『壹』 鑽石的五大物化性質
咿~~~~~~你問的是鑽石的"五個最"嗎?
咳咳.........恩......我現在就詳細的講解鑽石的"五個最":
1:成分最單一:鑽石由碳單質組成,其雜質成分含量不超過0.05%.
2:硬度最高:鑽石是目前已知的硬度(不論是摩氏硬度還是壓入硬度)最高的物質.
3:密度最穩定:因為鑽石成分最單一,因此其密度的變化空間相當小,僅在0.01左右.
4:熱惰性最高的寶石:利用這個原理,製造了"鑽石筆"-導熱儀來區別其他寶石和鑽石.
5:最有經濟價值:鑽石的經濟價值就不用我再說了吧.
『貳』 鑽石的基本屬性
鑽石的基本屬性是硬度極高、光學性能優異、化學性質穩定。
首先,鑽石的硬度是眾所周知的。在礦物硬度等級中,鑽石位居首位,這是因為其碳原子間的共價鍵非常強。這種硬度使得鑽石成為工業中切割、研磨和鑽孔等應用的理想選擇。例如,在地質學和寶石學中,鑽石常被用來製作切割工具,因為它們能夠輕松劃過其他礦物。
其次,鑽石的光學性能也十分出色。它擁有獨特的折射率,使得光線在穿過鑽石時會產生璀璨的光芒。這也是為什麼鑽石珠寶如此吸引人的一個重要原因。當光線進入鑽石內部,它會被反射和折射,形成美麗的光斑和火彩,賦予鑽石無與倫比的閃耀效果。
再者,鑽石的化學性質非常穩定。它能夠在大多數酸、鹼和高溫環境中保持穩定,不會被輕易腐蝕。這種穩定性使得鑽石成為一種非常珍貴的寶石,能夠經受住時間的考驗,長久保持其美麗和價值。例如,古代鑽石珠寶至今仍然熠熠生輝,充分證明了鑽石的耐久性。
總的來說,鑽石的這些基本屬性——高硬度、優異的光學性能和穩定的化學性質,共同構成了它獨特而珍貴的特質。這些屬性不僅使鑽石在工業和科學技術領域具有廣泛的應用價值,同時也賦予了它深厚的文化和情感意義。
『叄』 鑽石的基本性質
鑽石的礦物名稱為金剛石,英文名稱為Diamond,源自希臘語「adamant」,意思是「堅不可摧」。
鑽石與紅寶石、藍寶石和祖母綠一起並稱為四大珍貴寶石。目前鑽石已成為結婚的信物,並被譽為四月的生辰石,象徵堅韌、永恆和純潔無瑕。
一、鑽石的化學成分和分類
1.化學成分
鑽石是具有立方結構的碳。主要成分是C,其質量分數可達99.95%,次要成分有N、B、H等。其他微量元素還有Si、Al、Ca、Mg、Mn、Ti、Cr等。
2.分類
鑽石的分類最早由Robertson、Fox和Martin等三人根據鑽石在紅外區吸收帶和對紫外光透射的差異提出,他們認為Ⅰ型鑽石能透過400~300nm的紫外光並在紅外區顯示與氮有關的吸收帶,而Ⅱ型鑽石可透過低至220nm的紫外光並在紅外區無明顯的吸收帶。
1959年美國的Kaiser和Bond發現Ⅰ型和Ⅱ型鑽石的差異與雜質氮有關,後來人們又發現在含氮的鑽石中氮的最常見的存在形式不只一種,氮以單個氮原子分散在鑽石中,稱為C心、以原子對集合體出現,稱為A心、3個氮形成的原子團稱為N3中心,而多於4個原子的原子團則稱為B集合體(B心),也可為一些較大的有幾個原子厚的扁平層偏片晶氮存在,稱為D心。鑽石的分類是按照是否含氮和硼及氮的聚型類型劃分如下(表14-1-1)。
表14-1-1 鑽石的分類
天然鑽石中Ⅰa型鑽石約佔98%以上,Ⅱa型佔1%左右,Ⅰb型和Ⅱb型很少,人工合成鑽石中以Ⅰb型為主,少量為Ⅰb和Ⅰa型混合型。
