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钻石晶体是什么样子的

发布时间: 2024-04-04 22:53:41

❶ 钻石内部特征有哪些

(1)晶体(Crystal)晶体是指钻石内所有具有明显的三维几何形态的矿物晶体.晶体又可分为无色的或浅色的包裹体及深色的或黑色的包裹体.它的种类繁多(据统计有20多种),形态各异,是钻石中最普遍的内含物,在众多的晶体包裹体中,小钻石出现的几率最多,其次可见橄榄石和石榴石.它们常被小羽毛状裂隙环绕.或单独出现,或成群分布,可大亦可小.晶体的出现,意味着钻石的净度等级一般不会高于VS级.除非晶体很大,否则也不会对钻石的美观及耐久性造成影响.

(2)点状物(Pinponit)或称针尖,钻石内部极小的天然包裹物.有无色和深色之分,单一或成群分布,它对净度级别的影响不大.

(3)云状物(Cloud)钻石中朦胧状或乳状无清晰边界的包裹物,可能是由许多极细小的点状物组成,也可能由结构位错引起.云状物常依钻石的对称轴分布(与钻石的成长历史有关),有时在白色的云雾里还可出现一些黑色的大小不等的点状物.云雾有时清淡,分布在小的区域内,对净度的影响不大;有时浓重,散布在整个钻石中,不但降低了钻石的净度和透明度,而且也影响了钻石的美观.

(4)羽状纹(Feather)钻石内由于解理或张力所造成的裂隙,形似羽毛状.若羽状纹相对较大,则可称之为"裂纹".羽状纹易沿钻石的四组八面体方向裂开,分裂面平坦、光滑.若沿任意方向破裂,其破裂面多成阶梯状.羽状纹对净度的影响明显,通常易于观察到.个别情况下,有些细小的羽状纹单独出现,且破裂面与钻石的小刻画垂直时,观察起来较困难,应特别仔细寻找,以免疏漏而造成结论上的错误.

(5)须状腰(Bearding)存在于腰部的须状微裂纹深入内部的部分,形似老人的胡须.它是由于过激的粗磨造成的.粗糙腰围与其成因相似,但粗糙腰棱有砂粒感,常伴有很小的缺口.

(6)内部纹理(Internal Graining)钻石内部因原子排列不规则所造成的生长痕迹,如双晶纹、生长纹等.纹理可多可少、可粗可细、可平行也可相交.纹理看上去多为白色的细线,有时可反光形成彩色条纹,它对净度的影响程度不等.若纹理密集地出现在整个钻石内部时,可降低钻石的透明度,使钻石看上去有朦胧感.

(7)双晶中心(Twinning Center)结晶构造发生错动的中心点,常伴生有点状物.

(8)内凹原晶面(Sunken Natural)从表面凹入钻石内部的原始晶面.多出现于钻石的腰围,也可出现于其他部位.理论上深凹的锯齿状或三角状的天然晶面经重新打磨可以去除,但会造成质量上的损失,因此它会降低钻石的净度等级.

(9)激光痕(Laser Drill mark)用激光束及化学药品去除钻石内部深色包裹物时留下的痕迹.管状或漏斗状称为激光孑L.常被高折射率玻璃充填.

(10)吉痕(Bruise)钻石表面受外力撞击形成的根部伸入到钻石内部的痕迹.击伤痕通常为白色,具一定的几何形态,尺寸可大可小.

(11)破口(Chip)腰部边缘破损的小口,多呈"V¨字形.

(12)坑或洞(Cavity)是钻石中较严重地从外部深入到内部的特征.它们可能是由于解理崩落了小块钻石所致,也可能是钻石在抛光时造成表面的包裹体脱落而产生的坑或洞.

❷ 钻石的晶体结构

钻石是一种由碳元素组成的矿物,几乎完全由单一碳原子组成,矿物名称为金刚石。钻石与常见的石墨的物质成分完全一致,均由纯碳元素构成,它们之间的区别在于不同的晶体结构。由于晶体结构的不同,钻石与石墨的物理性质有天壤之别。其中又以硬度的差别最大,钻石的硬度在所知的所有物质中最高,摩氏硬度为10,恰恰相反,石墨的硬度几乎最小,摩氏硬度甚至小于1;另外无色钻石是电的绝缘体,而石墨是电的良导体,常用于制作电极。

