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    金剛石知識

    來源:本站 作者:admin 點擊:2306
    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,它們儲存在金伯利巖或榴輝巖中,其形成年代相當久遠。南非金伯利礦,橄欖巖型鉆石約形成于距今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,榴輝巖型的鉆石雖說年輕,也分別已有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鉆石晶體要重見天日,得有助于火山噴發,熔巖流將含有鉆石的巖漿帶入至地球近地表處,或長途遷徒淀于河流沙土之中。前者形成的是原生管狀礦,后者形成的則為沖積礦。這些礦體歷經艱辛開采后,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鉆坯,而大部分只能用于切割、研磨及拋光等工業用途上。有人曾粗略地估算過,要得到1ct重的鉆石,起碼要開采處理250噸礦石,采獲率是相當低的;如果想從成品鉆中挑選出美鉆,那兩者的比率更是十分懸殊的了。

      已知現今世界上只有三十余個國家和地區產鉆石,且分布極不均勻,主要集中在澳洲、非洲,次為亞洲和南美洲。其中澳大利亞、扎伊爾、博茨瓦納、前蘇聯和南非為世界上五大鉆石生產國,占全球鉆坯供應量八成有多。

      我國鉆礦開發雖有著較長歷史,清道光年間湘西桃源、常德一帶、山東郯城區都先后發現過鉆石。20世紀中葉湖南還找到過鉆石砂礦。然而,鉆石原生礦床60—70年代僅在遼寧瓦房店、山東蒙陰和貴州東部地區發現。

      物以稀為貴。綜觀當今世界,鉆石分布范圍小,產量低。加之開采困難,自然鉆石就更顯彌足珍貴了。一顆鉆石,從孕育于地殼巖漿之中至佩戴于您的手上,輾轉周游萬里,途經數百人之手,個中開采、加工艱辛復雜,做成精致的飾品更是藝術的創造,最后又經您慧眼上識,佩戴,才再度炫耀于世,因此,這是一種何等奇特的福緣!

      什么是人造金剛石

      鉆石由金剛石加工琢磨而成,是珠寶中的貴族,它通明剔透,散發著清冷高貴的光輝,頗有“出淤泥而不染”的氣質。天然金剛石的形成和發現極為不易,它是碳在地球深部高溫高壓的特殊條件下歷經億萬年的“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,蘊藏在金伯利巖中,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,在工業中也大有可為。它硬度高、耐磨性好,可廣泛用于切削、磨削、鉆探;由于導熱率高、電絕緣性好,可作為半導體裝置的散熱板;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為了許多科學家的光榮與夢想。

      一個世紀以后,石墨 ——碳的另一種單質形式被發現了,人們便嘗試模擬自然過程,讓石墨在超高溫高壓的環境下轉變成金剛石。為了縮短反應時間,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產人造金剛石磨料的先河,現在他們的年產量在20噸左右;不久,杜邦公司發明了爆炸法,利用瞬時爆炸產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,只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涂層,可以大大擴展其用途,開發性能優越又經濟的產品。

      更重要的是,薄膜的出現使金石的應用突破了只能作為切削工具的樊籬,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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