二、鑽石的結構與形態
1.晶體結構
鑽石屬等軸晶系,
圖14-1-2b 鑽石晶體不同聚形示意圖
大多數彩鑽顏色發暗,強至中等飽和度、顏色艷麗的彩鑽極為罕見。彩鑽是由於少量雜質 N、B和H原子進入鑽石的晶體結構之中,形成各種色心而產生的顏色。另一種原因是晶體塑性變形而產生位錯、缺陷,對某些光能的吸收而使鑽石呈現顏色。
(1)黃至棕黃色鑽石的顏色是由於N原子代替C原子而產生的。理想的鑽石晶體是禁帶很寬的半導體,寬的禁帶避免了可見光范圍內的一切可能吸收,因此理想的鑽石是無色的。當N原子代替部分C原子時,由於氮外層有5個電子,代替碳原子後多餘一個電子,這電子在禁帶中形成一個新的能級,相當於減少了禁帶寬度,從而使得晶體能吸收可見光范圍內的光能而呈現顏色。N原子代替C原子有不同的形式,一種情況是孤立的N原子代替C原子,它對能量高於2.2eV(波長小於560nm)的入射光有明顯的吸收,使鑽石呈現一系列黃色、褐色、棕色,其顏色很鮮艷濃郁,Ⅰb型鑽石的顏色往往由該種色心引起;另一種情況是金剛石內N原子可移動聚合在一起形成多個N原子集合體,這種集合體對400~425nm光有明顯的吸收作用,同時對477.2nm有弱吸收,由於人們對477.2nm吸收反應靈敏,477.2nm藍光被吸收後,鑽石呈現黃色。
(2)藍色鑽石:從晶體完美程度來講,藍色鑽石是最好的,也是極罕見的。它不含N卻含有微量B(wB<1%),屬Ⅱb型鑽石。正是這些B使鑽石呈現美麗的藍色。少數含H雜質的鑽石也呈藍色。
(3)粉紅色鑽石和褐色鑽石:這兩種彩鑽都是由於鑽石在高溫和各向異性壓力的作用下發生晶格變形而產生的顏色,相比之下粉紅色鑽石罕見得多,因而極其昂貴。這種晶體缺陷在極端情況下可形成紫紅色鑽石。
(4)綠色鑽石:綠色和藍綠色鑽石通常是由於長期天然輻射作用而形成的。當輻射線的能量高於晶體的閾值時,碳原子被打入間隙位置,形成一系列空位-間隙原子對,使鑽石的電子結構發生變化,從而產生一系列新的吸收,使鑽石著色。若輻照時間足夠長或輻照劑量足夠大,可使鑽石變成深綠色甚至黑色。輻射造成的晶格損傷有時還可形成藍色鑽石和黃褐色鑽石。
2.光澤
鑽石具有特徵的金剛光澤,金剛光澤是自然界透明礦物最強的光澤。但鑽石的光澤有時會因表面不平而顯得暗淡。
3.透明度
鑽石的透明度為透明-不透明。純凈的鑽石應該是無色透明的,但由於地質條件的復雜性,常有雜質元素進入鑽石的晶格或以包裹體的形式存在於鑽石中,使鑽石的透明度受到一定的影響。
4.光性
鑽石屬等軸晶系,為均質體,在正交偏光下全消光,但有些鑽石由於內部應變或內部含有包裹體,偶見異常消光。
5.折射率
鑽石為單折射寶石,在鈉光(589.3nm)中折射率為2.417,超過了常規折射儀的測試范圍,是透明礦物中折射率最大的。
6.色散
鑽石的色散強,色散值為0.044,比天然無色透明寶石的色散都高,所以我們在切割標準的鑽石表面能看到漂亮的「火彩」。
7.發光性
(1)紫外熒光:鑽石在紫外燈下的熒光可有不同的反應,有些鑽石發光很強,有些則不發光。鑽石在長短波紫外光下可呈現從無至強的藍色、黃色、橙黃色、粉色等熒光,通常長波較短波的熒光強。
