金刚石物理性质?2. 金刚石的物理性质 (1) 颜色 纯净的金刚石应该是无色透明的。天然金刚石因含有微量杂质元素而呈现出多种颜色,如浅黄色、浅棕色、浅绿色、玫瑰色和深棕色等。颜色浅、透明度高的金刚石通常质量较好。(2) 密度 金刚石的密度介于3.27到3.56g/cm3之间,计算值约为3.52g/cm3,那么,金刚石物理性质?一起来了解一下吧。
金刚石的物理性质是:
莫氏硬度为10,由于硬度最高,钻石的切削和加工必须使用钻石粉或激光来进行。其密度为3、52克每立方厘米,折射率为2、417,色散率为0.044。
金刚石的熔点在华氏6900度,金刚石在纯氧中燃点为720至800℃,在空气中为850至1000℃,而且不导电。
金刚石的用途:
1、宝石级金刚石主要用于作钻戒、项链、耳环、胸花等饰品和王冠、权杖等特殊用品以及原石收藏等方面。据统计,在全世界每年的珠宝贸易总额中,钻石交易额约占80%。
2、工业级金刚石的用途日益广泛,当前主要用于作车刀、锯片、拉丝模、扩孔器、玻璃刀、钻探(镶在钻头上),金刚石粉则用作高级研磨材料。此外,还可用于军事工业和空间技术等方面。
(一)金刚石性能
1. 金刚石的力学性质
(1) 硬度高
金刚石是已知矿物中硬度最高的,其莫氏硬度达到10级。金刚石的研磨硬度是刚玉的150倍,石英的1000倍,远超硬合金,并且比碳化硅和碳化硼高2到3倍。金刚石的晶面硬度与其晶体结构有关,八面体的硬度大于十二面体,十二面体大于六面体。此外,金刚石的晶体硬度具有各向异性,因此在加工表镶钻头时需注意这种方向性。正确利用金刚石的各向异性特性,可以提高钻头寿命50%到60%。
(2) 抗压强度大
金刚石的抗静压强度极高,其大小取决于晶体形态、完好程度、杂质成分和含量以及组织结构等因素。圆形的、结构完整的金刚石通常具有较高的强度。天然金刚石的抗压强度可达到8600MPa,是刚玉的3.5倍,硬质合金的1.5倍,钢的9倍。人造金刚石的强度目前还低于天然金刚石,但已有要求在2500MPa以上的强度标准。尽管金刚石硬度高、强度大,但其脆性也高,易在冲击载荷下产生裂隙甚至破碎,动压强度仅为静压强度的四分之一左右。因此,在钻进过程中要避免冲击碰撞,并采取减振、防振措施。
(3) 耐磨性好
金刚石在空气中与金属的摩擦系数小于0.1,具有极高的耐磨性。其耐磨性是刚玉的90倍,硬质合金的40到200倍,钢的2000到5000倍,这是金刚石钻头耐磨特性的决定因素。
金刚石物理性质如下:
(1)化学成分:C.常含有Cr、Mn、Ti、Mg、Al、Ca、Si、N、B等.
(2)颜色:常见的为浅黄色、浅黄褐色、浅黄绿色、褐色,无色(浅黄白、白、优白)占有一定数量,玫瑰色、粉红色、浅蓝色、绿色、黑色、茶色十分稀少.
(3)透明度:无色及浅色金刚石均成透明状,在无色中的白、优白金刚石测定透过率达95%以上,深色金刚石及具毛玻璃蚀象的透明度减弱呈现半透明状,当金刚石中包体含量增加亦影响透明度.
(4)硬度:摩氏硬度10,新摩氏硬度15,显微硬度10000kg/mm2,显微硬度比石英高1000倍,比刚玉高150倍.金刚石硬度具有方向性,八面体晶面硬度大于菱形十二面体晶面硬度,菱形十二面体晶面硬度大于六面体晶面硬度.
(5)密度:金刚石密度与金刚石晶体中的包含物密切相关,无色透明质纯的金刚石密度为3.52g/cm3,当具有包含物时密度为3.44~3.53g/cm3.
(6)偏光性:绝大多数金刚石在偏光下显示非均性,金刚石属等轴晶系矿物,理论上应为均质性,但由金刚石形成于压力变化的地质体中,由于应力作用使金刚石晶体内结构产生局部错位,因而显示不均匀的非均质性,表现在消光上的不一致性,干涉色很低的一级灰色,极少数还可测得一轴晶干涉图像.
(7)折射率(N):2.4493(λ436μm)、2.4354(λ486μm)、2.4237(λ546μm)、2.4176(λ589μm)、2.4103(λ656μm).
(8)反射率(R):油浸下5.308%,空气中17.29%.
