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          金剛石知識

          來源 :本站 作者:admin 點擊:1887
          原生金剛石是在地下深外處(130—180Km)高溫(900—1300℃)高壓(45—60)×108Pa下結晶而成的,它們儲存在金伯利岩或榴輝岩中,其形成年代相當久遠。南非金伯利礦,橄榄岩型鑽石約形成于距今33億年前,這個年齡幾乎與地球同歲;而奧大利亞阿蓋爾礦 、博茨瓦納奧拉伯礦,榴輝岩型的鑽石雖說年輕,也分别已有15.8億年和9.9億年了。藏于如此大的地下深處達億萬年之久的鑽石晶體要重見天日,得有助于火山噴發 ,熔岩流将含有鑽石的岩漿帶入至地球近地表處,或長途遷徒澱于河流沙土之中。前者形成的是原生管狀礦,後者形成的則爲沖積礦。這些礦體曆經艱辛開采後 ,還需經過多道處理遴選,才可從中獲怪毛坯金剛石。毛坯金剛石中僅有20%左右可作首飾用途的鑽坯,而大部分隻能用于切割 、研磨及抛光等工業用途上。有人曾粗略地估算過,要得到1ct重的鑽石 ,起碼要開采處理250噸礦石,采獲率是相當低的;如果想從成品鑽中挑選出美鑽,那兩者的比率更是十分懸殊的了。

            已知現今世界上隻有三十餘個國家和地區産鑽石 ,且分布極不均勻 ,主要集中在澳洲、非洲,次爲亞洲和南美洲。其中澳大利亞 、紮伊爾、博茨瓦納、前蘇聯和南非爲世界上五大鑽石生産國,占全球鑽坯供應量八成有多 。

            我國鑽礦開發雖有着較長曆史,清道光年間湘西桃源、常德一帶  、山東郯城區都先後發現過鑽石。20世紀中葉湖南還找到過鑽石砂礦。然而,鑽石原生礦床60—70年代僅在遼甯瓦房店、山東蒙陰和貴州東部地區發現。

            物以稀爲貴。綜觀當今世界,鑽石分布範圍小,産量低。加之開采困難,自然鑽石就更顯彌足珍貴了。一顆鑽石,從孕育于地殼岩漿之中至佩戴于您的手上,輾轉周遊萬裏 ,途經數百人之手,個中開采、加工艱辛複雜,做成精緻的飾品更是藝術的創造,最後又經您慧眼上識,佩戴,才再度炫耀于世,因此,這是一種何等奇特的福緣!

            什麽是人造金剛石

            鑽石由金剛石加工琢磨而成,是珠寶中的貴族,它通明剔透,散發着清冷高貴的光輝,頗有“出淤泥而不染”的氣質。天然金剛石的形成和發現極爲不易,它是碳在地球深部高溫高壓的特殊條件下曆經億萬年的“苦修”轉化而成的,由于地殼的運動 ,它們從地球的深處來到地表,蘊藏在金伯利岩中,從而被人類發現和開采 。

            金剛石不僅可以加工成價值連城的珠寶,在工業中也大有可爲。它硬度高、耐磨性好,可廣泛用于切削 、磨削、鑽探;由于導熱率高、電絕緣性好,可作爲半導體裝置的散熱闆;它有優良的透光性和耐腐蝕性,在電子工業中也得到廣泛應用 。18世紀末,人們發現身價高貴的金剛石竟然是碳的一種同素異形體,從此,制備人造金剛石就成爲了許多科學家的光榮與夢想。

            一個世紀以後,石墨 ——碳的另一種單質形式被發現了,人們便嘗試模拟自然過程,讓石墨在超高溫高壓的環境下轉變成金剛石。爲了縮短反應時間,需要2 000 ℃高溫和5.5萬個大氣壓的特殊條件。

            1955年,美國通用電氣公司專門制造了高溫高壓靜電設備,得到世界上第一批工業用人造金剛石小晶體,從而開創了工業規模生産人造金剛石磨料的先河,現在他們的年産量在20噸左右;不久,杜邦公司發明了爆炸法 ,利用瞬時爆炸産生的高壓和急劇升溫,也獲得了幾毫米大小的人造金剛石。

            金剛石薄膜的性能稍遜于金剛石顆粒,在密度和硬度上都要低一些。即便如此,它的耐磨性也是數一數二,僅5微米厚的薄膜,壽命也比硬質合金鋼長10倍以上 。我們知道 ,唱片的唱針在微小的接觸面上要經受極大的壓力,同時要求極長的耐磨壽命,隻要在針尖上沉積上一層金剛石薄膜,它就可以輕松上陣了。如果在塑料、玻璃的外面用金剛石薄膜做耐磨塗層,可以大大擴展其用途 ,開發性能優越又經濟的産品。

            更重要的是,薄膜的出現使金石的應用突破了隻能作爲切削工具的樊籬 ,使其優異的熱、電、聲、光性能得以充分發揮 。目前 ,金剛石薄膜已應用在半導體電子裝置、光學聲學裝置、壓力加工和切削加工工具等方面 ,其發展速度驚人,在高科技領域更加誘人。

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