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鑽石晶體是什麼樣子的

發布時間: 2024-04-04 22:53:41

❶ 鑽石內部特徵有哪些

(1)晶體(Crystal)晶體是指鑽石內所有具有明顯的三維幾何形態的礦物晶體.晶體又可分為無色的或淺色的包裹體及深色的或黑色的包裹體.它的種類繁多(據統計有20多種),形態各異,是鑽石中最普遍的內含物,在眾多的晶體包裹體中,小鑽石出現的幾率最多,其次可見橄欖石和石榴石.它們常被小羽毛狀裂隙環繞.或單獨出現,或成群分布,可大亦可小.晶體的出現,意味著鑽石的凈度等級一般不會高於VS級.除非晶體很大,否則也不會對鑽石的美觀及耐久性造成影響.

(2)點狀物(Pinponit)或稱針尖,鑽石內部極小的天然包裹物.有無色和深色之分,單一或成群分布,它對凈度級別的影響不大.

(3)雲狀物(Cloud)鑽石中朦朧狀或乳狀無清晰邊界的包裹物,可能是由許多極細小的點狀物組成,也可能由結構位錯引起.雲狀物常依鑽石的對稱軸分布(與鑽石的成長歷史有關),有時在白色的雲霧里還可出現一些黑色的大小不等的點狀物.雲霧有時清淡,分布在小的區域內,對凈度的影響不大;有時濃重,散布在整個鑽石中,不但降低了鑽石的凈度和透明度,而且也影響了鑽石的美觀.

(4)羽狀紋(Feather)鑽石內由於解理或張力所造成的裂隙,形似羽毛狀.若羽狀紋相對較大,則可稱之為"裂紋".羽狀紋易沿鑽石的四組八面體方向裂開,分裂面平坦、光滑.若沿任意方向破裂,其破裂面多成階梯狀.羽狀紋對凈度的影響明顯,通常易於觀察到.個別情況下,有些細小的羽狀紋單獨出現,且破裂面與鑽石的小刻畫垂直時,觀察起來較困難,應特別仔細尋找,以免疏漏而造成結論上的錯誤.

(5)須狀腰(Bearding)存在於腰部的須狀微裂紋深入內部的部分,形似老人的胡須.它是由於過激的粗磨造成的.粗糙腰圍與其成因相似,但粗糙腰棱有砂粒感,常伴有很小的缺口.

(6)內部紋理(Internal Graining)鑽石內部因原子排列不規則所造成的生長痕跡,如雙晶紋、生長紋等.紋理可多可少、可粗可細、可平行也可相交.紋理看上去多為白色的細線,有時可反光形成彩色條紋,它對凈度的影響程度不等.若紋理密集地出現在整個鑽石內部時,可降低鑽石的透明度,使鑽石看上去有朦朧感.

(7)雙晶中心(Twinning Center)結晶構造發生錯動的中心點,常伴生有點狀物.

(8)內凹原晶面(Sunken Natural)從表面凹入鑽石內部的原始晶面.多出現於鑽石的腰圍,也可出現於其他部位.理論上深凹的鋸齒狀或三角狀的天然晶面經重新打磨可以去除,但會造成質量上的損失,因此它會降低鑽石的凈度等級.

(9)激光痕(Laser Drill mark)用激光束及化學葯品去除鑽石內部深色包裹物時留下的痕跡.管狀或漏斗狀稱為激光孑L.常被高折射率玻璃充填.

(10)吉痕(Bruise)鑽石表面受外力撞擊形成的根部伸入到鑽石內部的痕跡.擊傷痕通常為白色,具一定的幾何形態,尺寸可大可小.

(11)破口(Chip)腰部邊緣破損的小口,多呈"V¨字形.

(12)坑或洞(Cavity)是鑽石中較嚴重地從外部深入到內部的特徵.它們可能是由於解理崩落了小塊鑽石所致,也可能是鑽石在拋光時造成表面的包裹體脫落而產生的坑或洞.

