钻石学3ppt课件.pptVIP

第三章? 钻石的结构及物理化学、光学性质 钻石(Diamond)在矿物学上称为金刚石，是在已知宝石矿物中唯一由单一碳元素组成的晶体。生活中所说的钻石是以天然矿物金刚石为原料加工而成的首饰或者装饰品。 ⅠaA，氮以2原子集合体即A集合体存在， 在ⅠaB型钻石中，氮以环绕一个空穴的4氮原子集合体即B集合体存在；许多钻石中同时含A集合体和B集合体，这类钻石被定义为ⅠaA/B 钻石的分类 (氮原子对) (N3中心) * * structure and physical, chemical, optical properties 一、钻石的晶体结构特征 三、钻石的分类 四、钻石的光学性质 二、钻石的物理性质 一、钻石的晶体结构特征 Crystal Structure 金刚石是以天然产出的以碳原子组成的具有立方面心晶体结构的一种矿物。 钻石、金刚石 钻石的晶体结构特征 Crystal Structure 金刚石和石墨的化学成分都是碳(C)，称“同素异形体”。碳原子以不同的方式键合。 石墨内部的碳原子呈层状排列，一个碳原子周围只有3个碳原子与其相连，碳与碳组成了六边形的环状，无限多的六边形组成了一层。层与层之间联系力非常弱，而层内三个碳原子联系很牢，因此受力后层间就很容易滑动。 钻石 石墨 （上图为钻石和石墨结构对比） 钻石的晶体结构特征 Crystal Structure 金刚石内部的碳原子呈“骨架”状三维空间排列，一个碳原子周围有4个碳原子相连，因此在三维空间形成了一个骨架状，这种结构在各个方向联系力均匀，联结力很强，因此使金刚石具有高硬度的特性。 钻石的晶体形态特征 晶体形态可分为两种类型：单形和聚形，单形为由同种晶面组成的晶体形态；聚形是由两种以上的晶面组成的晶体形态，聚形是由单型聚合而成。 聚形 单形 钻石的晶体形态特征 钻石常见有七种单形：八面体、菱形十二面体、立方体、三角三八面体、三角四六面体和四角三八面体。 钻石的晶体形态特征 钻石的双晶 双晶是两个以上同种晶体按一定的对称规律形成的规则连生。钻石常出现接触双晶类型，接触双晶是指双晶个体以平面相接触而连生在一起。 钻石的晶体形态特征 钻石的双晶 （由两个八面体构成的天然双晶钻石晶体） （由两个立方体构成的天然穿插双晶） 钻石的平行连生，金刚石晶体沿同一方向聚集在一起，但不是以双晶结合方式连生，内部构造是连贯的； 钻石的平行连生和多重生长 多重生长是指一个晶体是由两个或者更多晶体以互不相同的角度相互穿插而不是平行的生长到一起所产生的晶形，因此内部构造是不一致的，它也不属于双晶； 平行-交叉连生晶：由平行连生及交叉连生的聚合金刚石连生体组成。 钻石的平行连生和多重生长 二、钻石的物理性质 硬度 金刚石的摩氏硬度为10，是最硬的物质。 这种10级硬度是相对的。实际上它是硬度为9的刚玉的绝对硬度的150倍，比硬度为7的水晶大1000倍。 Physical properties 钻石的物理性质 Physical properties 各向异性 晶体不同方向硬度有一定差异(111)(110) (100) ……(用立方模型表示)。这给钻石的加工带来了方便。金刚石的高硬度保证了钻石的耐久，永不磨损。 钻石的物理性质 密度 金刚石的密度3.54g/cm3。若含杂质或裂隙，可能稍低约3.2。它的密度比一般的砂子(石英、长石，2.6-2.7)大，早先人们在淘金时，有时会淘出金刚石。在砂矿中采金刚石就用淘洗法。 Physical properties 鉴定：在重液（二碘甲烷，3.32）中钻石下沉速度慢于常见仿制品：钛酸锶 5.13，GGG 7.05，YAG 4.58，CZ 5.6-6.0，铅玻璃3.75。 解理 当金刚石晶体受到强大外力撞击时可能会沿一定的结晶方向裂开成一平面，这种性质就称为解理。 Cleavage 金刚石具有中等解理。这是钻石的唯一缺点。所以说钻石“不怕磨，但怕打(击)”，加工师可借此将钻石劈开。钻石具有八面体中等解理，解理发生在那些结合力较弱的面网之间，如面网间距较大者。 钻石的八面体解理（晶面上布满三角凹坑） 解理和生产纹 Cleavage 断口 受外力作用，在任意方向破裂并呈各种凹凸不平的 断面（如贝壳状、锯齿状），则称为断口，断口能在所有 晶质或非晶质宝石中出现。钻石的断口为阶梯状。 Fracture 钻石的崩断口呈阶梯形状 冒仿品的崩断口呈阶弯弧或贝壳型切口 韧性 韧性与硬度有关的性质，但不能混淆。韧性取决于宝石中原子的键合能力和宝石的晶体结构，是指矿物抵抗分裂