钻石基本性质.ppt

钻石的基本性质,赵甫峰（CGC）2008.10,名钻的介绍1、世界最大的钻石“库里南钻”库里南钻1905年1月25日在南非发现，以库利南爵士的名字命名，称为“库利南钻石”。重3106克拉，体积约为56.5l0cm。仅为原完整晶体的三分之一，由它制作出了9颗大的和100颗较小的钻石。,“库里南号”，也称为非洲之星，为水滴形，重达530.02克拉，是世界上最大的成品钻石，目前被镶在英王的权杖上。“库里南号”是一颗切角的长方钻，重317.4克拉。镶在皇后的王冠上。“库里南号”为梨形钻，重95克拉；“库里南号”为方形钻，重64克拉。,库里南号（Cullinan）又称“非洲之星”,“库里南号”重530.2克拉,国王的权杖,“库里南号”重317.4克拉,“光明之山”钻发现于1302年，原石重800克拉，第一次切磨重186克拉，英国女王得到它之后，将它重新琢磨，重108.93克拉。镶于英国的皇冠之上。,2、世界上最古老的钻石“光明之山钻”,3、摄政王钻(Regent)摄政王，发现于1701年，摄政王原重410克拉。琢磨后成为302519mm，重136.9克拉的钻石。法国大革命后，拿破仑拥有了这颗钻石，将它镶于剑柄之上。如今，摄政王钻陈列于法国巴黎卢浮宫历史博物馆中供观赏。,南非之星：4755克拉,4、“南非之星”南非之星 拯救南非经济的钻石“南非之星”重47.55克拉，无色，梨形琢刻形状，原产于南非，是一颗极优质的净水钻，原钻石重83.5克拉。,5、噩运之钻希望 1642年发现于印度西南部，重112克拉，它具有极为罕见的深蓝色。“希望”重45.52克拉，具有权其罕见的深蓝色。,该钻石充满了奇特和悲惨的经历，它总是给它的主人带来难以抗拒的噩运，所以称之为噩运之钻,常林钻石,目前我国现存发现的最大钻石为常林钻，是1977年12月21日，山东临沐县发山公社常林村的一位女农民在耕地时发现的，重157.77克拉，呈八面体，质地洁净、透明，淡黄色。,中国最大的钻石曾是“金鸡”钻石，也发现于该地 区，重21775克拉，但在二战期间被日军掠走，至今下落不 明。,世界十大钻石原石,世界十大成品钻石,戴比尔斯公司简介 De Beers consolidated Mines，Ltd 中文名称：戴比尔斯联合矿业有限公司 1888年成立，世界最大的钻石矿业公司，库存钻石量约40亿美元，控制全球钻石的供给和价格体系。世界著名的钻石切磨中心：纽约、安特卫普、特拉维夫、孟买,历史上世界产钻石前五名的国家：澳大利亚、刚果、博茨瓦纳、俄罗斯、南非共和国。整个非洲产量约占世界的一半，其中中非南非约占非洲的80%.自上世纪九十年代至今，在加拿大西北部Point Lake地区发现100多个岩管，估计占全球钻石产量的 15-20%，可占世界产量的前五位。,钻石的基本性质,赵甫峰（CGC）2008.10,钻石的基本性质,一.钻石的成分结构及晶体形态二.钻石的力学性质三.钻石的光学性质四.钻石的热学和电学性质五.其它性质,一.钻石的成分结构及晶体形态,1.化学成分和分类 主要成分C，其质量分数可达99.95%次要成分有N、B、H，微量元素有Si、Ca、Mg、Mn、Ti、Cr、S 惰性气体及稀土稀有元素，达50多种，次要组分决定了钻石的类型、颜色及物理性质。,型和型钻石,二.钻石的结构及晶体形态1.原子结构：钻石成分为C，C6 1S22S2P3 C-C原子以共价键的形式相结合，形成SP3杂化，SP3杂化轨道恰好为四面体形式，所以钻石碳原子则以四面体方向分布。每个碳原子就有4个共价键,组成了具有四个角相等的正四面体，形成一个钻石晶胞，四个角的碳原子也成为其它四面体晶胞的一部分。,碳原子的四面体示意图,钻石整个结构可以视为以角顶相连接的四面体结合,规则重复和三维排列。等轴晶系，具立方面心格子。,钻石的晶体结构,2.晶体形态：a.单体常见单形有八面体、菱形十二面体和立方体,上左：菱形十二面体上右：立方体下：八面体,b.形态不规则的钻石 生长速度或生长空间受到限制；原始晶体受到岩浆熔蚀或溶解；构造应力或机械破碎作用,不规则形态的钻石晶体,由二个或更多的单形晶体组成，钻石中八面体与菱形十二面体的聚形多见。