(2)X射線熒光:鑽石在X射線下一般呈現藍白色的熒光,且穩定性好,在鑽石開采中可根據鑽石X射線下的熒光特性,將其他礫石分選出去。
(3)陰極發光:陰極發光可揭示鑽石的內部生長結構,鑽石在陰極發光儀的電子束照射下,絕大多數鑽石會發出陰極熒光,主要呈現藍色、橙紅色和黃綠色,天然鑽石和合成鑽石的生長條件不同,表現出的生長結構也不同,目前陰極發光技術已成為鑒別鑽石是天然的還是合成的主要手段之一。
8.吸收光譜
無色—淺黃色的鑽石,在紫色區415.5nm處有一吸收譜帶;其他顏色的鑽石的吸收線位於453nm,466nm和478nm處;褐—綠色鑽石,在綠區504nm處有一條吸收窄帶,有的鑽石可能同時具有415nm和504nm處的兩條吸收帶。輻照改色的黃色鑽石可能在498nm,504nm和592nm處有吸收帶。
四、鑽石的力學性質
1.解理
鑽石有四組八面體{111}方向的中等解理,{110}、{221}的不完全解理。圖14-1-3為鑽石{111}方向解理示意圖。
圖14-1-3 鑽石{111}方向解理示意圖
2.硬度
鑽石的摩氏硬度為10,是自然界最硬的礦物,鑽石的硬度具有各向異性的特徵,不同方向硬度不同,其八面體晶面的硬度大於立方體晶面的硬度,因此在鑽石加工中可用鑽石研磨鑽石。
鑽石具有很強的抗磨性能,摩擦系數小,其抗磨能力是剛玉的90倍。這種特性使鑽石能高度拋光,並使每個小面邊棱銳利、挺直。但值得注意的是,鑽石雖硬,但常顯脆性,在外力沖擊作用下很容易破碎。
3.密度
鑽石的密度為3.52(±0.01)g/cm3,因鑽石成分單一,並且純度較高,所以鑽石的密度相對很穩定。
五、鑽石的內含物
鑽石的內含物主要有淺色至深色礦物包體、雲狀物、點狀包體、羽狀紋和生長紋。礦物包裹體主要是鑽石、橄欖石、輝石、石榴子石、鋯石、剛玉、黑色石墨、暗色的赤鐵礦、鈦鐵礦、鉻鐵礦、硫化物等。雲狀物由雲霧狀白色或灰色包體組成,羽狀體則包括開放式裂隙和隱蔽式裂隙兩種裂隙類型。此外,鑽石中還可見生長紋和解理等特徵。
六、鑽石的電學性質和熱學性質
1.電學性質
Ⅰ型和Ⅱa型鑽石是絕緣體,室溫下電阻率為1014~1015Ω·cm。通常情況下,Ⅱb型鑽石因含硼而電阻率降低,為25~108Ω·cm,為P型半導體,鑽石半導體的電阻值隨溫度變化特別靈敏,甚至連很微小的變化(0.0024℃±)都能在瞬間被記錄下來,這一特點被廣泛應用於真空儀器和精密測溫的儀器中。
2.熱學性質
(1)導熱性:鑽石具有很高的導熱率,且導熱率與含氮量有關。若300°K下其導熱率為銅的3倍,則其含氮量<300×10-6。Ⅰa型鑽石的含氮量多高於此值,故不宜作散熱元件。Ⅰb和Ⅱ型鑽石含氮量低,均具有很高的導熱率,適於作散熱元件。其中Ⅱa型鑽石的導熱率最好,約比銅高6倍,在190℃則升至30倍左右。
根據鑽石的高導熱率,寶石鑒定中可用鑽石筆(熱導儀)鑒定鑽石和其仿製品;若簡單地對著樣品哈氣,如果是鑽石,則表面上的那層霧氣比仿製品要消失得快,這是因為鑽石傳熱快,鑽石提供的熱量讓水膜迅速蒸發的緣故。
(2)熱膨脹性:鑽石的熱膨脹性非常低,溫度的突然變化對鑽石的影響很小,但若鑽石中有裂隙或含有熱膨脹性大於鑽石的包裹體時,溫度的突變可能使鑽石發生破裂。
