金剛石是碳在高溫高壓條件下的結(jié)晶體,是自然界最硬的礦物。其名稱來(lái)源于希臘文“Adamas”,意為堅(jiān)硬無(wú)敵。硬度是物體對(duì)外力侵入所表現(xiàn)的抵抗能力,也可以理解為在固體表面產(chǎn)生局部形變所需要的能量。根據(jù)作用方式不同,硬度可分為刻劃硬度和壓入硬度??虅澯捕确从车氖潜粶y(cè)試物體對(duì)抗另一硬物體尖端刻劃得能力。本文主要為大家闡述金剛石硬度解析及硬度影響因素。
摩氏(Mohs)硬度是一種在礦物學(xué)上廣泛應(yīng)用的刻劃硬度,以10種具有不用硬度的礦物為標(biāo)準(zhǔn),1、滑石;2、石膏;3、方解石;4、螢石;5、磷灰石;6、正長(zhǎng)石;7、α-石英;8、黃晶;9、剛玉;10、金剛石。
摩氏硬度在應(yīng)用于磨料硬度時(shí),又被擴(kuò)展,為15個(gè)等級(jí),1、滑石;2、石膏;3、方解石;4、螢石;5、磷灰石;6、正長(zhǎng)石;7、水晶;8、石英;9、黃晶;10、石榴石;11、熔融鋯氧;12、熔融礬土;13、碳化硅;14、碳化硼;15、金剛石。
影響硬度的主要因素有:晶體結(jié)構(gòu)中質(zhì)點(diǎn)間的聯(lián)合力,原子晶格鍵合力很強(qiáng),金剛石、碳化硼、氮化硼、碳化硅就屬于這種,離子鍵合力也不差,剛玉就屬于這種。晶型、堆積密度等。
金剛石礦物晶體構(gòu)造屬等軸晶系同極鍵四面體型構(gòu)造。碳原子位于四面體的角頂及中心,具有高度的對(duì)稱性。單位晶胞中碳原子間以同極鍵相連結(jié),距離為1.54(10-10m)。常見晶形有八面體、菱形十二面體、立方體、四面體和六八面體等。
金剛石莫氏硬度為10,顯微硬度為98654.9MPa(100060kg/mm2),絕對(duì)硬度大于石英的1000倍,大于剛玉的150倍。礦物性脆,貝殼狀或參差狀斷口,在不大的沖擊力下會(huì)沿晶體解理面裂開,具有平行八面體的中等或完全解理,平行十二面體的不完全解理。最硬的是由碳元素的同位素碳14所組成的金剛石是最硬的。
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