,合成钻石八面体和立方体的聚形,八面体与菱形十二面体钻石聚形,c.聚形,合成钻石立方体与八面体的聚形多见，很少见到菱形十二面体。,d.双晶,两个或两个以上单晶按一定的对称方式生长在一起，形成的规则连生,分为接触双晶和穿插双晶。,八面体晶体,双晶八面体,3.表明特征a、三角凹痕与三角座（方向）,c.纹理,生长阶梯,b.生长阶梯,八面体纹理示意图,立方体面纹理示意图,十二面体纹理示意图,指两个晶面的接合处形成的凹角，凹角大于180,在三角薄片双角中,纹理方向发生改变的地方称为结节,结节对于钻石加工来讲会产生困难。,d、结节,凹角顶端的纹理，形似青鱼骨刺纹，故称为青鱼骨刺纹。,e、凹角和青鱼骨刺纹,二.钻石的力学性质,1.解理 指宝石沿某些方向裂开并留下或多或少平坦断面（鉴定、加工、品质）。,同等强度键产生的解理情况,2.硬度 宝石对刻划的难易程度，承受摩擦的能力以及抵抗更硬物质压力的能力(切工、鉴定、耐久)。,钻石晶体方向性的差异硬度,立方体网面平行边的方向硬度低于对角线方向。菱形十二面体网面平行长方形短边方向硬度低于长边方向。八面体网面角形各边垂直方向硬度低于平行边的方向。不同晶面硬度不同,3.韧性和脆性（保养、加工）,韧性与硬度不同，如果钻石用老虎钳挤压时钻石很坚固，可抵抗很大的压力。然而不经撞击，若重击则易于破碎，即钻石相当脆性。软玉的硬度为6.5，然而由于多晶质的交织结构，韧性大于钻石。,4.密度,由于原子结构的堆积不同，相同体积的不同材料,质量不同（选钻、鉴定）。,钻石的密度(S.G)3.52 很稳定,三.钻石的光学性质,1.颜色无色至浅黄（褐、灰）色系列：包括无色、微黄、微褐、微灰色；彩色系列：包括黄色、褐色、红色、粉红色、蓝色、绿色、紫罗兰等。彩钻是由于少量N、B、H进入晶格，形成各种色心而呈色；或是因为晶体塑性变形产生位错、缺陷，对某些光的吸收而使钻石呈色。,（1）黄棕黄色钻石的颜色是由于N原子代替C原子而产生的（N、N2、N3、Nn）；（2）蓝色钻石：不含N，含B，属b型。少数含H的钻石也可呈蓝色。（3）粉红色和褐色钻石：晶格变形产生颜色。这种晶格缺陷在极端情况下形成紫红色。（4）绿色或蓝绿色钻石：通常是由于长期天然辐射作用而形成。（5）黑色：集合体，包体及裂隙,彩色钻石,2.折射率、反射率、光泽 钻石的折射率为2.417（临界角为24.5），反射率为17%，石英的折射率为1.54，反射率4.5%。钻石具有较强的反射率，因此能产生较强的亮度。宝石的反射率可以换算,折射率越大反射率越大。(加工、鉴定),在偏光镜 下,有些钻石具有异常双折射现象，是由某种形式的应变引起。具异常双折射的钻石，会给加工带来困难。,3.色散（火彩）,当白光通过透明的斜面时，分解成它的组成波长，出现光谱色，称为产生色散。钻石：0.044,白光穿过棱镜折射而产生色散,白光通过内反射分解成组成色,有关宝石的色散值,4.发光性,钻石受电磁辐射（X-射线荧光，阴极发光，紫外荧光）发出的光称为荧光，物质离开辐射源后，继续发光成为磷光。,紫外荧光：用于测试的宝石紫外光的波长分别365nm和254nm。,霍普钻石（希望钻石）发很壮观的带粉红色色调的红色磷光，,许多钻石在紫外光移开后发出磷光,不同强度的荧光可帮助鉴定群镶钻石及仿制品,5.光谱 钻石可见415nm、453nm、478nm、594nm吸收线。无色-浅黄色的钻石：415nm；褐-绿色钻石：504nm；有的钻石同时有415nm和504nm。,四.钻石的热学和电学性质,1.热膨胀性 物质受热将朝各个方向膨胀。钻石的热膨胀性非常低，温度的突然变化对钻石的影响很小。不含包裹体的钻石在绝氧的真空中加热到1800度而后快速冷却，不会带来任何损害。但有裂隙或含有热膨胀性大于钻石的矿物包裹体，受热时将破裂。,2.导热性 导热性是物质将热从一个区域传向另一个区域的能力。钻石的导热性超过金属，II 型钻石的导热性比 I 型好，IIa 型导热性最好（电子、鉴定）。,热导仪,3.导电性 IIb型钻石中，由于结构中含硼杂质而导电。合成钻石加入了一定的金属元素，所以大多数导电，这点可以与其它性质与天然的钻石相区分。,五.其它性质,1.亲油疏水性（选钻）2.化学稳定性：1800/650；酸碱，热氧化剂,