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钻石为什么那么硬

发布时间: 2022-01-31 03:29:57

1. 钻石是最硬的东西为什么也会碎

上面说的对,是天然最硬的物质,但是人工的话就不是它了,现在的合金可以切开钻石。如果力度达到钻石的最高承受力也会碎掉。

2. 请从微观层面解释钻石为什么硬而脆我想知道一材料脆还是不脆,与原

首先,金刚石晶体中,每个碳原子都以SP3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键,构成正四面体。由于金刚石中的C-C键很强,所以金刚石硬度大,熔点极高;
而金刚石脆是因为金刚石是完全解理的晶体,在外力作用下容易沿一定方向破裂并产生光滑平面。
至于某材料脆不脆,请参考:
强度:http://ke..com/item/%E5%BC%BA%E5%BA%A6
材料强度:http://ke..com/item/%E6%9D%90%E6%96%99%E5%BC%BA%E5%BA%A6
应力:http://ke..com/item/%E5%BA%94%E5%8A%9B

3. 钻石有多硬

钻石的硬度:摩氏硬度10,新摩氏硬度15,显微硬度10000kg/mm2,显微硬度比石英高1000倍,比刚玉高150倍。

金刚石硬度具有方向性,八面体晶面硬度大于菱形十二面体晶面硬度,菱形十二面体晶面硬度大于六面体晶面硬度。

依照摩氏硬度标准(Mohs hardness scale)共分10级,钻石(金刚石)为最高级第10级;如小刀其硬度约为5.5、铜币约为3.5至4、指甲约为2至3、玻璃硬度为6。

由于硬度最高,金刚石的切削和加工必须使用钻石粉或激光(比如532nm或者1064nm波长激光)来进行。金刚石的密度为3.52g/cm,折射率为2.417(在500纳米光波下),色散率为0.044。

(3)钻石为什么那么硬扩展阅读

钻石的化学性质:

金刚石是在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳元素组成的单质晶体。金刚石是无色正八面体晶体,其成分为纯碳,由碳原子以四价键链接,为目前已知自然存在最硬物质。由于金刚石中的C-C键很强,所有的价电子都参与了共价键的形成,没有自由电子,所以金刚石硬度非常大,熔点在华氏6900度,金刚石在纯氧中燃点为720~800℃,在空气中为850~1000℃,而且不导电。

钻石的稳定性:

金刚石化学性质稳定,具有耐酸性和耐碱性,高温下不与浓HF、HCl、HNO3作用,只在Na2CO3、NaNO3、KNO3的熔融体中,或与K2Cr2O7和H2SO4的混合物一起煮沸时,表面会稍有氧化;在O、CO、CO2、H、Cl、H2O、CH4的高温气体中腐蚀。

金刚石还具有非磁性、不良导电性、亲油疏水性和摩擦生电性等。唯Ⅱb型金刚石具良好的半导体性能。根据金刚石的氮杂质含量和热、电、光学性质的差异,可将金刚石分为Ⅰ型和Ⅱ型两类,并进一步细分为Ⅰa、Ⅰb、Ⅱa、Ⅱb四个亚类。Ⅰ型金刚石,特别是Ⅰa亚型,为常见的普通金刚石,约占天然金刚石总量的98%。

Ⅰ型金刚石均含有一定数量的氮,具有较好的导热性、不良导电性和较好的晶形。Ⅱ型金刚石极为罕见,含极少或几乎不含氮,具有良好的导热性和曲面晶体的特点。Ⅱb亚型金刚石具半导电性。由于Ⅱ型金刚石的性能优异,因此多用于空间技术和尖端工业。

世界上最大的工业用金刚石和宝石级金刚石都超过3100克拉(1克拉=200毫克)。其中宝石级金刚石的尺寸为10×6.5×5厘米,名叫“库利南”,1905年发现于南非的普雷米尔岩管。中国常林钻石,重158.786克拉,于1977年被山东临沭县常林大队女社员魏振芳发现,后列为世界名钻。世界金刚石主要产地有南非、澳大利亚、扎伊尔、博茨瓦纳、俄罗斯。

4. 都知道钻石的硬度特别高,但你知道钻石是怎么形成的吗

钻石的形成是在压力4.5-6.0Gpa,相当于在150-200千米的深度温度在1500度之间下形成的晶体状物

5. 是什么原因使钻石那么坚硬的

现代科学技术 、手段为探索钻石的形成提供了新思路和方法。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。其成份与我们常见的煤、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(白色)。

