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最硬的物质

时间:2022-08-23 百科知识 版权反馈
【摘要】:天然金刚石是自然界中最硬的物质,是惟一摩氏硬度达到10的物质,是硬度紧次与它的刚玉的140倍,是石英的1100倍,其无与伦比的硬度可想而知,所以被誉为“硬度之王”。但是,金刚石现在的主要用处却不再是用来做宝石,由于它是人们已发现的一种最坚硬的物质,已被用来作为制作切割、钻孔、研磨等工具的非常重要的工业材料。目前,金刚石年产量已达1亿克拉(20吨)以上。但令人惊讶的是,不管什么金刚石都是由碳原子组成的。

天然金刚石是自然界中最硬的物质,是惟一摩氏硬度达到10的物质,是硬度紧次与它的刚玉的140倍,是石英的1100倍,其无与伦比的硬度可想而知,所以被誉为“硬度之王”。

需要指出硬度和脆性以及韧性是不同的概念。在物理学中,硬度是指物质抵抗外来机械作用(如刻划,压入,研磨)的能力。脆性是指物质受到外力冲击作用易破碎的性质。韧性和脆性正好相反,是指物质受到外力撞击作用不易破碎的性质。虽然钻石是自然界最硬的物质,但脆性大,受撞击易破碎。所以在佩戴时也要注意避免掉在地上或受到猛烈的撞击。

天然金刚石

用金刚石粉琢磨后的透明金刚石又能呈现出极艳丽的色彩,因而成为世界上最昂贵的宝石,历代统治者都把它作为一种权势和富有的象征。现在,在英国有一根象征皇权的英王权杖,杖上就镶有一颗称为“非洲之星”的世界上最大的钻石;在国王的王冠上,则镶有一颗象征至高无上皇位的世界第二大钻石。这两颗钻石就是用金刚石琢磨而成的。

1797年,英国人坦南特经过研究,发现制造铅笔的石墨和金刚石一样,也是由纯碳组成的,它们的不同,是由于有不同的晶体结构。通过X光可以看到,在金刚石晶体中,碳原子排列成空间的棱锥形的结构,它的每一个方都有相同的硬度。而石墨中的碳原子排列成一片片平面的六角形结构,片与片的结合力微弱,所以石墨很容易裂成薄片。从那以后,科学家开始了用碳(石墨)制造人造金刚石的艰难历程,一直到1955年这一愿望才初步得到实现。但是,金刚石现在的主要用处却不再是用来做宝石,由于它是人们已发现的一种最坚硬的物质,已被用来作为制作切割、钻孔、研磨等工具的非常重要的工业材料。

目前,金刚石年产量(包括天然和人造)已达1亿克拉(20吨)以上。但令人惊讶的是,不管什么金刚石都是由碳原子组成的。碳可以说到处都有,但只要碳一成为金刚石,它就立即身价猛增亿万倍,连国王对它也会垂涎三尺。

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