金剛石行業的定義及分類 |
金剛石定義:
金剛石俗稱“金剛鉆”。也就是我們常說的鉆石的原身,它是一種由碳元素組成的礦物,是碳元素的同素異形體。金剛石是目前在地球上發現的眾多天然存在中*堅硬的物質。金剛石的用途非常廣泛,例如:工藝品、工業中的切割工具。石(shi)(shi)墨可以在高(gao)溫、高(gao)壓下形成(cheng)人(ren)造(zao)金剛石(shi)(shi),也是貴重寶(bao)石(shi)(shi)。
金剛石分類:
石墨
金(jin)剛石和石墨不是同種物(wu)質,它們是由相同元素構成的同素異型體。 所不同的是物(wu)理結(jie)構特征。
二者的化學式都是C。
石(shi)墨原子間構(gou)成正(zheng)六邊(bian)形是平面結構(gou),呈片狀。
金剛石原(yuan)子(zi)間是立體(ti)的正四面體(ti)結構。
金(jin)剛石和石墨(mo)的(de)熔點比較
金剛石的(de)熔點是3550℃,石墨的(de)熔點是3652℃~3697℃(升華)。石墨熔點高于金剛石。
從(cong)片(pian)(pian)層內部來看(kan)(kan),石(shi)墨是原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)晶體;從(cong)片(pian)(pian)層之(zhi)間來看(kan)(kan),石(shi)墨是分子(zi)(zi)晶體(總(zong)體說來,石(shi)墨應該是混(hun)合型晶體);而金剛(gang)(gang)石(shi)是原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)晶體。石(shi)墨晶體的(de)熔點(dian)(dian)(dian)反(fan)而高于(yu)金剛(gang)(gang)石(shi),似乎不(bu)可思議,但(dan)石(shi)墨晶體片(pian)(pian)層內共價鍵(jian)(jian)的(de)鍵(jian)(jian)長是1.42×10-10m,金剛(gang)(gang)石(shi)晶體內共價鍵(jian)(jian)的(de)鍵(jian)(jian)長是1.55×10-10m。同(tong)為共價鍵(jian)(jian),鍵(jian)(jian)長越(yue)小,鍵(jian)(jian)能越(yue)大,鍵(jian)(jian)越(yue)牢固(gu),破壞它也(ye)就越(yue)難,也(ye)就需(xu)要提供更(geng)多的(de)能量,故而熔點(dian)(dian)(dian)應該更(geng)高。 (主要就是石(shi)墨的(de)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)晶體屬性導致它的(de)熔點(dian)(dian)(dian)變高)
人造石
人工合成金剛石的方法主要有兩(liang)種,高溫高壓法及(ji)化學氣相沉(chen)積(ji)法。
高溫高壓法技(ji)術已(yi)非(fei)常成(cheng)熟,并形成(cheng)產(chan)業。國(guo)內產(chan)量極(ji)高,為世界之*。
化學(xue)氣相沉積法(fa)仍主(zhu)要存在于實驗室中。
二氧化(hua)碳(tan)逆轉變(bian)成金剛(gang)石: 國內(nei)一(yi)家(jia)單位曾宣稱在(zai)440度的(de)低溫下即可實現這一(yi)轉變(bian),然(ran)而(er)相(xiang)(xiang)關(guan)論文(wen)一(yi)經發表即遭到他國相(xiang)(xiang)關(guan)領域專家(jia)的(de)強(qiang)烈質疑,而(er)且(qie)論文(wen)存在(zai)一(yi)稿多投的(de)現象,文(wen)中數(shu)據也(ye)有嚴重不(bu)妥。雖然(ran)相(xiang)(xiang)關(guan)人員在(zai)相(xiang)(xiang)關(guan)學術刊物中進行了(le)答(da)疑,此(ci)科(ke)研成果還(huan)是(shi)(shi)(shi)被質疑是(shi)(shi)(shi)國內(nei)科(ke)研造假又一(yi)案例。但是(shi)(shi)(shi)*終(zhong)不(bu)了(le)了(le)之。
納米金剛石
納米材(cai)(cai)料的(de)出現引起世界(jie)各(ge)國(guo)物理學家(jia)、化學家(jia)、材(cai)(cai)料學家(jia)及(ji)工(gong)程界(jie)、產(chan)業界(jie)廣泛注意(yi)的(de)新(xin)材(cai)(cai)料。本文對(dui)納米材(cai)(cai)料的(de)通(tong)性(xing)、金(jin)剛石的(de)基本性(xing)質、納米金(jin)剛石的(de)性(xing)質與應(ying)用前景、燒結型(xing)納米PCD的(de)聚結機(ji)理及(ji)性(xing)質進行闡述,提示了納米金(jin)剛石聚晶具(ju)有金(jin)剛石的(de)納米材(cai)(cai)料的(de)雙重特性(xing),提出了制(zhi)造納米金(jin)剛石聚晶的(de)可(ke)能性(xing)。
納米材(cai)料(liao),具的(de)(de)(de)(de)(de)1—100nm的(de)(de)(de)(de)(de)納米尺寸結(jie)(jie)構(gou),正(zheng)是由于這(zhe)種結(jie)(jie)構(gou),使得它具有(you)單個分子(zi)和體(ti)相材(cai)料(liao)之間的(de)(de)(de)(de)(de)特殊性。這(zhe)些年(nian)來,人們(men)對納米材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)已(yi)經(jing)滲(shen)透到許多研究(jiu)(jiu)領域(yu)。由于其所具有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)特殊結(jie)(jie)構(gou)和性質以及廣(guang)闊的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用前景越來越受到人們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)廣(guang)泛關注。納米結(jie)(jie)構(gou)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)已(yi)成為跨世紀材(cai)料(liao)學的(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)熱點(dian),這(zhe)種材(cai)料(liao)被譽為:“21世紀*有(you)前途(tu)的(de)(de)(de)(de)(de)功能材(cai)料(liao)”。
納米材料的性質——納米物質之所(suo)以表現出(chu)這些奇異的性能,主要是由于物質進入(ru)納米尺度(du)后表現出(chu)了一些宏(hong)觀物質不具備或在宏(hong)觀物質中可忽略(lve)的物理效(xiao)應(ying)。根據人們對納米顆粒的研究(jiu),這些效(xiao)應(ying)主要有(you)表面(mian)效(xiao)應(ying),量子尺寸效(xiao)應(ying),小(xiao)尺寸效(xiao)應(ying),宏(hong)觀量子隧道效(xiao)應(ying)等。