6. 钻石为什么这么硬

钻石的成分和晶体结构
钻石的主要成分是碳(C), 含C量96%-99.9%。即使很纯净的钻石也含有0.001%的杂质。钻石中的杂质组分有Si、Al、Ca、Mg、Mn、Ti、Cr、N 等。 除 N 以外,其余杂质通常都以矿物包裹体形式存在,钻石中常含有磁铁矿、钛铁矿、镁铝榴石、铬透辉石、橄榄石、石墨等矿物包裹体。
氮(N)是钻石中一种重要的杂质组分,N在钻石晶体结构中组成各种缺陷中心,可以单个N、A中心、B中心、N3小晶片等形式存在。 根据N的含量和聚结形式可将钻石划分为Ⅰ型和Ⅱ型。Ⅰ型钻石含N量较多(0.05%-0.3%)。 Ⅰa型钻石中N以N3小晶片形式存在,Ⅰb型钻石中N以分散状态的顺磁方式存在。
Ⅱ型钻石含N量较少(<0.05%),N呈自由状态存在。Ⅰ型和Ⅱ型钻石在某些物理性质上有所不同。自然界的钻石绝大部分是Ⅰ型钻石。
钻石为等轴晶系,晶体结构为立方面心格子,晶胞参数a°=3.56A(1A=1mm/1千万)(见左图)。C原子位于立方晶胞的八个角顶和六个面中心,并在其八个小立方格的半数中心相间地分布着四个C原子,每个C原子都与周围四个C原子相连接,每两个相邻C原子之间的距离都相等(1.54A)。这种结构C原子间形成极其牢固的共价键, 要分开这种化学健必须给以很大的能量。这就决定了金刚石具有一些特殊的性质,如极高的硬度和化学稳定性。
钻石的晶形最常见的是八面体,其次是菱形十二面体,较少见的是立方体。此外,可长成各种复杂形态的聚形或歪晶。

7. 钻石那么硬到底是如何形成的

钻石也被称为金刚石,是世界上最坚硬的天然物质,摩氏硬度达到了10。
首先,化学方面分析,钻石基本上成分就是碳。从试验中对于晶苞的分析,钻石就是由碳原子六合形成的整体,强度大,是因为采用了与一般的煤炭等排列不同的,也是晶体代表,钻石具有固定的熔点,简单的分析钻石,钻石的形成的生成其实是在地球深处,高压、高热条件下生成的。
其次,钻石的运动,在地壳以下形成之后,钻石要经过火山熔岩的运动被带到地面上来,比较有名的就是***岩石,很多岩石里面就包含着天然的金刚石。钻石因为后续的运动、先天的排列,主要有常见的圆形、椭圆形、心形等,其中圆钻是很常见的,也是销售市场相当多的。
再者,钻石的形成是地壳内部高温高压的作用,人工钻石的研究有数十年的时间,但是高爆状态下产生的钻石是无法与天然钻石相媲美的,一般都是用于工业生产的方面。根据科学家的研究,世界矿山各处的钻石大约都在33亿年前形成,说明了时代的久远。
挑选钻石时,评定品质高低的标准是4C(克拉重、净度、颜色、切工),钻石世家以创新的“星芒切工”明亮式切割的“极慕之星”八边形钻石,其八边形轮廓与八个风筝面、清晰可见的八心八箭,形成独有的三芒汇聚,呈现360°全景璀璨。现在加入钻石世家时光银行,每年为你留存一分钻,最长可达六十年……

8. 钻石是否很坚硬

你也许不曾想到,黑色的石墨和亮闪闪的金刚石其实是由同一种元素——碳构成的,只是它们的外表和性质大不相同。
石墨的质地非常软,只要在纸上轻轻一划,就会留下灰黑色的痕迹,铅笔芯就是用石墨制造的。金刚石是所有自然物质中硬度最高的:人们用镶着金刚石的刀来切割玻璃,无不“迎刃而解”;钻探机的钻头上镶着金刚石,能大大加快向地下钻进的速度;金刚石还能用来加工各种硬度较高的金属。
石墨和金刚石都是碳元素构成的,为什么它们的性质相差如此悬殊呢?
原来,石墨中的碳原子是成层排列的,每层原子之间的A合力很小,就像一副叠起来的扑克牌,很容易滑动、散开。而金刚石中的碳原子是整齐排列的立体结构,每个碳原子都紧密地与其他4个碳原子连接,构成一个牢固的结晶体,因而显得特别坚硬。
天然金刚石的产量很少,只有在非常高的温度和巨大的压力之下,地下熔岩里的碳才有可能形成金刚石。由于它产量少、价格贵,人们往往会利用高温高压来合成人造金刚石。

9. 为什么说钻石是最坚固的

因为钻石的物理硬度是最高的。

依照摩氏硬度标准(Mohs hardness scale)共分10级,钻石(金刚石)为最高级第10级;如小刀其硬度约为5.5、铜币约为3.5至4、指甲约为2至3、玻璃硬度为6。

摩氏硬度10,新摩氏硬度15,显微硬度10000kg/mm2,显微硬度比石英高1000倍,比刚玉高150倍。金刚石硬度具有方向性,八面体晶面硬度大于菱形十二面体晶面硬度,菱形十二面体晶面硬度大于六面体晶面硬度。


(9)钻石为什么那么硬扩展阅读:

钻石的结构性质

金刚石结构分为;等轴晶系四面六面体立方体与六方晶系钻石。

在钻石晶体中,碳原子按四面体成键方式互相连接,组成无限的三维骨架,是典型的原子晶体。每个碳原子都以SP3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键,构成正四面体。

由于钻石中的C-C键很强,所以所有的价电子都参与了共价键的形成,没有自由电子,所以钻石不仅硬度大,熔点极高,而且不导电。在工业上,钻石主要用于制造钻探用的探头和磨削工具,形状完整的还用于制造手饰等高档装饰品,其价格十分昂贵。

10. 为什么钻石很坚硬但是很脆呢

刚则易折!钻石莫氏硬度为10,说明足够坚硬,但是它也具有脆性。而且本身也有解理面,像钻石切割就要用到它的解理面,和脆性等特征。我是这么理解的!