碳的原子序数为6,有2个电子层,其中内层的第一电子层由2个电子构成,外层由4个电子构成。根据原子物理学原理,原子的第一层可容纳2个电子,第二层可容纳8个电子。当原子的外电子层填满时,原子的化学性质呈惰性,例如惰性气体氖等;当原子的外电子层未填满时,原子的化学性质活泼。碳原子内层的第一电子层为稳定的电子层,外层的第二电子层由于没有填满8个电子,为不稳定电子层,因而碳原子化学性质活泼。碳原子外层的4个电子可以与其他原子外层的电子发生作用而产生价键结合,非常容易发生化学反应,例如与空气中的氧反应发生燃烧。另外,由于外层自由电子的存在,碳也是电的良好导体。

在钻石的结晶过程中,碳原子外层的4个自由电子与周围的碳原子的外层自由电子产生共价键结合,每一碳原子可与周围4个碳原子结合,形成立方晶体结构,如图1-2所示。当1个碳原子与周围的4个碳原子结合时,每一碳原子都与另外1个碳原子各贡献1个外层电子组成1个共价键。在钻石晶体中,每一个碳原子都有4个共价键和8个共价电子,从而使每一碳原子都形成一个稳定的原子结构。相邻的碳原子之间共享的共价键电子对产生极强的结合,使相邻的碳原子紧密地结合在一起。钻石晶体中碳原子之间的距离为1.54Å(1 Å=10-10m),碳原子之间由共价键结合形成紧密的立方结构,因此,钻石的晶体结构是所有已知晶体中最坚固的。最坚固的钻石晶体结构必然导致最高的硬度。

图1-2 钻石的晶体结构

钻石晶体中每一个碳原子与周围的4个碳原子结合,碳原子之间的距离为1.54Å,碳原子之间由共价键结合形成紧密的立方结构

石墨晶体结构与钻石的立方结构不同,每一碳原子与周围在同一晶体面上的3个碳原子结合。每一碳原子都剩余1个外层电子,使每一碳原子都没有达到稳定状态。在石墨晶体的层与层之间没有价键连接,为十分不稳定结构,所以其硬度极低;另外,碳原子晶体层之间的滑动摩擦系数很小,因此,石墨是一种非常好的润滑填充剂。

在钻石结晶过程中,晶体沿特定晶面生长。最常见的钻石晶形是八面体。钻石八面体的8个面都是面积相等的等边三角形。其他的晶形有菱形十二面体、立方体、三八面体和聚形等。图1-3所示为天然钻石的天然晶形和利用相似晶形、颜色的天然钻石晶体所加工出的彩色钻石。

图1-3 天然钻石的晶形和利用相似晶形、颜色的天然钻石晶体所加工出的彩色钻石(Robert Weldon/Courtesy of Aurora Gem Collection)

图1-3中后排左起第五颗黄色天然钻石晶体是晶形和晶面都非常好的典型八面体;后排左起第四颗黄色天然钻石晶体也是八面体,但晶面受到磨损变得圆滑而不平整,晶面交角也失去棱角变成不规则圆弧形;后排最右边两颗绿色天然钻石晶体都呈立方体;后排左起第三颗黄色天然钻石的晶形为典型经磨损的三八面体;后排最左边两颗天然钻石晶体都是不规则形状,由最左边的那颗形状不规则的天然钻石晶体可以切割出紫红或粉红紫红色的刻面彩色钻石,十分难得。形状不规则的天然钻石晶体都是由于外力的破坏,通常是在冲刷过程中钻石之间的摩擦和钻石与砂石之间的摩擦,以及开采过程中的撞击造成的。

因为彩色钻石价格昂贵,而且价格与切工和净度关系不大,切割彩色钻石时,首先要考虑的是获得最大重量。刻面彩色钻石的形状要与原天然晶体形状尽量相似以获得最大重量。市面上绝大多数的彩色钻石的形状都是不规则的花形切工,很少见到理想亮圆形切工的彩色钻石。1997年在日内瓦以805000美元拍卖成交的一颗1.75ct的紫红红色钻石的形状与原晶体形状相似,主要的加工是将原晶体的自然面抛光。

钻石晶体也可能呈双晶或是多晶。图1-4是一颗晶形十分完整的天然双晶钻石晶体,主要晶体呈典型的八面体,在顶部又生长出一个小八面体。这一双晶钻石晶体的颜色为灰色,是由在钻石晶体中含有许多微小的石墨晶体或未结晶的炭黑造成的。由于石墨或炭黑呈黑色,几乎完全吸收可见光,即使很低的含量也会使得钻石变为灰色,甚至是黑色。天然灰色和黑色钻石原石一般用于工业用途。这颗灰色天然双晶钻石晶体来自钻石次生矿,经冲刷和磨损,晶面和棱角都呈圆滑状。

