嗎
很多人肯定好奇那些粉色鑽石、黃色鑽石是怎麼形成的。首先大家要知道自然界的每一顆天然鑽石都算得上最純凈的元素形式,多由99.95%的碳元素和0.05%的其它微量元素構成,在地表以下約160公里伴隨大自然數十億年的磨練,經過地幔中的高溫高壓使碳元素結晶而形成的。而那0.05%的其他微量元素的種類不同,這就導致天然鑽石所呈現的顏色略有差異。黃色鑽石所對應的便是氮元素,它在原子結構中的含量越多,黃色天然鑽石的色彩就越濃烈。如果想進一步了解天然鑽石是怎麼形成的,歡迎訪問天然鑽石協會 | Only Natural Diamonds官網。
㈦ 鑽石的成分是什麼
金剛石現在的主要用處卻不再是用來做寶石,由於它是人們已發現的一種最堅硬的物質,已被用來作為製作切割、鑽孔、研磨等工具的非常重要的工業材料。
鑽石的礦物名稱叫金剛石,人們一般稱經過琢磨的金剛石為鑽石。金剛石的化學成分是純碳,硬度為10,是自然界中最堅硬的物質,比重3.47至3.55,折光率2.42。為八面或十二面體的結晶。性脆、透明,不怕強酸強鹼的侵蝕。
金剛石的化學成分是純碳,石墨的化學成分也是純碳,金剛石堅硬無比,而石墨質地非常軟。這是因為石墨中的碳原子是成層排列的,原子間的結合力絕晌很小,金剛石中的碳原子則是交錯整齊地排列成立方體結構,每個碳原子都緊密地與其它4個碳原子直接連接,構成一個牢固的結晶體。要使碳原子形成這樣的結構,需要2千攝氏度高溫和5萬個大氣壓。人們現在已經能夠利用高溫高壓制御巧造出人造金剛石。
金剛石一般是無色的。經過琢磨的金剛石可以產生耀眼的光芒。一般認為1克拉以上的為大金剛石,100克鎮宏鍵拉以上的為特大金剛石。特大塊的金剛石極為罕見,目前世界上僅三十餘塊,其中最大的「庫利南」重3106克拉,是1905年在南非發現的(庫利南鑽石是世界上最大的金剛石,發現於1905年,產地為南非德蘭士瓦的普雷米爾礦山。發現此礦山的人姓庫利南,金剛石即此得名。庫利南鑽石無色,重3106克拉,約合621克。此鑽石被當地政府購買後作為禮物贈給當時的英王愛德華七世。後由著名的阿姆斯特丹公司切割成9塊大鑽石和96粒小鑽石,這些鑽石全部無瑕,其中最大的一顆取名非洲之星(也叫庫利南一號),重530.2克拉,被加工成梨形鑲在英國國王的令牌上,第二大的叫庫得南二號,重317克拉,鑲在英王王冠上)。
評價鑽石的標准稱為四C標准,即重量、顏色、潔凈和琢磨(這四個詞的英文第一個字母都是C)。其它條件相同,越重則越珍貴;鑽石因各種原因,常有顏色方面的不同,各國的分級標准也不統一。最常見的為白色、淡黃色,有些藍色、粉紅色、綠色、紫色等,被視為特殊色,由於稀有,成為鑽石中的珍品;多數鑽石中都有程度不同的瑕疵,如外面的擦痕、蹦碴、刻痕等,內部的裂痕、白花、黑點等。瑕疵自然是越少越好,瑕疵越靠近中間越不好;對金剛石的加工很有講究,標準的鑽石冠部角度應是34°30,亭部角度應是40°45,這樣才能充分利用鑽石的折光率,顯示出耀眼的光輝。
金剛石原生於金伯利岩中,除金剛石外,金伯利岩中還可含鎂鋁榴石和貴橄欖石。金伯利岩屬於岩漿型礦床,金剛石晶體不均勻地散布在金伯利岩的基質中,以小晶體為主,平均重量為百分之幾克拉到十分之幾克拉。實際選礦回收的是大小在0.5至1毫米以上的金剛石顆粒。最大的含金剛石的金伯利岩礦床位於赤道非洲和南部非洲。金伯利岩,又稱藍地。是一種深色的、重的、常常經過蝕變和角礫化的(破碎的)侵入岩,是已知的唯一在母岩中找到原生金剛石的岩石。
關於金剛石的成因有多種說法,最值得注意的是深部岩漿成因的概念。這種概念認為金剛石是早期岩漿礦物,因金伯利岩漿中壓力不斷增高而結晶出來的。
㈧ 鑽石的成分是什麼
鑽石的化學成分是碳,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%的雜質元素,其中最重要的是N和B,他們的存在關繫到鑽石的類型和性質。晶體形態多呈八面體、菱形十二面體、四面體及它們的聚形。
純凈的鑽石無色透明,由於微量元素的混入而呈現不同顏色。強金剛光澤。折光率2.417,色散中等,為0.044。均質體。熱導率為0.35卡/厘米/秒/度。用熱導儀測試,反應最為靈敏。硬度為10,是目前已知最硬的礦物,絕對硬度是石英的1000倍,剛玉的150倍,怕重擊,重擊後會順其解理破碎。一組解理完全。密度3.52克/立方厘米。
鑽石具有發光性,日光照射後 ,夜晚能發出淡青色磷光。X射線照射,發出天藍色熒光。鑽石的化學性質很穩定,在常溫下不容易溶於酸和鹼,酸鹼不會對其產生作用。
鑽石的等級劃分
鑽石的等級是按照4C標准來劃分的,即顏色、切工、凈度和重量4個方面。鑽石的顏色等級被分為D、E、F、G、H、I、J 等23個等級,顏色從透明到黃色,顏色越是透明的鑽石,等級就會越高,最高級為D鑽石,最低等級為Z鑽石。
鑽石的切工指的是切割工藝,可以分為EX、VG、GD、F、P這5個等級,在其他3C標准相同的情況下,鑽石的切工越完美,線條越流暢,等級越高,等級最高的鑽石為EX鑽石,即完美切工鑽石。
鑽石的凈度指的是鑽石內部所含有的雜質瑕疵,被分為FL、IF、VVS1、VVS2、VS1、VS2、SI1、SI2、I1、I2、I3等11個等級,內部瑕疵越少的鑽石,凈度等級越高,最高等級的鑽石為FL鑽石,即完美無瑕鑽石。
鑽石的重量等級是最為直接的一種劃分等級的方法,鑽石的重量有克拉和分兩個單位,1克拉等於100分,1克拉以上的鑽石用克拉表示重量,1克拉以下的鑽石用分表示重量,在其他3C同等情況下,鑽石重量越大,則等級越高。
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