(9)亲油疏水性:金刚石是一种亲油疏水性矿物,在晶体表面擦上油质后可见晕色,在晶面上滴上油珠立即扩散,而滴上水珠则不扩散,因此在选矿中利用油选可将金刚石分离出来.
(10)电磁性:金刚石为无磁性重部分矿物(p>2.9)因此在选矿中不能采用电磁选(中磁性、弱磁性)方法.
(11)导电性:绝大多数金刚石是电介质,电阻率:5×104Ω.cm,Ⅰ型及Ⅱ型(Ⅱa)金刚石为绝缘体,比电阻>1016Ω.cm,I型(H b)金刚石为P型半导体,比电阻10~103Ω.cm,温度上升到600℃或下降到-150℃时,电阻提高.
(12)刚度、强度:金刚石具有极大的弹性模量,是自然界最高的磨削材料,弹性模量达90000kg/mm.摩擦系数小,有极高的抗磨能力,因此在金刚石选矿中利用这一特性,采用球磨机、锥形磨矿机来分离金刚石.但金刚石极脆,不能承受正向的外力撞击.
(13)熔点:金刚石熔点达4000℃,在空气中燃烧温度为850~1000℃,在纯氧中720~800℃燃烧,金刚石发出浅蓝色火焰,并转化成二氧化碳.
(14)发光性:在X射线下金刚石产生天蓝色、浅绿色荧光,在长波、短波紫外线下产生浅黄、天蓝荧光,但有相当一部分不发光.有的在日光下曝晒后发浅蓝色磷光.阴极射线下显蓝、绿荧光.
(15)光泽:属标准金刚光泽,由于熔蚀作用及毛玻璃蚀象等可出现油脂光泽或光泽减弱.
(16)色散:金刚石色散为0.044.在自然光的照射下,具备一定的入射角度在钻石表面产生分解的光谱色,俗称火彩(影响钻石火彩强弱还与体色、净度、刻面角度等有关).
(17)热导性:金刚石热导性好,热导率高达669.89~2009.66W/(m•℃),其中Ⅱ型(Ⅱa)金刚石热导性极好,在液氮温度下为铜的2.5倍,在室温下为铜的5倍.
(18)热膨胀:热膨胀系数小.
(19)解理:|111|中等,|110|不完全.
(20)断口:见壳状
(一)金刚石性能
1.金刚石的力学性质
(1)硬度高
金刚石是世界上已发现矿物中硬度最高的矿物。它的莫氏硬度为10级,其研磨硬度为刚玉(莫氏硬度9级)的150倍,为石英(莫氏硬度7级)的1000倍,是硬合金的6倍,为碳化硅和碳化硼的2~3倍。
金刚石晶面硬度与其结晶体形态有关,八面体的大于十二面体的,十二面体的大于六面的,而且金刚石的晶体硬度还具有各向异性,八面体不同方向上硬度相差不大,十二面体中平行于晶面棱边的硬度最小,六面体中垂直于晶面棱边的硬度最小,而它们对角线方向上硬度最大。因此,在加工表镶钻头时要注意这种方向性。正确利用金刚石各向异性特性,可提高钻头寿命50%~60%。
(2)抗压强度大
金刚石具有极大的抗静压强度(简称强度)。强度的大小取决于金刚石晶体的形态、晶体的完好程度、杂质的成分和含量、晶体的组织结构等。一般浑圆状的、结构完好的金刚石强度大。天然金刚石的抗压强度高达8600MPa,为刚玉的3.5倍,硬质合金的1.5倍,钢的9倍。人造金刚石的强度目前还低于天然金刚石:用于钻探的人造金刚石强度一般要求在2500MPa以上,即60#单晶单颗粒抗压强度在85N以上。
金刚石的物理性质和化学性质如下:
1、物理性质方面,金刚石的硬度非常高,是已知自然存在最硬的物质。此外,金刚石的化学稳定性也很强,耐酸性和耐碱性都很好,在纯氧中燃点为720至800摄氏度,在空气中为850至1000摄氏度。
2、化学性质方面,金刚石在地球深部高压、高温条件下形成,是一种由碳元素组成的单质晶体。由于金刚石中的C-C键很强,所有的价电子都参与了共价键的形成,没有自由电子,即金刚石硬度非常大,熔点在华氏6900度。
以上就是金刚石物理性质的全部内容,金刚石的物理性质和化学性质如下:1、物理性质方面,金刚石的硬度非常高,是已知自然存在最硬的物质。此外,金刚石的化学稳定性也很强,耐酸性和耐碱性都很好,在纯氧中燃点为720至800摄氏度,在空气中为850至1000摄氏度。2、化学性质方面,金刚石在地球深部高压、高温条件下形成,内容来源于互联网,信息真伪需自行辨别。如有侵权请联系删除。