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疯狂石头|钻石(纯技术贴,干货,慎入)

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    2023-2-1 09:26
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    [LV.6]常住居民II

    发表于 2016-2-4 10:00:39 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    本帖最后由 刘萝卜锅 于 2016-2-4 10:00 编辑

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    疯狂石头|钻石



    什么是钻石?它怎么来的?在哪儿能找到?怎么加工它?怎么分好坏?



    一、钻石是什么


    钻石,指的是工艺品,它的原料,叫金刚石。
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    △金刚石琢磨以后才是钻石
    金刚石这种矿说起来高大上,不过从元素上讲,它只是“碳”。碳、石墨这些黑乎乎的东西本质上和钻石一样,它们最大的区别,只是碳原子小伙伴们站的队形不一样。
    各种队形混杂,随便结成一团团,“无定形”的,咱就管它叫原名:碳。队形比较统一、有规则的结晶体的,都有昵称,比如:
    03.jpg
    碳原子排成六边形,单层,一小片一小片的,这样一个个小团伙搞在一起,就是世界上最软的矿石——石墨。因为够软,所以可以当润滑剂。为啥最软呢?因为那些小片之间距离大,小团伙之间凝聚力小,所以很容易分崩离析。
    04.jpg
    △石墨矿。铅笔芯神马的就是石墨制成。
    但是,每一个小团伙——也就是每一小片却相当结实,因为小伙伴们站成这种队形,是很难拆开的。
    所以,如果能把小团伙变成大团队,也就是把这种结构做成单层的大片,那就是传说中的石墨烯。
    05.jpg
    △石墨烯
    如果每个碳原子都牵手周围四个同类小伙伴,排成立体队形,那就成了世界上最坚硬的矿石——金刚石。
    06.gif
    金刚石那么坚硬,那么透明,全拜碳原子的队形所赐。
    07.jpg
    △在几内亚发现的世界第十大钻石,142.96克拉。
    既然变个队形就逼格激增,那我们是不是可以随便找点碳来,让它们按标准队形站成金刚石呢?
    当然没那么容易。地质攻城狮告诉我们:

    二、金刚石是怎样炼成的

    首先,要有碳。
    其次,要有压力。多大压力呢?4.5至6.0Gpa,相当于地下150-200公里那个深度的压力。
    第三,要有高温。1100至1500℃。什么概念呢?这个温度可以轻松融化铜。铁的熔点是1535℃,金刚石的熔点是3550℃。
    目前开采的金刚石矿,大部分是两个时期形成的:33亿年前,或者12-17亿年,比如南非的一些钻石年龄是45亿岁,而地球的年龄,大约是45.4亿岁。所以金刚石也是世界上最古老的宝石了。
    第四,要有时间。在高温高压下,碳原子们需要慢慢排兵布阵,才能站成质量好、颗粒大的金刚石。
    陨石撞地球也能产生高温高压,如果恰好撞在碳多的地方,也可以搞成金刚石,但这种钻石质量体量都不行,不值钱。一般的人工合成钻石也是这种速成品,不值钱。人工也可以合成宝石级的克拉钻,不过,目前成本高于天然钻石的售价。另外,由于人工生产钻石需要籽晶,或者催化剂之类,所以它与天然金刚石还是有细微区别的。
    说起各种人造钻石技术,不得不佩服人类真是脑洞大开,比如最原始的:把碳扔进铁水,再把铁水扔进水里,铁遇冷急速收缩,里面的高温却还在,这样形成了高温高压,一部分碳就升级成了金刚石。

    三、什么石头里能找到金刚石

    找金刚石,主要瞄准两类岩石:橄榄岩类,榴辉岩类。但要找值钱的金刚石,只有橄榄岩类。
    而含金刚石的橄榄岩,目前有两种:金伯利岩、钾镁煌斑岩。
    一种是火山岩,金伯利岩。含大量碳酸气等挥发性成份,偏碱性,常常含有橄榄岩、榴辉岩碎片,主要矿物成份包括橄榄石、金云母、碳酸盐、辉石、石榴石等。这种岩石首先在南非金伯利被发现,故名之。
    08.jpg
    △金伯利岩
    另一种也是火山岩,钾镁煌斑岩。属于过碱性镁质火山岩,主要由白榴石、火山玻璃形成,常含辉石、橄榄石等。
    09.jpg
    △钾镁煌斑岩
    瞧,这两种岩石有个重要的共同点:都是火山爆发产生的。它们生于地层深处,火山活动时,随岩浆拱到上层来,所以矿体一般呈管状,俗称“管矿”,一根根的。这些岩石要是露出地表,历经风雨,石头慢慢破碎了,坚硬的金刚石就自由了,所以,才有了在田边地头、山脚河床捡到金刚石的传说。