❷ 鑽石的晶體結構

鑽石是一種由碳元素組成的礦物,幾乎完全由單一碳原子組成,礦物名稱為金剛石。鑽石與常見的石墨的物質成分完全一致,均由純碳元素構成,它們之間的區別在於不同的晶體結構。由於晶體結構的不同,鑽石與石墨的物理性質有天壤之別。其中又以硬度的差別最大,鑽石的硬度在所知的所有物質中最高,摩氏硬度為10,恰恰相反,石墨的硬度幾乎最小,摩氏硬度甚至小於1;另外無色鑽石是電的絕緣體,而石墨是電的良導體,常用於製作電極。

碳的原子序數為6,有2個電子層,其中內層的第一電子層由2個電子構成,外層由4個電子構成。根據原子物理學原理,原子的第一層可容納2個電子,第二層可容納8個電子。當原子的外電子層填滿時,原子的化學性質呈惰性,例如惰性氣體氖等;當原子的外電子層未填滿時,原子的化學性質活潑。碳原子內層的第一電子層為穩定的電子層,外層的第二電子層由於沒有填滿8個電子,為不穩定電子層,因而碳原子化學性質活潑。碳原子外層的4個電子可以與其他原子外層的電子發生作用而產生價鍵結合,非常容易發生化學反應,例如與空氣中的氧反應發生燃燒。另外,由於外層自由電子的存在,碳也是電的良好導體。

在鑽石的結晶過程中,碳原子外層的4個自由電子與周圍的碳原子的外層自由電子產生共價鍵結合,每一碳原子可與周圍4個碳原子結合,形成立方晶體結構,如圖1-2所示。當1個碳原子與周圍的4個碳原子結合時,每一碳原子都與另外1個碳原子各貢獻1個外層電子組成1個共價鍵。在鑽石晶體中,每一個碳原子都有4個共價鍵和8個共價電子,從而使每一碳原子都形成一個穩定的原子結構。相鄰的碳原子之間共享的共價鍵電子對產生極強的結合,使相鄰的碳原子緊密地結合在一起。鑽石晶體中碳原子之間的距離為1.54Å(1 Å=10-10m),碳原子之間由共價鍵結合形成緊密的立方結構,因此,鑽石的晶體結構是所有已知晶體中最堅固的。最堅固的鑽石晶體結構必然導致最高的硬度。

圖1-2 鑽石的晶體結構

鑽石晶體中每一個碳原子與周圍的4個碳原子結合,碳原子之間的距離為1.54Å,碳原子之間由共價鍵結合形成緊密的立方結構

石墨晶體結構與鑽石的立方結構不同,每一碳原子與周圍在同一晶體面上的3個碳原子結合。每一碳原子都剩餘1個外層電子,使每一碳原子都沒有達到穩定狀態。在石墨晶體的層與層之間沒有價鍵連接,為十分不穩定結構,所以其硬度極低;另外,碳原子晶體層之間的滑動摩擦系數很小,因此,石墨是一種非常好的潤滑填充劑。

在鑽石結晶過程中,晶體沿特定晶面生長。最常見的鑽石晶形是八面體。鑽石八面體的8個面都是面積相等的等邊三角形。其他的晶形有菱形十二面體、立方體、三八面體和聚形等。圖1-3所示為天然鑽石的天然晶形和利用相似晶形、顏色的天然鑽石晶體所加工出的彩色鑽石。

圖1-3 天然鑽石的晶形和利用相似晶形、顏色的天然鑽石晶體所加工出的彩色鑽石(Robert Weldon/Courtesy of Aurora Gem Collection)

圖1-3中後排左起第五顆黃色天然鑽石晶體是晶形和晶面都非常好的典型八面體;後排左起第四顆黃色天然鑽石晶體也是八面體,但晶面受到磨損變得圓滑而不平整,晶面交角也失去稜角變成不規則圓弧形;後排最右邊兩顆綠色天然鑽石晶體都呈立方體;後排左起第三顆黃色天然鑽石的晶形為典型經磨損的三八面體;後排最左邊兩顆天然鑽石晶體都是不規則形狀,由最左邊的那顆形狀不規則的天然鑽石晶體可以切割出紫紅或粉紅紫紅色的刻面彩色鑽石,十分難得。形狀不規則的天然鑽石晶體都是由於外力的破壞,通常是在沖刷過程中鑽石之間的摩擦和鑽石與砂石之間的摩擦,以及開采過程中的撞擊造成的。

因為彩色鑽石價格昂貴,而且價格與切工和凈度關系不大,切割彩色鑽石時,首先要考慮的是獲得最大重量。刻面彩色鑽石的形狀要與原天然晶體形狀盡量相似以獲得最大重量。市面上絕大多數的彩色鑽石的形狀都是不規則的花形切工,很少見到理想亮圓形切工的彩色鑽石。1997年在日內瓦以805000美元拍賣成交的一顆1.75ct的紫紅紅色鑽石的形狀與原晶體形狀相似,主要的加工是將原晶體的自然面拋光。

