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坚硬的金刚石

时间:2011-01-16 11:09 来源:未知 作者:地理教师 责任编辑:地理教师
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晶莹美丽的金刚石是自然界中最硬的矿物,它也是一种宝石,但天然含量稀少,因此被人们尊为“宝石之王”。经加工以后俗称“钻石”。在国际市场上,经过加工后大于 1 克拉的普通钻石,每克拉售价达数千至上万美元;如果是优质钻石,每克拉售价可达数万美元。假如是珍贵的红色钻石,其成交价则高达每克拉几十万,甚至上百万美元。说到这里请你注意,1 克拉仅有 1/5 克,可见,金刚石,尤其是优质金刚石,是极其珍贵的。

    金刚石虽然如此贵重,但其中的大部分并不是被作为宝石用于人们的装饰,目前天然金刚石的 85%,人造金刚石的 100%,都消耗在工业生产上。这是为什么呢?这主要是因为,金刚石有一副任何材料都无法与之匹敌的钢筋铁骨!

    纯净的金刚石是无色透明的。不过,由于金刚石一般都含有一些杂质,所以就有了蓝、粉红、蓝白、绿、黄棕褐、灰、黑等颜色。根据金刚石的用途不同,一般把金刚石分为宝石金刚石和工业金刚石 2 种。出乎我们意料之外的是,工业上对金刚石的要求,和宝石金刚石正好相反。宝石金刚石中晶体颗粒越大,杂质越少的越贵重,而那些颗粒小,不透明黑色的金刚石,通常被认为是最不值钱的。可是,就是这些在宝石金刚石中被看不上眼的“黑小个子”,在工业上却被认为是最好的金刚石。这是怎么回事呢?这是因为金刚石虽然硬但却很脆,很易破裂,晶体越大的金刚石越不结实的缘故。

    金刚石最突出最重要的特性,就在于它的坚硬。经测定,它的硬度比红宝石高 150 倍,比水晶高 1000 倍,它是世界上最硬的材料。也正由于此,它在工业上有着十分重要的用途。

    金刚石最常见的用途,就是制做用于划玻璃的玻璃刀。不过,用金刚石做玻璃刀,用量毕竟十分有限。在生产中,消耗金刚石最多的部门,是机械工业和地质钻探。

    在机器制造工厂,用车床切削金属时,要用各种车刀。用金刚石做成的车刀,在高速切削时,具有万夫不当之勇。一把金刚石车刀安装在车床上切削工件,能行进 1968000 米而不卷刃;可是一把硬质合金车刀,却只能行进34000 米。据研究,金刚石刀具比碳氏钨耐用 68 倍,比高速工具钢耐用 246倍,能切削任何特硬材料。特别是切削诸如红、蓝宝石,单晶硅、光学石英等很硬的材料时,就非金刚石车刀莫属了。金刚石真不愧为攻无不克、战无不胜的“常胜将军”!

    有意思的是,金刚石还善于切削特软而有弹性的材料,如橡胶、塑料等制品。用金刚石车刀切削塑料,比用硬质合金车刀可提高工作效率 900 倍以上。

    我们的眼睛,是无法看到地底下的情况的。地质人员根据地表的实际观察,理论的研究,从而推断地下某一地方可能有矿。可是为了验证推断是否正确,就需要将地底下的岩石或矿石取出来看一看。怎么取呢,这就需要钻探。钻探就要用钻探机,在钻探机的钻头上,常常镶着许多金刚石。钻探机上安了金刚石钻头,那真是如虎添翼,它能毫不费劲地攻破顽石,凿穿地层,带着人们的希望向地下宝藏进军。用金刚石钻头钻探,远比用硬质合金钢钻头钻进速度快,而成本低。

    细粒金刚石是极好的磨料。用金刚石粉琢磨宝石金刚石几乎是唯一的方法。用金刚石碎屑制成的砂轮,可用于各种仪器的精密加工。
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