(3)可燃性:高溫下鑽石可燃,燃點在空氣中為850~1000℃,鑽石在氧中加熱到650℃時,即緩慢燃燒而變為氣體二氧化碳。燃點和鑽石與空氣的接觸面及增溫率有關,一般小顆粒鑽石比大顆粒鑽石易燃。激光打孔就是利用該原理在很小區域內提供集中的熱量,使空氣中的氧將鑽石中的暗色物質燒掉。在絕氧並加壓的真空條件下,鑽石加熱到1800℃,可轉變成石墨。
3.其他性質
(1)表面性質:鑽石表面具有親油性和疏水性。由於鑽石由非極性的碳原子組成,對水的H+和(OH)-不產生吸附作用,即水對鑽石不產生極化作用,故鑽石具有疏水性。
(2)化學穩定性:鑽石對任何酸都是穩定的,甚至在高溫下,酸對鑽石也不顯示任何作用,但在含氧鹽類和金屬熔體中,鑽石很容易受侵蝕。
『肆』 鑽石的基本性質有哪些為什麼切工對鑽石的品質有很重要的影響
鑽石基本性質:
1、
摩氏硬度
為10,為自然界現今已知硬度最高的物質;
2、
導熱性
好;
3、斥油親水;
4、折射率高。
切工
對鑽石的品質有很重要的影響,切工是「4C」中是唯一可人為影響到的。只有比例合理、相同切面完全一致的鑽石,光線折射後較為集中,戚睜可呈現出絢麗
火彩
,可完美體現鑽石
自然之美
。而切工較差的鑽石,光線折射後發散,使鑽石顯得暗淡無光。因山喊此切
工對
鑽石
品質影響有重要的因素,國際慣例,切工最高高唯歲可影響到鑽石價格的40%
『伍』 鑽石的物理和化學性質
1.礦物名稱為「金剛石」,英文為Diamond,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。鑽石的化學成份有99.98%的碳。也就是說,鑽石其實是一種密度相當高的碳結晶體。
2.鑽石的摩氏硬度:10,是天然礦物中的最高硬度。但千萬別認為鑽石硬度高,就永不破損。其實鑽石脆性也相當高,用力碰撞仍會碎裂。
3.鑽石是依據其原石的外形,來切割成各種不同形狀的鑽石。其中,受大家歡迎的八種形狀有:圓形、橢圓形、欖尖形、心形、梨形、方形、三角型及綠柱石形。圓鑽,是最常見的形狀。
4.鑽石屬天然礦物。鑽石的主要產地是澳大利亞、南非、印度;而美國、印度,以色列、比利時則是鑽石加工切割的基地。尤其比利時,是全球公認的雕琢鑽石貿易中心。
5. 買鑽石 一定要復檢
[編輯本段]化學成分
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。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�6�1秒�6�1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。
『陸』 真正的鑽石具有哪些特徵
鑽石的基本特性
1、硬度
鑽石的摩氏硬度為10,是訖今為止人類所發現的最硬的天然物質。與其它寶石相比,鑽石鑲在首飾上,更能抵抗一切物質對它的磨損、劃傷,因此鑽石一旦擁有,便可世代留傳,因為鑽飾永不磨損,常戴常新。
2、韌度
鑽石具有較高韌度,但它的邊棱卻是比較脆的,因此佩戴時應避免碰撞。
3、比重
鑽石的比重為3.52克/立方厘米,鑽石的比重比一般寶石都大,即意味著它的原子堆積得更緊密。
4、熱導率
鑽石是已知物質中傳導熱的能力最強的物質,這一性質使鑽石在航空工業和微電子工業中得到廣泛使用。