鑽石晶體也可能呈雙晶或是多晶。圖1-4是一顆晶形十分完整的天然雙晶鑽石晶體,主要晶體呈典型的八面體,在頂部又生長出一個小八面體。這一雙晶鑽石晶體的顏色為灰色,是由在鑽石晶體中含有許多微小的石墨晶體或未結晶的炭黑造成的。由於石墨或炭黑呈黑色,幾乎完全吸收可見光,即使很低的含量也會使得鑽石變為灰色,甚至是黑色。天然灰色和黑色鑽石原石一般用於工業用途。這顆灰色天然雙晶鑽石晶體來自鑽石次生礦,經沖刷和磨損,晶面和稜角都呈圓滑狀。

圖1-5是另外一種天然雙晶鑽石晶體,由兩個立方體互相嵌入構成穿插雙晶(Pene—tration twin)。這顆天然雙晶鑽石晶體的顏色為黃色,如果精心加工以增強飽和度,它可能成為一顆彩黃色鑽石。這顆黃色天然雙晶鑽石晶體的晶面和稜角都為圓滑狀,也來自鑽石次生礦。

圖1-4 由兩個八面體構成的天然雙晶鑽石晶體

(劉嚴攝影/劉嚴收藏)

圖1-5 由兩個立方體構成的天然穿插雙晶

(劉嚴攝影/劉嚴收藏)

❸ 山東鑽石的晶體形態

山東金剛石晶體形態以平面八面體、階梯狀八面體、八面體與曲面菱形十二面體聚形和曲面菱形十二面體四類形態為主,還有少量的立方體、曲面六八面體、曲面六四面體、八面體與曲面六八面體聚形及立方體類聚形等,金剛石各類晶形見圖版Ⅱ。但不同礦區金剛石晶體形態所佔的比例略有不同。總體來講,自南往北的常馬庄、西峪和坡里的3個金伯利岩帶中的金剛石,其曲面菱形十二面體晶形所佔比例由多變少,而八面體晶形所佔比例由少變多。常馬庄礦帶的各金伯利岩體,除紅旗14號外,均以曲面菱形十二面體為主(53.64%),其次為階梯狀八面體(35.52%)、八面體與曲面菱形十二面體聚形(8.37%)和平面八面體(2.27%),其他形態很少(0.20%)。晶形主要為單晶(佔79.21%~89.21%),其次為雙晶和連生體。西峪礦帶金剛石的晶形組合與常馬庄礦帶略有不同,主要為階梯狀八面體 (63.45%),其次為曲面菱形十二面體(28.29%),其他的晶體形態基本上與常馬庄岩帶相似,且含量都很少。晶體也主要以單晶的形式存在,連生體較多(30.59%)。坡里礦帶中階梯狀八面體金剛石的含量最高(70%),次為曲面菱形十二面體(21%),八面體與曲面菱形十二面體聚形及其他都較少,分別為7%和2%(山東省地礦局第七地質大隊,1990;黃蘊慧等,1992;羅聲宣等,1999;王萍等,1999)。

山東701鑽石礦是我國目前唯一還在正式生產的鑽石礦。2009年5月至8月,「山東蒙陰鑽石礦現場統計數據」分類記錄結果顯示:442顆蒙陰寶石級金剛石晶形以菱形十二面體為主,約佔30.68%,其次為八面體,約佔22.9 5%,六面體達到6.59%,存在比較特殊的拉長變形晶,比例達4.32%,雙晶和聚形晶分別占約2.73%和3.41%,三角薄片2.27%,破損者約佔2.50%,無法統計晶形的其他類型佔23.87%。1883顆工業級金剛石也以菱形十二面體為主,約佔16.92%,其次為八面體,約佔12.02%,六面體達到3.05%,比較特殊的拉長變形晶比例達到5.71%,雙晶和聚形晶分別占約1.47%和7.29%,破損者約佔14.31%,其他無法統計晶形的佔34.34%。

從以上統計數據可以看出,蒙陰金剛石晶體形態的組合基本上是相同的,以平面八面體、階梯狀八面體、八面體與曲面菱形十二面體聚形和曲面菱形十二面體四類形態為主,還有少量的立方體、曲面四六面體、曲面六八面體、曲面六四面體、八面體與菱形十二面體聚形、八面體與曲面六八面體聚形及立方體類聚形,但各類形態金剛石含量比例在不同的岩脈(筒)有所不同,其中歪晶為蒙陰701礦所產鑽石的特徵性晶形(圖4.3)。

項目組另外自蒙陰鑽石礦(主要是勝利1號,大小岩管)收集的408顆寶石級金剛石樣品晶形統計數據顯示,金剛石晶形以八面體和菱形十二面體為主,各佔26.7%;其次為聚形(8.3%),如八面體與十二面體的聚形、八面體、十二面體與立方體聚形等;另外還有一定數量的連生晶體、雙晶等;約21%破損者無法統計晶形(表4.3;圖4.4~圖4.6)。

