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鑽石為什麼那麼硬

發布時間: 2022-01-31 03:29:57

1. 鑽石是最硬的東西為什麼也會碎

上面說的對,是天然最硬的物質,但是人工的話就不是它了,現在的合金可以切開鑽石。如果力度達到鑽石的最高承受力也會碎掉。

2. 請從微觀層面解釋鑽石為什麼硬而脆我想知道一材料脆還是不脆,與原

首先,金剛石晶體中,每個碳原子都以SP3雜化軌道與另外4個碳原子形成共價鍵,構成正四面體。由於金剛石中的C-C鍵很強,所以金剛石硬度大,熔點極高;
而金剛石脆是因為金剛石是完全解理的晶體,在外力作用下容易沿一定方向破裂並產生光滑平面。
至於某材料脆不脆,請參考:
強度:http://ke..com/item/%E5%BC%BA%E5%BA%A6
材料強度:http://ke..com/item/%E6%9D%90%E6%96%99%E5%BC%BA%E5%BA%A6
應力:http://ke..com/item/%E5%BA%94%E5%8A%9B

3. 鑽石有多硬

鑽石的硬度:摩氏硬度10,新摩氏硬度15,顯微硬度10000kg/mm2,顯微硬度比石英高1000倍,比剛玉高150倍。

金剛石硬度具有方向性,八面體晶面硬度大於菱形十二面體晶面硬度,菱形十二面體晶面硬度大於六面體晶面硬度。

依照摩氏硬度標准(Mohs hardness scale)共分10級,鑽石(金剛石)為最高級第10級;如小刀其硬度約為5.5、銅幣約為3.5至4、指甲約為2至3、玻璃硬度為6。

由於硬度最高,金剛石的切削和加工必須使用鑽石粉或激光(比如532nm或者1064nm波長激光)來進行。金剛石的密度為3.52g/cm,折射率為2.417(在500納米光波下),色散率為0.044。

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鑽石的化學性質:

金剛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。金剛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。由於金剛石中的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,所以金剛石硬度非常大,熔點在華氏6900度,金剛石在純氧中燃點為720~800℃,在空氣中為850~1000℃,而且不導電。

鑽石的穩定性:

金剛石化學性質穩定,具有耐酸性和耐鹼性,高溫下不與濃HF、HCl、HNO3作用,只在Na2CO3、NaNO3、KNO3的熔融體中,或與K2Cr2O7和H2SO4的混合物一起煮沸時,表面會稍有氧化;在O、CO、CO2、H、Cl、H2O、CH4的高溫氣體中腐蝕。

金剛石還具有非磁性、不良導電性、親油疏水性和摩擦生電性等。唯Ⅱb型金剛石具良好的半導體性能。根據金剛石的氮雜質含量和熱、電、光學性質的差異,可將金剛石分為Ⅰ型和Ⅱ型兩類,並進一步細分為Ⅰa、Ⅰb、Ⅱa、Ⅱb四個亞類。Ⅰ型金剛石,特別是Ⅰa亞型,為常見的普通金剛石,約占天然金剛石總量的98%。

Ⅰ型金剛石均含有一定數量的氮,具有較好的導熱性、不良導電性和較好的晶形。Ⅱ型金剛石極為罕見,含極少或幾乎不含氮,具有良好的導熱性和曲面晶體的特點。Ⅱb亞型金剛石具半導電性。由於Ⅱ型金剛石的性能優異,因此多用於空間技術和尖端工業。

世界上最大的工業用金剛石和寶石級金剛石都超過3100克拉(1克拉=200毫克)。其中寶石級金剛石的尺寸為10×6.5×5厘米,名叫「庫利南」,1905年發現於南非的普雷米爾岩管。中國常林鑽石,重158.786克拉,於1977年被山東臨沭縣常林大隊女社員魏振芳發現,後列為世界名鑽。世界金剛石主要產地有南非、澳大利亞、扎伊爾、波札那、俄羅斯。

4. 都知道鑽石的硬度特別高,但你知道鑽石是怎麼形成的嗎

鑽石的形成是在壓力4.5-6.0Gpa,相當於在150-200千米的深度溫度在1500度之間下形成的晶體狀物

5. 是什麼原因使鑽石那麼堅硬的

現代科學技術 、手段為探索鑽石的形成提供了新思路和方法。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。其成份與我們常見的煤、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(白色)。

6. 鑽石為什麼這么硬

鑽石的成分和晶體結構
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。
氮(N)是鑽石中一種重要的雜質組分,N在鑽石晶體結構中組成各種缺陷中心,可以單個N、A中心、B中心、N3小晶片等形式存在。 根據N的含量和聚結形式可將鑽石劃分為Ⅰ型和Ⅱ型。Ⅰ型鑽石含N量較多(0.05%-0.3%)。 Ⅰa型鑽石中N以N3小晶片形式存在,Ⅰb型鑽石中N以分散狀態的順磁方式存在。
Ⅱ型鑽石含N量較少(<0.05%),N呈自由狀態存在。Ⅰ型和Ⅱ型鑽石在某些物理性質上有所不同。自然界的鑽石絕大部分是Ⅰ型鑽石。
鑽石為等軸晶系,晶體結構為立方面心格子,晶胞參數a°=3.56A(1A=1mm/1千萬)(見左圖)。C原子位於立方晶胞的八個角頂和六個面中心,並在其八個小立方格的半數中心相間地分布著四個C原子,每個C原子都與周圍四個C原子相連接,每兩個相鄰C原子之間的距離都相等(1.54A)。這種結構C原子間形成極其牢固的共價鍵, 要分開這種化學健必須給以很大的能量。這就決定了金剛石具有一些特殊的性質,如極高的硬度和化學穩定性。
鑽石的晶形最常見的是八面體,其次是菱形十二面體,較少見的是立方體。此外,可長成各種復雜形態的聚形或歪晶。