5、熱膨脹率
鑽石的熱膨脹率很低,不會因溫度的變化而有明顯的熱脹冷縮現象。
6、折射率
鑽石的折射率2.417,是所有天然無色寶石中最高的,使光線進入鑽石後向中心聚合。
7、色散率
鑽石的色散率高,為0.044。這也是所有天然無色寶石之最。鑽石因其能將白光分散成光譜式的彩虹顏色而具備這一性質。
8、光澤
光澤與折射率相關,是物體表面反射光線時所表現出的特點。鑽石為典型的金剛光澤,這使得鑽石經切磨後具有極其耀眼的光澤。
9、親油性
鑽石表面很容易沾油,具有強列的親油性。
10、對化學葯品的反應
鑽石具有很高的化學穩定性,酸、鹼及一般化學葯品對它不起作用。
『柒』 鑽石的物理化學性質有哪些
問題:很多人對鑽石的了解就只局限於「高硬度,高色散」,卻對其其他的物理化學性質不很明白,那麼其他的物理化學性質還有哪些呢?答案:鑽石的化學性質為:主要是碳C(含量佔99.95%) 以及其它微量元素.鑽石的物理性質為:(1)硬度:H=10,自然界最堅硬的物質 .(2)顏色:以無色白色為主還有黃、棕、粉、藍、綠、紅、褐、黑等彩色鑽石,非常珍貴罕見.(3)色散:色散高(0.044),加工打磨後出火反射出五顏六色光芒.(4)光澤透明度:金剛光澤、透明到不透明.(5)熱導性:自然界中高熱導率,熱導儀可鑒定.這些最基本的物理化學性質都可做為鑒定鑽石的依據.
『捌』 鑽石分類常識
鑽石基本常識
1、鑽石的性質
鑽石是具有等軸對稱的結晶質的碳。它的礦物學名稱為金剛石。鑽石是寶石級金剛石的稱謂。
化學成分:碳
硬度:10(最大)
光澤:金剛光澤(最好)
顏色:據含微量元素不同呈各種顏色。如無色、淺黃至黃色、褐色、淺綠至綠色、藍色、粉紅至紅色等。常用於首飾鑽石為無色至淺黃色屬含"N"系列。
2、鑽石的特性
①鑽石是人類最早利用的寶石材料之一。
②鑽石是地球是最硬的材料。
③鑽石是最受歡迎的寶石--寶石的定義:美麗、稀少、耐久、無害。在鑽石中充分體現出來
④鑽石是所有種類的寶石中,質量評價最為嚴格,評價標准最國際化的寶石。
3、鑽石的礦物學分
I型:鑽石含雜質"N"(氮),不能透過波長為250nm的短波紫外光,I型鑽石占所有鑽石的98%強,又分成兩個亞型,Ia和Ib。
Ia型:含"N"雜質,約0.1%,"N"的集合體"N3"形式存在於晶格中,並導致主要是415nm的吸收,從而引起黃色,並稱為Cape系列或黃色系列。大多數的Ia型鑽石在紫外光下,具有強弱不一的熒光,通常為藍白色。
Ib型:含"N"雜質,最多可達0.20%,"N"以孤立原子的方式替代鑽石晶格中的"C"原子。Ib型鑽石的光譜吸收比Ia更強,從500nm開始到紫外都有吸收,可形成黃色的彩色鑽石,並稱為Canary系列。Ib型約占所有I型鑽石的0.1%,但合成鑽石幾乎全是Ib型。
Ⅱ型:鑽石幾乎不含"N",光譜可透過低於220nm的短波紫外光,Ⅱ型也分成兩個亞型,Ⅱa和Ⅱb型。
Ⅱa:幾乎所有的大鑽石都屬於Ⅱa型。顏色為無色或略呈灰色或褐色,約占所有鑽石的2%。
Ⅱb:含微量的硼"B"呈藍色,並且具有半導體特性,十分稀少。"鐵達尼號"影片中的那顆--"海洋之星"又被人稱為"希望之星",當時在印度被發現時,擁有者希望送英國呈獻給英女王以便獲得一官半職,遺憾的是一路上誰擁有它誰就死去。同時它還被稱為"災難之星"(意為誰擁有它誰就有災難)。
