发信人: k_xiaoyao()
整理人: k_xiaoyao(2001-05-09 15:41:43), 站内信件
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送交者: alal 于 March 26, 2001 02:47:59:
金刚石产量过低,工业中又大量需要,因此人们从研究金刚石结构开始,设计合成了多种高硬度的化合物.
金刚石中的相邻碳原子以sp3杂化轨道成键,简单一点来说,就是对一个碳原子来说,相邻的四个碳原子处于正四面体的四个顶点. 这种结构各向对称,因而强度很高. 具相同结构的很多其他物质,天然的如石英,红宝石硬度都很高.
但从键能的角度来说,碳碳sp3键强度并不高, 甚至低于石墨分子中含pi共轭的碳碳sp2键(但石墨分子层间作用力很弱,所以硬度很低). 氮与硼也可以形成sp3杂化轨道,氮硼化合物中氮原子多余的一对电子,硼原子正好多余一个空轨道, 由于硼氮键强于碳碳键,因此氮硼化合物强度很高,多数在莫氏硬度9至10间,即仅次于金刚石. 其中1957年合成的一种名为borazon的氮硼化合物硬度大于10,是目前最硬的物质. 人工合成具类似结构的还有碳氮,碳硅化合物,单晶硅等,硬度都很高.
近来,又有人设计提出了完全不同与金刚石的结构, 一种由20或28个原子组成的笼型结构, 按此结构合成的硅晶硬度与四面体结构的硅晶相仿. 因此预计此结构的碳结晶其硬度与金刚石相近,如果在此结构中心加入适当金属,有可能使其硬度超过金刚石.
另外人工合成宝石级金刚石是最近几年的事,投入市场的更少,人们常说的"水钻"实际上只不过是折射率较高的铅玻璃. 人工金刚石合成的技术正在提高,目前仅由于其结晶成长带来的特征造成紫外下有荧光这一点区别. 这是让钻石托拉斯De Beer头疼的事,他们的对策正如舟子所说是在每一颗天然钻石上打商标.
所以,如果你花数倍的价钱给女友买以天然钻戒的话,千万记得买一个放大镜拴在上面,这样她埋怨钻石没别人的大没别人的漂亮时,你至少可以骄傲地让她看上面的商标,只希望那个商标的的确确刻在一颗天然钻石上.
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