    四、拿什么打磨钻石

    金刚石世界最硬,它的摩氏硬度是10,摩氏硬度的10个级别不是等差划分的,金刚石比排名第二、硬度为9的蓝宝石硬5000倍,啥意思呢?就是相同的设备条件,磨掉相同大小的一块,如果蓝宝石需要1小时,那么钻石就需要5000小时。
    所以,就算是拿排名第二的蓝宝石来磨金刚石,也好比是豆腐磨砖头。
    那,钻石是拿什么打磨出来的呢?满世界找,当然只有金刚石自己才有这个能力。然而,硬度一样,磨起来岂不是两败俱伤?如果真是这样,那也是没办法的事。
    不过,幸好,上帝是个人性化的设计师,在设计金刚石时,贴心地让它在不同方向上硬度不同,这叫“差异硬度”。有了差异硬度,就方便人类加工钻石了。具体做法是,用金刚砂最硬的方向打磨钻石,所选的刻面,当然要避开最硬的方向。

    五、金刚石怎么分好坏

    钻石的折射率是2.42,色散0.044,在非金属矿中光泽最强,这是金刚光彩和火彩之源。
    钻石集高折射、强色散、最硬于一身,所以被聪明的商人定义为坚贞、权力,象征爱情、地位,“宝石之王”的名号当之无愧。
    只要是钻石,硬度都一样,那么,怎么分出高低贵贱呢?主要有几个指标:
    1、颜色。
    纯净、碳元素队列完美的钻石是无色透明的。有颜色的,那是因为有杂质。不过,如果杂质掺得好,反而可以提高身价。
    钻石里掺进去少量的氮,就会微微地看出浅黄、淡褐、微灰的感觉,这种钻石和无色钻石产量最大,称之“无色—浅黄”系列。这个系列的钻石,颜色越淡、越匀越好,无色为最高。国际标准分了32级,很微妙,须专业鉴定才搞得准。
    另一个系列就是“彩色”系列,是由于晶格错位,或者掺有硼、氢等元素,于是有了颜色,有黄、橙、红、粉红、蓝、绿、紫、茶、黑等色,这种钻石产量少。红钻最少、最珍贵,据说全球有史以来一共才发现了5颗,其中“汉考拉”只有0.95克拉,在1987年卖了88万美元。蓝钻也很值钱、绿钻也是稀有品种。
    10.jpg
    △世界名钻“希望”,因为拥有过它的多位主人遭受噩运而名声不太好。
    2、净度。
    就是钻石的纯净程度,当然是越纯越好。有杂质、有瑕疵,影响钻石的价值,杂质和瑕疵越大、越明显,就是净度越差,价格也就越低。发现瑕疵难度不大,一般用10倍放大镜观察就好。净度的国际标准分5大级10小级。
    11.jpg
    △有杂质的钻石。
    3、重量。
    国际惯例,钻石重量用“克拉”,1克拉=0.2克。也就是说,2500颗1克拉的钻石能凑1市斤。小于1克拉的钻石可以用分计算,1克拉=100分,这样,0.12克拉的钻石就可以叫12分了。由于生长条件很苛刻,所以,对钻石来讲,长大是一件很困难的事。因而,钻石重一点点,价格就相差很多,如果是整数克拉和不足整数克拉之差,则价差更大。因此,虽然克拉已经是个很小的单位了,钻石重量的记数也要精确到小数点后第二位,并且第三位的取舍原则是“八舍九入”,比如,。0.998克拉,记作0.99克拉;0.999克拉,才可记作1克拉。
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    目前,已发现的世界最大钻石是库利南,1905年1月21日发现于南非普列米尔矿山,它纯净透明,淡蓝色调,无瑕疵,为最佳品级,重3106克拉。
    美国一家公司拿到了库利南的加工订单,他们研究了6个月后,才确定加工方案:库利南被切割,磨成了9粒大钻石和96粒小钻石,总重量1063.65克拉,为库利南原重的 34.25%。其中最大的一粒名叫“非洲之星Ⅰ”,530.2克拉,镶在英王的权杖上。
    13.jpg
    △英王权杖上的非洲之星
    第二大的叫做“非洲之星Ⅱ”,方形,317.40克拉,镶在哪儿呢?请选择:

    1、法国国王的王冠
    2、英国国王的王冠

    3、德国国王的王冠
    上期答案:
    14.jpg
    1号是C货。理由:绿色顺着缝走成了蛛网状,显然是B了又C的。






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