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地球最硬矿物,钻石冠军地位不保?

  世界上最难的矿物,钻石的冠军地位是不能保证的?

  世界上最难得的矿物,钻石冠军身份无法保证?
来自[科学美国人]
炫目的,高价值的钻石,在人们的头脑中具有“永久传播”的形象,它可以是主要的“永久”之一,并且硬度高,不易磨损。钻石硬度神秘在哪里?有没有比钻石更难的矿物质?
文/郭义军
台湾大学地质系黄武亮教授今年2月,“物理评论快报”(Physical Review Letters)以“钻石比”也硬“为标题,发表了两种高抗压强度稀有材料”纤锌矿BN“(纤锌矿型氮化硼),”Lonsdaleite“(六方晶系钻石)论文。长久稳定的钻石世界上最负荷的钻石宝石似乎遇到了前所未有的挑战,引发了许多好奇心:最难打的冠军不容易掌握?四面体碳原子键合为了理解这个问题,先来看一下矿物硬度的定义,一般矿物是指物质的自然结晶,“硬度”分为相对硬度和绝对硬度两个定义。前者是由于奥地利矿物学家Frederich Mohs彼此摩擦,软质矿物被硬矿物划伤,用地球上常见的矿物质列出了1到10的莫氏硬度,最低硬度矿物滑石是“1”,最高的钻石硬度是“10”。由于相对硬度仅显示矿物的粗糙硬度,所以工业应用开发更加精确,并且可以表现出以最广泛使用的维氏硬度(Vickers Hardness)表示的多重绝对硬度关系,并且具有指定重量的锥形钻石针对压力,越小的压力面积越小,矿物或材料越硬,反之越软。指定的重量取决于测试样品,通常在1到50公斤之间。维氏硬度(HV)公式:HV = [2F×sin(136°/ 2)] / d2 = 1.854×F / d2是F kg,d =(d1 + d2)÷2,d的单位是mm)(计算机图形学:于尧综述)石墨碳原子image:image002.jpg
石墨碳原子横向结合到片材上,碳层之间只依赖于弱分子间的范德华吸引力,很容易被切断。 (计算机图形学:于瑶综述)
简介:金刚石碳原子image:image003.jpg金刚石四面体碳原子键合而成,坚固的四面八方结构使其难以摧毁。 (计算机图形学:姚宇评估)台湾大学地质系教授黄武亮指出,关键矿物的硬度,在晶体结构的抗拉力外力的作用下,如果结合力原子和原子之间越强,矿物就越难。矿物的化学键强度,与元素组成,键合方式,几何形状等有关,例如石墨和金刚石都是纯碳的成分,但石墨碳原子在碳层之间的片状结合只依赖于弱的分子范德华键吸引很容易被切断,所以硬度不高;钻石碳原子是四面体结合的,每个碳原子具有强烈的共价键结,坚实的结构使其难以在各个方向上破坏。
稳定的方式在自然界和最坚硬的矿物结构顶部
矿物结合,在环境压力下产生很大的影响。地下矿物质,为了应付更深更深的压力,矿物体积将会减少,结构将会更加紧密。金刚石脉通常形成在约50000个大气压下,距表面约160公里,而石墨沉积物可在1.5公里的地下找到。然而,科学家真的发现矿物比钻石更难?纤维状氮化硼几乎不可能在自然界中发现,只能合成,“六角形钻石”只能在陨石中发现或合成。使用计算机模拟,研究人员计算了这两种矿物对金刚石锥体的抗压强度,以及由此产生的高压,在测量过程中,金刚石锥体导致材料硬度的晶体结构暂时改变,最终达到“甚至比钻石“的结论。但黄无良强调,矿物的硬度结构会随着压力的变化而变化。这种临时结构能否在常温常压下稳定还不得而知。在这两种矿物的大晶体未被发现或制造之前,实际的硬度在测试之前,钻石仍然是世界上最硬的矿物冠军。钻石切割钻石硬度矿物<明白有什么用?黄无良说,要掌握现代工业材料切割的硬度,研磨基础的应用,例如切割大型钢材或石材,需要切割机具有合适的硬度;对硅磨非常光滑,而且硬度适宜的磨刀机。又如各种科学或工业钻探,如果不了解地下可能会遇到岩石的硬度,选择的钻不适合,很多银可能是白色的。由于钻石是地球上最难的材料,也是如何削减? “当然,我还是用钻石切割它!”黄武良解释说,无所不能的钻石是金属切割的绝佳材料,钻石也不例外。工业上使用的“金刚石锯片”必须切成粉状的小钻石状钻石,并焊接在钢刀刃上,形成一个切割面积非常小的金刚石刀片。切割金刚石锯片看起来像一个圆形的齿轮,依靠高速旋转和足够的时间,可以切割钻石!不过这种做法只能切成粗糙的毛坯粗糙的钻石原石,如果要做宝石级的钻石切割,则要进一步打磨钻石,不平坦的毛坯钻石毛毯逐渐打磨,过去更多依靠钻石师傅“现代计算机相互控制角度和时间磨削,使金刚石磨削的每一侧都能达到足够的精度。

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