表4.3 山東蒙陰鑽石礦金剛石晶形統計(2683顆)Table 4.3 Statistics of diamond crystal forms of Mengyin, Shandong (2683 diamonds)

圖4.3 歪晶

Figure 4.3 Distorted Crystal

圖4.4 八面體

Figure 4.4 Octahedron

圖4.5 八面體與十二面體聚形

Figure 4.5 Combination form of octahedron and dodecahedron

圖4.6 菱形十二面體

Figure 4.6 Rhombic dodecahedron

通過對圖4.3的歪晶進一步研究分析,可見其表面大小不等的腐蝕斑點密集分布,一組或兩組塑性變形滑移線清晰可見,同時在該晶體的一端隱約可見倒三角凹坑(圖4.7,圖4.8),通過分析表明此類長條狀歪晶實為嚴重變形的八面體晶體。

圖4.7 歪晶上的倒三角凹坑

Figure 4.7 Reversed triangular pits on distorted diamond

圖4.8 歪晶表面可見兩組滑移線及腐蝕斑點

Figure 4.8 Two groups of slip lines and etch pits on the surface of distorted diamond

與資料相比,本項目研究的2683顆鑽石(701礦現場統計2275顆,收集樣品實驗室統計408顆)中,不可辨認晶形(碎塊與其他)者所佔的比例相當大(佔40.5%);在可辨認晶形的1597顆鑽石中,仍以菱形十二面體(34.8%)和八面體(27.0%)為主,其次為聚形、歪晶、六面體、三角形塊等。值得一提的是,本項目研究的鑽石晶形中歪晶和六面體含量相當高,分別佔4.7%和3.2%,這在前人資料中未提及,可能與統計方法和歸類有關。三角塊、雙晶、連生等含量有所增多。

❹ 鑽石的晶體結構是什麼

鑽石是由碳(石墨)經過高溫高壓而使石墨中碳原子排列改變形成的一種由物理性質比較軟的物質轉變成目前自然界發現最硬的一種八面體結晶物質。
它的晶體結構為標準的六面體或者是八面體。

❺ 鑽石的結晶習性是什麼

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。
鑽石與相似寶石、合成鑽石的區別。寶石市場上常見的代用品或贗品有無色寶石、無色尖晶石、立方氧化鋯、鈦酸鍶、釔鋁榴石、釔鎵榴石、人造金紅石。合成鑽石於1955年首先由日本研製成功,但未批量生產。因為合成鑽石要比天然鑽石費用高,所以市場上合成鑽石很少見。鑽石以其特有的硬度、密度、色散、折光率可以與其相似的寶石區別。如:仿鑽立方氧化鋯多無色,色散強(0.060)、光澤強、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,肉眼很難將它與鑽石區別開。

❻ 鑽石的晶體結構是什麼

鑽石的的晶體結構是碳。

鑽石是指經過琢磨的金剛石,在地球深部高壓、高溫條件下形成的一種由碳 (C)元素構成,具有立方結構的天然白色晶體。

鑽石具有宗教色彩的崇拜和畏懼,同時又把它視為勇敢、權力、地位和尊貴的象徵。現在已成為百姓們都可擁有、佩戴的大眾寶石。鑽石的文化源遠流長,也有人把它看成是愛情和忠貞的象徵。

物理性能:是天然礦物中的最高硬度,其脆性也相當高,用力碰撞仍會碎裂。源於古希臘語Adamant,意思是堅硬不可侵犯的物質,是公認的寶石之王。也就是說,鑽石其實是一種密度相當高的碳結晶體。

(6)鑽石晶體是什麼樣子的擴展閱讀

鑽石是金剛石精加工而成的產品,鑽石是世界上最堅硬的、成份最簡單的寶石,它是由碳元素組成的、具立方結構的天然晶體。

其成份與常見的煤、鉛筆芯及糖的成份基本相同,碳元素在較高的溫度、壓力下,結晶形成石墨(黑色),而在高溫、極高氣壓及還原環境(通常來說就是一種缺氧的環境)中則結晶為珍貴的鑽石(無色)。

自從鑽石在印度被發現以來,就有人在河邊、河灘上撿到鑽石,這是由於位於河流上游某處含有鑽石的原岩,被風化、破碎後,鑽石隨水流被帶到下游地帶,比重大的鑽石被埋在沙礫中。

另一種含有鑽石的原岩稱鉀鎂煌斑岩(lamproite),它是一種過鹼性鎂質火山岩,主要由白榴石、火山玻璃形成,可含輝石、橄欖石等礦物,典型產地為澳大利亞西部阿蓋爾(Argyle)。