图1-5是另外一种天然双晶钻石晶体,由两个立方体互相嵌入构成穿插双晶(Pene—tration twin)。这颗天然双晶钻石晶体的颜色为黄色,如果精心加工以增强饱和度,它可能成为一颗彩黄色钻石。这颗黄色天然双晶钻石晶体的晶面和棱角都为圆滑状,也来自钻石次生矿。

图1-4 由两个八面体构成的天然双晶钻石晶体

(刘严摄影/刘严收藏)

图1-5 由两个立方体构成的天然穿插双晶

(刘严摄影/刘严收藏)

❸ 山东钻石的晶体形态

山东金刚石晶体形态以平面八面体、阶梯状八面体、八面体与曲面菱形十二面体聚形和曲面菱形十二面体四类形态为主,还有少量的立方体、曲面六八面体、曲面六四面体、八面体与曲面六八面体聚形及立方体类聚形等,金刚石各类晶形见图版Ⅱ。但不同矿区金刚石晶体形态所占的比例略有不同。总体来讲,自南往北的常马庄、西峪和坡里的3个金伯利岩带中的金刚石,其曲面菱形十二面体晶形所占比例由多变少,而八面体晶形所占比例由少变多。常马庄矿带的各金伯利岩体,除红旗14号外,均以曲面菱形十二面体为主(53.64%),其次为阶梯状八面体(35.52%)、八面体与曲面菱形十二面体聚形(8.37%)和平面八面体(2.27%),其他形态很少(0.20%)。晶形主要为单晶(占79.21%~89.21%),其次为双晶和连生体。西峪矿带金刚石的晶形组合与常马庄矿带略有不同,主要为阶梯状八面体 (63.45%),其次为曲面菱形十二面体(28.29%),其他的晶体形态基本上与常马庄岩带相似,且含量都很少。晶体也主要以单晶的形式存在,连生体较多(30.59%)。坡里矿带中阶梯状八面体金刚石的含量最高(70%),次为曲面菱形十二面体(21%),八面体与曲面菱形十二面体聚形及其他都较少,分别为7%和2%(山东省地矿局第七地质大队,1990;黄蕴慧等,1992;罗声宣等,1999;王萍等,1999)。

山东701钻石矿是我国目前唯一还在正式生产的钻石矿。2009年5月至8月,“山东蒙阴钻石矿现场统计数据”分类记录结果显示:442颗蒙阴宝石级金刚石晶形以菱形十二面体为主,约占30.68%,其次为八面体,约占22.9 5%,六面体达到6.59%,存在比较特殊的拉长变形晶,比例达4.32%,双晶和聚形晶分别占约2.73%和3.41%,三角薄片2.27%,破损者约占2.50%,无法统计晶形的其他类型占23.87%。1883颗工业级金刚石也以菱形十二面体为主,约占16.92%,其次为八面体,约占12.02%,六面体达到3.05%,比较特殊的拉长变形晶比例达到5.71%,双晶和聚形晶分别占约1.47%和7.29%,破损者约占14.31%,其他无法统计晶形的占34.34%。

从以上统计数据可以看出,蒙阴金刚石晶体形态的组合基本上是相同的,以平面八面体、阶梯状八面体、八面体与曲面菱形十二面体聚形和曲面菱形十二面体四类形态为主,还有少量的立方体、曲面四六面体、曲面六八面体、曲面六四面体、八面体与菱形十二面体聚形、八面体与曲面六八面体聚形及立方体类聚形,但各类形态金刚石含量比例在不同的岩脉(筒)有所不同,其中歪晶为蒙阴701矿所产钻石的特征性晶形(图4.3)。

项目组另外自蒙阴钻石矿(主要是胜利1号,大小岩管)收集的408颗宝石级金刚石样品晶形统计数据显示,金刚石晶形以八面体和菱形十二面体为主,各占26.7%;其次为聚形(8.3%),如八面体与十二面体的聚形、八面体、十二面体与立方体聚形等;另外还有一定数量的连生晶体、双晶等;约21%破损者无法统计晶形(表4.3;图4.4~图4.6)。

表4.3 山东蒙阴钻石矿金刚石晶形统计(2683颗)Table 4.3 Statistics of diamond crystal forms of Mengyin, Shandong (2683 diamonds)

图4.3 歪晶

Figure 4.3 Distorted Crystal

图4.4 八面体

Figure 4.4 Octahedron

图4.5 八面体与十二面体聚形

Figure 4.5 Combination form of octahedron and dodecahedron

图4.6 菱形十二面体

Figure 4.6 Rhombic dodecahedron

通过对图4.3的歪晶进一步研究分析,可见其表面大小不等的腐蚀斑点密集分布,一组或两组塑性变形滑移线清晰可见,同时在该晶体的一端隐约可见倒三角凹坑(图4.7,图4.8),通过分析表明此类长条状歪晶实为严重变形的八面体晶体。

