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第58部分(第1/4 页)

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能达到莫氏硬度的10度(最高级),无论从哪方面看都与天然金刚石豪无区别。即使使用最先进的导热仪和波谱仪也难以判断真伪。而最重要的一点是,使用了“氨苄亚基Σ”制作出来的金刚石,其重量可以达到50克拉以上!要知道,现有最先进的技术所能造出的金刚石,重量不超过3克拉,硬度也只有9。3度而已!

在天然物质中,金刚石的硬度最大,它美丽而透明,又光彩夺目,从远古时代起就引起人们的注意。在伦敦大不列颠博物馆中陈列着一座公元前5世纪由希腊人制作的青铜雕像,雕像的眼睛是用两颗金刚石做成的。由此可见,人们使用金刚石的历史有多么悠久。罗马时代著名的自然科学家普里尼在《自然的历史》一书中对金刚石作了高度的评价:“不仅在各种各样的宝石中,甚至把人类所拥有的物质财富都计算在内的话,金刚石也称得上世界上最贵重的东西。在很长的一段时间里,只有少数国王才拥有这种至为珍贵的宝石之王。”

关于钻石的形成有很多种传说,古印度人认为钻石是由水、火、气、土和能五种“元素”构成;而古希腊人则认为钻石是由水、土、火和气四种“元素”构成;中国佛经中记载“华言金刚,此宝出于金中”,即认为钻石是由黄金中提炼出来的;柏拉图认为钻石是有生命的,它是黄金的后代,更有趣的是亚里士多德的得意门生塞万提斯,它认为钻石还有男、女之分。

近现代科学技术、手段为探索钻石的形成提供的新思路和方法。1797年,英国化学家钱南把金刚石放在密封的用金子做的箱子里,使箱子里充满氧气。在金刚石燃烧后,测定箱子里气体的成分是二氧化碳。上述装置中,金是不会跟氧气反应的,那么,金刚石的成分只能是碳。钱南的实验结果使人们大吃一惊,构成这种晶莹透明宝石的化学元素竟然跟最普通的黑色煤中的元素一样。

碳元素在高温、极高压及还原环境(通俗来说就是一种缺氧的环境)中则结晶成珍贵的钻石。虽然理论上钻石可形成于地球历史的各个时期/阶段,而目前所开采的矿山中,大部分钻石主要形成于3亿年前以及12…17亿年这两个时期。由于钻石的形成需要如此漫长的一个过程,所以世界上金刚石的蕴藏量不多,主要出产于金伯利岩和钾镁煌斑岩中,这两种岩石在地球上也很少见。这两种岩石通常呈管状、脉状产出,每个岩管在地表的出露面积平均仅0。05平方公里,而地球的陆地面积有1。49亿平方公里!无论作为一种珍贵的宝石或者工业用品,金刚石的需求量远远超过开采量,因此,化学家和物理学家开始探索人造金刚石的制备方法。

虽然瑞典化学大师柏济力阿斯在1830年就对这一研究课题作出过评价:“这是具有和炼金学家一样的热情,但是可能是一种幻想的研究。” 穆瓦桑仍然在1892年开始研究起人造金刚石来。然而,虽然他勤奋而不楔,但是终他一生,穆瓦桑始终没有造出过有宝石特性的便宜的金刚石。

从此以后,化学家、物理学家和工程师们更加系统地研究人造金刚石出现的条件。不少化学家曾经在没有空气的条件下,加热金刚石到2000℃,它就会变成石墨。如果从反应可逆性的角度来考虑,似乎也有石墨转变成金刚石的可能性,问题是怎样促进这种转变。

1954年,美国通用电气公司的工程师本迪和霍尔等人认为只靠短时间的高温和高压,还不能使石墨转变成金刚石,必须长时间地维持高温高压才能促成这种转变,也许这是他们不同于穆瓦桑的主要特点。另外,从陨石中的金刚石是镶嵌在硫化铁中这一事实出发,本迪等人认为人造金刚石反应应该用硫化铁作熔剂,事实证明这确实是个天才的构想。之后本迪、霍尔等人设计一种叫做贝尔特的耐高温高压的装置。在石墨管中,把金刚石晶种放在硫化铁熔剂中,内装石墨,并用石墨盖盖好,再用金属钽作为装置的外壳。在9625兆帕和1650℃下,经过长时间的反应,终于使石墨转变成金刚石。

这确实是个伟大的发明,从此金刚石的应用更加普及,可以用来切割玻璃,可以用作地质钻探中的钻头,也可以制成车刀,切削硬质合金和钢材,还能制成砂轮,研磨硬质材料……科幻电影中,甚至指出金刚石能用作激光武器的聚合装置。无疑地,金刚石的人工制造方法的发明,让这种曾只有贵族拿来炫耀权势和财富的宝石成了工业、航天、深海作业等各领域里不可缺少的材料。

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