4、圓鑽(Brallant)及圓鑽琢型
①、具有圓鑽型式琢型的鑽石簡稱圓鑽,圓鑽是成品鑽石的主流,非圓鑽的成品鑽石通稱為異型鑽。
②、圓鑽琢型:圓鑽琢型是一種標準的形式由冠部、腰棱和亭部三個部分組成。冠部由1個正八邊形的檯面和8個三角形的星小面,8個四邊形的上主面風箏小面及16個弧邊三角形的上腰小面,共33個面組成。亭部由8個四邊形的下組小面和16個弧邊三角形的下腰小面,一個底小面共25個面組成。
③、圓鑽能最佳地表現出鑽石的亮度,亮度是下列光學效應的總和。
a、光澤:鑽石表面的反射光
b、內反射:亭部刻面對入射光的完全反射。
c、火彩:由色散作用使白光分解成的色光。
d、閃光:鑽石晃動時產生的閃耀(對光源的反射作用)。
④、圓鑽是鑽石分級最重要的對象。
5、鑽石的分級(4C)
切工越精良的標准圓鑽越璀璨,價值越高。寶石級的每顆鑽石都非常美麗且獨特。因為它們是天然的,所以不可能找到兩顆完全相同的鑽石。工匠們總是盡可能地利用金鋼石材料,因此一點細微的差別都能決定它們不同的價值,鑽石評價分級是從顏色(Colour),凈度(Clqrity),切工(Cut)和克拉重量(Carat)開始的。由於它們的4個英文單詞開頭一個字母都是"C",因此鑽石分級又稱為鑽石4C分級。
顏色(Colour)分級
GIA的色級是用英文字母表示,最高色級由D開始,最低色級為Z,共有23級。
顏色分級的條件
①、黃色系列或略帶有其它色調的鑽石,按其所帶色調的深淺進行分級。
②、顏色分級的依據是比色石,樣品和比色石的比較、確定所屬的色級。
③、分級必須在合適的光源下進行。
④、分級必須在中性的顏色環境中進行。
凈度(Clarity)分級
①、內部特徵又稱內含物或包裹體:指包含在鑽石內部的各種缺陷。外部特徵又稱為外部缺陷:指位於成品鑽石表面的缺陷。
②、凈度級別的定義:無瑕(FL)、內部無瑕(IF)、極微瑕(VVS)VVS1、VVS2、微瑕(VS)VS1、VS2、小瑕(SI)SI1、SI2、重瑕(P)P1、P2、P3。
激光處理鑽石
①、凈度要與處理前的凈度相當。
②、激光孔洞要作為內含物參加分級。
③、激光處理必須註明。
切工(Cut)分級
圓鑽切工(Cut)分級通常分為:很好、好、較好、一般、差。鑲嵌鑽石通常分為:很好、好、一般。
標准圓鑽:當鑽石切割比例得宜它也更物有所值,當你凝視鑽石看見光線於鑽石中折射出來,散發出猶如彩虹的火彩光芒,那就是切工精良的標准鑽石。
克拉重量(Carat)
克拉重量鑽石的重量級別:鑽石重量以克拉來計算,1克拉等於0.2克,1克拉可分為100分,一顆0.5克拉的鑽石常稱為50分。鑽石克拉重量的評價,一般5分為一個單價級別,如:5分-9分、10分-14分、15分-19。但1ct以上的鑽石就稱為大鑽石了,幾十克拉重的鑽石,就相當的稀有,而價值連城。因而鑽石的單位價格與鑽石重量成正比。
商業活動中稱克拉台階:由於擁有克拉整數例如擁有一顆2.00ct的鑽石要比擁有一顆1.95ct鑽石更為榮幸。因而克拉整數的價格要比不足整數的高得多。又例如1.00ct的價格要比0.99ct的價格高出15%左右。這種價格上的突變被形象地稱為克拉台階。