图4.7 歪晶上的倒三角凹坑

Figure 4.7 Reversed triangular pits on distorted diamond

图4.8 歪晶表面可见两组滑移线及腐蚀斑点

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

与资料相比,本项目研究的2683颗钻石(701矿现场统计2275颗,收集样品实验室统计408颗)中,不可辨认晶形(碎块与其他)者所占的比例相当大(占40.5%);在可辨认晶形的1597颗钻石中,仍以菱形十二面体(34.8%)和八面体(27.0%)为主,其次为聚形、歪晶、六面体、三角形块等。值得一提的是,本项目研究的钻石晶形中歪晶和六面体含量相当高,分别占4.7%和3.2%,这在前人资料中未提及,可能与统计方法和归类有关。三角块、双晶、连生等含量有所增多。

❹ 钻石的晶体结构是什么

钻石是由碳(石墨)经过高温高压而使石墨中碳原子排列改变形成的一种由物理性质比较软的物质转变成目前自然界发现最硬的一种八面体结晶物质。
它的晶体结构为标准的六面体或者是八面体。

❺ 钻石的结晶习性是什么

钻石的化学成分是碳,这在宝石中是唯一由单一元素组成的,属等轴晶系。常含有0.05%-0.2%的杂质元素,其中最重要的是N和B,他们的存在关系到钻石的类型和性质。晶体形态多呈八面体、菱形十二面体、四面体及它们的聚形。纯净的钻石无色透明,由于微量元素的混入而呈现不同颜色。强金刚光泽。折光率2.417,色散中等,为0.044。均质体。热导率为0.35卡/厘米/秒/度。用热导仪测试,反应最为灵敏。硬度为10,是目前已知最硬的矿物,绝对硬度是石英的1000倍,刚玉的150倍,怕重击,重击后会顺其解理破碎。一组解理完全。密度3.52克/立方厘米。钻石具有发光性,日光照射后 ,夜晚能发出淡青色磷光。X射线照射,发出天蓝色荧光。钻石的化学性质很稳定,在常温下不容易溶于酸和碱,酸碱不会对其产生作用。
钻石与相似宝石、合成钻石的区别。宝石市场上常见的代用品或赝品有无色宝石、无色尖晶石、立方氧化锆、钛酸锶、钇铝榴石、钇镓榴石、人造金红石。合成钻石于1955年首先由日本研制成功,但未批量生产。因为合成钻石要比天然钻石费用高,所以市场上合成钻石很少见。钻石以其特有的硬度、密度、色散、折光率可以与其相似的宝石区别。如:仿钻立方氧化锆多无色,色散强(0.060)、光泽强、密度大,为5.8克/立方厘米,手掂重感明显。钇铝榴石色散柔和,肉眼很难将它与钻石区别开。

❻ 钻石的晶体结构是什么

钻石的的晶体结构是碳。

钻石是指经过琢磨的金刚石,在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳 (C)元素构成,具有立方结构的天然白色晶体。

钻石具有宗教色彩的崇拜和畏惧,同时又把它视为勇敢、权力、地位和尊贵的象征。现在已成为百姓们都可拥有、佩戴的大众宝石。钻石的文化源远流长,也有人把它看成是爱情和忠贞的象征。

物理性能:是天然矿物中的最高硬度,其脆性也相当高,用力碰撞仍会碎裂。源于古希腊语Adamant,意思是坚硬不可侵犯的物质,是公认的宝石之王。也就是说,钻石其实是一种密度相当高的碳结晶体。

(6)钻石晶体是什么样子的扩展阅读

钻石是金刚石精加工而成的产品,钻石是世界上最坚硬的、成份最简单的宝石,它是由碳元素组成的、具立方结构的天然晶体。

其成份与常见的煤、铅笔芯及糖的成份基本相同,碳元素在较高的温度、压力下,结晶形成石墨(黑色),而在高温、极高气压及还原环境(通常来说就是一种缺氧的环境)中则结晶为珍贵的钻石(无色)。

自从钻石在印度被发现以来,就有人在河边、河滩上捡到钻石,这是由于位于河流上游某处含有钻石的原岩,被风化、破碎后,钻石随水流被带到下游地带,比重大的钻石被埋在沙砾中。

另一种含有钻石的原岩称钾镁煌斑岩(lamproite),它是一种过碱性镁质火山岩,主要由白榴石、火山玻璃形成,可含辉石、橄榄石等矿物,典型产地为澳大利亚西部阿盖尔(Argyle)。