區(qū)分石墨和金剛石如何做?
提起鉆石,人們就會(huì)聯(lián)想到光彩奪目、閃耀耀眼的情形,它隨著擁有者的活動(dòng)而光芒四射。但因它的昂貴價(jià)格,大多數(shù)人只能望而生畏。盡管如此,人們對(duì)鉆石仍是很向往的。它的化學(xué)成分是碳(C),天然的鉆石是由金剛石經(jīng)過(guò)揣摩后才干稱之謂“鉆石”。天然的鉆石是非常稀少的,世界上重量大于1000克拉(1克=5克拉)的鉆石只需2粒,400克拉以上的鉆石只需多粒,我國(guó)迄今為止發(fā)現(xiàn)的最大的金剛石重158.786克拉,這便是“常林鉆石”。物以稀為貴,正由于可做“鉆石“用的天然金剛石很罕見,人們就想“人工“金剛石來(lái)替代它,這就自然地想到了金剛石的“孿生“兄弟--石墨了。
金剛石和石墨的化學(xué)成分都是碳(C),稱“同素異形體”。從這種稱號(hào)可以知道它們具有相同的“質(zhì)”,但“形”或“性”卻不同,且有截然不同,金剛石是目前最硬的物質(zhì),而石墨卻是最軟的物質(zhì)之一。
石墨和金剛石的硬度不同如此之大,但人們?nèi)允瞧谕苡萌斯そM成方法來(lái)獲取金剛石,由于自然界中石墨(碳)藏量是很豐厚的??墒且故械奶甲兂山饎偸菢訑[放的碳,不是那么容易的。石墨在5-6萬(wàn)大氣壓((5-6)×103MPa)及攝氏1000至2000度高溫下,再用金屬鐵、鈷、鎳等做催化劑,可使石墨轉(zhuǎn)變成金剛石粉末。
世界上已有十幾個(gè)國(guó)家(包括我國(guó))均組成出了金剛石。但這種金剛石由于顆粒很細(xì),主要用途是做磨料,用于切削和地質(zhì)、石油的鉆井用的鉆頭。其時(shí),世界金剛石的消費(fèi)中,80%的人工金剛石主要是用于工業(yè),它的產(chǎn)量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)逾越天然金剛石的產(chǎn)量。
最初組成的金剛石顆粒呈黑色,0.5mm大小,重約0.1克拉(用于寶石的金剛石一般最小不能小于0.1克拉)。美國(guó)、日本等已制成6.1克拉多的金剛石,我國(guó)人工金剛石達(dá)8mm,表明晰我國(guó)在該范疇研究居前沿位置。咱們說(shuō)金剛石已從石墨中“飛”出,寶石級(jí)的人工金剛石也會(huì)在不久的將來(lái)供應(yīng)于市場(chǎng)。
石墨是元素碳的一種同素異形體,每個(gè)碳原子的周邊連接著其他三個(gè)碳原子以共價(jià)鍵結(jié)合,構(gòu)成共價(jià)分子。
石墨內(nèi)部的碳原子呈層狀擺放,一個(gè)碳原子鄰近只需3個(gè)碳原子與其相連,碳與碳組成了六邊形的環(huán)狀,無(wú)量多的六邊形組成了一層。層與層之間聯(lián)絡(luò)力非常弱,而層內(nèi)三個(gè)碳原子聯(lián)絡(luò)很牢,因而受力后層間就很輕易滑動(dòng),這便是石墨很軟能寫字的原因。
金剛石內(nèi)部的碳原子呈“骨架”狀三維空間擺放,一個(gè)碳原子鄰近有4個(gè)碳原子相連,因而在三維空間形成了一個(gè)骨架狀,這種結(jié)構(gòu)在各個(gè)方向聯(lián)絡(luò)力均勻,聯(lián)合力很強(qiáng),因而使金剛石具有高硬度的特性。
石墨在5-6萬(wàn)大氣壓及攝氏1000至2000度高溫下,再用金屬鐵,鈷,鎳等做催化劑,可使石墨轉(zhuǎn)變成金剛石。它們之間取得差異。