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陜西天然金剛石的工藝特性及主要用途
作者:admin 發(fā)布日期:2019/7/25 關(guān)注次數(shù): 二維碼分享

陜西天然金剛石的工藝特性

(1) 力學(xué)性質(zhì)

硬度:金剛?cè)皇悄壳耙阎越缰凶钣驳奈镔|(zhì),其相對硬度(莫氏硬度)為10,顯微硬度(正方錐壓入法)為98588MPa。金剛石絕對硬度是石英的1000倍,是剛玉的150倍。金剛石的產(chǎn)地、礦床、顏色不同,其硬度不同。同一金剛石不同晶面上硬度也不同。

脆性:金剛石雖然很硬,但性脆,在一定的沖擊力下會沿晶形解理面裂開。金剛石的脆性與晶體的內(nèi)應(yīng)力、裂縫及其它缺陷有關(guān)。晶體的內(nèi)應(yīng)力愈大,具有裂縫和其它缺點的晶體,在較低的沖擊下就能被劈開。

密度:金剛石的密度一般為3.47~3.56g/cm3,質(zhì)純、結(jié)晶完好的金剛石密度為3.52g/cm3。金剛石的顏色不同,晶體中包裹體的種類和數(shù)量不同,密度也不同。

解理:金剛石具有平行(111)面的中等解理和平行(110)、(221)面的不完全解理。

斷口:金剛石的斷口具有很復(fù)雜的結(jié)構(gòu),但常以貝殼狀或參差狀為特征。


(2)  光學(xué)性質(zhì)

顏色:純凈的金剛石無色,但比較少見。多呈不同顏色,如黃色、綠色、棕色、玫瑰色、藍(lán)色、灰色、黑色等。金剛石的顏色與所含雜質(zhì)及結(jié)構(gòu)缺陷有關(guān)。

光澤:金剛石常具有金剛光澤,但少數(shù)為油脂光澤、玻璃光澤,甚至無光澤。這是由于長期的化學(xué)腐蝕、射線影響、外來物質(zhì)侵入以及表面為其它物質(zhì)覆蓋等所致。

透明度:純凈的金剛石晶體是透明的,但有些金剛石為半透明,甚至不透明。

折光率:純凈者達(dá)2.40~2.48,在透明礦物中折光率最高。折光率愈高,對光的反射力愈強。經(jīng)過特殊設(shè)計和加工的金剛石,可以把射入各個面和射入內(nèi)部的光線幾乎全部反射出去。

色散性:金剛石具有高度的色散性,其色散系數(shù)達(dá)0.063,也是透明礦物中的最大者。色散系數(shù)愈大,分光效果愈好。當(dāng)一束白光射入琢磨好的金剛石中時,因色散效應(yīng),可分成不同顏色的光,使得金剛石光彩奪目。

異常干涉色:等軸晶系礦物在正交偏光鏡下的干涉色應(yīng)為黑色,但很多金剛石呈異常干涉色,如灰色、黃色、粉紅色、褐色等。

發(fā)光性:金剛石在陰極射線下發(fā)鮮明的綠色、天藍(lán)色、藍(lán)色熒光;在X射線下發(fā)中等亮度或較微弱的天藍(lán)色熒光;在紫外線下發(fā)鮮明或中等亮度的天藍(lán)色、紫色、黃綠色熒光;日光曝曬后在暗室里發(fā)淡青藍(lán)色磷光。


(3)  熱學(xué)性質(zhì)

熱導(dǎo)率:金剛石是較好的熱良導(dǎo)體,其熱導(dǎo)率不等,一般為138.16W/(m.K)。Ⅱa型金剛石熱導(dǎo)性特別好,在液氮溫度下為銅的25倍,室溫下為銅的5倍,具有超導(dǎo)熱性。

熱膨脹性:金剛石在低溫時線膨脹系數(shù)極小,隨溫度升高線膨脹系數(shù)迅速增大。

耐熱性:金剛石在純氧中燃點為720~800℃,在空氣中燃點為850~1000℃,在純氧中2000~3000℃轉(zhuǎn)化為石墨。金剛石燃燒時火焰呈藍(lán)色。


(4)  磁電性能

磁性:純凈的金剛石為非磁性,當(dāng)含有磁性包裹體時具有一定磁性。

電導(dǎo)率:一般情況下,金剛石是電的不良導(dǎo)體,電導(dǎo)率小,為0.211×10-14~0.309×10-13S/m。隨著溫度的升高,電導(dǎo)率有所增大。2b型金剛石具有良好的半導(dǎo)體性能。

光電導(dǎo)性:當(dāng)用波長為2100×10-7~3000×10-7mm的紫外線照射金剛石時,發(fā)現(xiàn)金剛石中有光電流。當(dāng)用紅外線和紫外線同時照射時,其光電流增大近2倍。在同樣情況下Ⅱ型金剛石的光電流比Ⅰ型金剛石大若干數(shù)量級。

介電常數(shù):金剛石的相對介電常數(shù)在15℃時為16~16.5,其數(shù)據(jù)隨測定時的電場強度、頻率和室溫而異。

摩擦電性:金剛石與玻璃、硬橡膠、有機玻璃表面摩擦?xí)r均產(chǎn)生摩擦電荷。摩擦電荷的符號為正,大小隨摩擦?xí)r間而異。當(dāng)摩擦?xí)r間60s時,摩擦電荷約為+3×10-9~10×10-9C。


(5)  表面性質(zhì)

金剛石表面具有較強的親油性,其新鮮表面潤濕接觸角為80~120°。自然界中的金剛石表面往往被污染,因而潤濕觸角變小。


(6)  化學(xué)性質(zhì)

金剛石具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性,耐酸、耐堿,高溫下也不與濃的HF、HCI、HNO3反應(yīng)。只有在NaCO3、KNO3的熔融體中,或與K2Cr2O7和H2SO4的混合物一起煮沸時,表面才稍微有氧化。


主要用途

金剛石的主要用途可分為裝飾品用和工業(yè)用兩大方面,分述如下:

對裝飾用的金剛石質(zhì)量要求很高。要求晶形完整,無色或色彩鮮艷,透明度高,無裂隙和雜質(zhì)。一般晶體愈大,價值愈高。顏色愈淡,價值愈高。對彩色金剛石來說,色調(diào)愈濃,價值愈高。

工業(yè)用金剛石:對于Ⅰ型金剛石,主要是利用它的高硬度、高耐磨性。對于Ⅱ型金剛石,主要是利用它的良好的導(dǎo)熱性和半導(dǎo)體性能。工業(yè)用金剛石的主要用途如下表。

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