钻石的宝石学性质是什么?钻石的摩氏硬度,密度,折射率,双折射及色散

Question

钻石的宝石学性质是什么?
钻石的摩氏硬度,密度,折射率,双折射及色散

Answer 1

钻石的性质
用宝石金刚石琢磨成的钻石,在全世界被誉为“宝石之王”,它的价格极为昂贵,也最引人喜爱.钻石之所以能获得这种高贵的地位,与它那优越的物理、化学性质有关.
首先是金刚石那无比的硬度,为摩氏硬度10,是宝石中最硬的,也是目前世界上最硬的物质.目前,还没有任何物质能划伤它,也没有任何灰尘微粒能磨毛它.因此,钻石的磨光面永远光亮如镜,这是其它宝石无法比拟的优点.
宝石的磨光面,当然是越光亮越好,这表明对光的反射能力强.而宝石的反射能力又与它的折光率有关,折光率越大,反射力也越大,磨光表面也就越亮.
绝大多数透明矿物,折光率都在1.80以下,而金刚石的折光率高达2.4.钻石的磨光面上特别晶莹闪亮,就是折光率高的原因.除折光率高外,金刚石的“色散”也很大.所谓色散,既折光率的大小随着光的颜色而改变,当白光射入钻石后,由于不同的色光折射率不同,长波的红光和短波的蓝光会分开,经过内部的多次反射再透出钻石时,不同的色光分离得越来越远,同时钻石的反射能力又强,于是会呈现象彩虹一样的美丽光芒.如果转动钻石,或观察者移动,会发现钻石上的彩色光芒能迅速改变,闪烁不定,异常迷人.
硬度极高,折光率大,色散强烈,是所有金刚石都具有的性能,可并不是所有的金刚石都是宝石.在世界采到的天然金刚石中,只有约20%能够上宝石级,既属于“宝石金刚石”,余下的绝大多数只能供给工业上使用.金刚石能否达到宝石级,主要取决于它的透明度和颜色.凡是不够透明,有大量包体和裂纹的金刚石,都不能作宝石原料.颜色要求无色,其它深色而又透明者,如红、蓝、鲜绿、金黄、粉红等,都因极为罕见而成为珍品.另外,金刚石的化学性质极其稳定,就是泡在强酸强碱溶液中煮沸,也不会发生变化.
在结晶学中,金刚石属于等轴晶系,在自然界中长成的金刚石晶体,在完整时都是三向等长的.金刚石的理想晶形有八面体、菱形十二面体、立方体和聚形晶.在八面体的晶面上常具有倒三角形的蚀象（即小凹坑）,这种倒三角形小凹坑是金刚石晶体的特征,可作为识别金刚石的依据.
金刚石在自然界中产出时,它的晶形并不那样完美,而经常是形状不规则的晶体碎块.因为金刚石具有明显的解理,容易沿解理缝裂开.例如在1905年发现的世界上最大的宝石金刚石“库利南”,虽然重达3106克拉,可仍是更大一个晶体裂下的碎块.宝石金刚石之所以珍贵,是因为能达到宝石级的金刚石很稀少,至于大粒的宝石金刚石就更为罕见.人类利用金刚石作为装饰品已有两千年的历史,而用现代化的方法大规模开采也已有一百多年.可是所发现的重量超过100克拉的宝石金刚石总数却少于2000粒,可见它的稀罕难得.
未经加工琢磨的宝石金刚石,并不十分美观,仅在它的天然平滑晶面上有着较亮的金刚光泽,但也并不闪烁夺目.因为金刚石是世界上最硬的物质,最初没有任何磨料可以研磨它,直到公元1455年,才由荷兰人发明了用金刚石的细粉来加工琢磨的宝石金刚石的方法,这才使世界上出现了光彩夺目的“钻石”.用金刚石粉琢磨金刚石仍是一种高度的技术,并有着许多外人难以知晓的经验和秘密.因此,宝石金刚石的琢磨费用极其昂贵,有时甚至达到宝石价格的1/3和1/2.
到了本世纪60年代,经过用现代光学原理的计算设计后,才有了一种较理想的钻石琢磨式样——标准圆钻.凡是琢磨成标准圆钻式样的钻石,所有投射在钻石表面及射入内部的光线,最后一定被全部反射向上,由顶面及上部斜面射出,并且会因为有色散,而使射入的白光在射出时分解成红、蓝等彩色光.这样钻石表面闪烁着光彩夺目的彩色光芒,异常美丽.
在加工琢磨金刚石时,不仅希望采用最佳式样,还要考虑使磨成的钻石保留下最大的重量.如果金刚石的形状特殊,硬要磨成标准圆钻,会使重量损失过多,这时就要采用其它的琢磨式样.