7. 鑽石那麼硬到底是如何形成的

鑽石也被稱為金剛石,是世界上最堅硬的天然物質,摩氏硬度達到了10。
首先,化學方面分析,鑽石基本上成分就是碳。從試驗中對於晶苞的分析,鑽石就是由碳原子六合形成的整體,強度大,是因為採用了與一般的煤炭等排列不同的,也是晶體代表,鑽石具有固定的熔點,簡單的分析鑽石,鑽石的形成的生成其實是在地球深處,高壓、高熱條件下生成的。
其次,鑽石的運動,在地殼以下形成之後,鑽石要經過火山熔岩的運動被帶到地面上來,比較有名的就是***岩石,很多岩石裡面就包含著天然的金剛石。鑽石因為後續的運動、先天的排列,主要有常見的圓形、橢圓形、心形等,其中圓鑽是很常見的,也是銷售市場相當多的。
再者,鑽石的形成是地殼內部高溫高壓的作用,人工鑽石的研究有數十年的時間,但是高爆狀態下產生的鑽石是無法與天然鑽石相媲美的,一般都是用於工業生產的方面。根據科學家的研究,世界礦山各處的鑽石大約都在33億年前形成,說明了時代的久遠。
挑選鑽石時,評定品質高低的標準是4C(克拉重、凈度、顏色、切工),鑽石世家以創新的「星芒切工」明亮式切割的「極慕之星」八邊形鑽石,其八邊形輪廓與八個風箏面、清晰可見的八心八箭,形成獨有的三芒匯聚,呈現360°全景璀璨。現在加入鑽石世家時光銀行,每年為你留存一分鑽,最長可達六十年……

8. 鑽石是否很堅硬

你也許不曾想到,黑色的石墨和亮閃閃的金剛石其實是由同一種元素——碳構成的,只是它們的外表和性質大不相同。
石墨的質地非常軟,只要在紙上輕輕一劃,就會留下灰黑色的痕跡,鉛筆芯就是用石墨製造的。金剛石是所有自然物質中硬度最高的:人們用鑲著金剛石的刀來切割玻璃,無不「迎刃而解」;鑽探機的鑽頭上鑲著金剛石,能大大加快向地下鑽進的速度;金剛石還能用來加工各種硬度較高的金屬。
石墨和金剛石都是碳元素構成的,為什麼它們的性質相差如此懸殊呢?
原來,石墨中的碳原子是成層排列的,每層原子之間的A合力很小,就像一副疊起來的撲克牌,很容易滑動、散開。而金剛石中的碳原子是整齊排列的立體結構,每個碳原子都緊密地與其他4個碳原子連接,構成一個牢固的結晶體,因而顯得特別堅硬。
天然金剛石的產量很少,只有在非常高的溫度和巨大的壓力之下,地下熔岩里的碳才有可能形成金剛石。由於它產量少、價格貴,人們往往會利用高溫高壓來合成人造金剛石。

9. 為什麼說鑽石是最堅固的

因為鑽石的物理硬度是最高的。

依照摩氏硬度標准(Mohs hardness scale)共分10級,鑽石(金剛石)為最高級第10級;如小刀其硬度約為5.5、銅幣約為3.5至4、指甲約為2至3、玻璃硬度為6。

摩氏硬度10,新摩氏硬度15,顯微硬度10000kg/mm2,顯微硬度比石英高1000倍,比剛玉高150倍。金剛石硬度具有方向性,八面體晶面硬度大於菱形十二面體晶面硬度,菱形十二面體晶面硬度大於六面體晶面硬度。


(9)鑽石為什麼那麼硬擴展閱讀:

鑽石的結構性質

金剛石結構分為;等軸晶系四面六面體立方體與六方晶系鑽石。

在鑽石晶體中,碳原子按四面體成鍵方式互相連接,組成無限的三維骨架,是典型的原子晶體。每個碳原子都以SP3雜化軌道與另外4個碳原子形成共價鍵,構成正四面體。

由於鑽石中的C-C鍵很強,所以所有的價電子都參與了共價鍵的形成,沒有自由電子,所以鑽石不僅硬度大,熔點極高,而且不導電。在工業上,鑽石主要用於製造鑽探用的探頭和磨削工具,形狀完整的還用於製造手飾等高檔裝飾品,其價格十分昂貴。

10. 為什麼鑽石很堅硬但是很脆呢

剛則易折!鑽石莫氏硬度為10,說明足夠堅硬,但是它也具有脆性。而且本身也有解理面,像鑽石切割就要用到它的解理面,和脆性等特徵。我是這么理解的!