弘明帶你英文看展——金剛石(下)

2021-02-25 大連自然博物館

英文：When you know that the component of diamond is carbon, whether you have such a question. That is, the graphite in our pencils is also made of carbon, why the hardness of the diamonds is so big while the graphite is so small, which is even softer than our fingernails? In fact, British physicists William Bragg and his son have studied this problem as early as in 1913. They looked at the diamond in x-rays and found that inside the diamond's crystal, each carbon atom was tightly bound to four surrounding carbon atoms, forming a dense three-dimensional structure that made the diamond a density of about 3.5 grams per cubic centimeter, about 1.5 times that of graphite. It is this dense structure that makes the diamond hardness the biggest. That is to say, the arrangement of the atoms makes for a huge difference in the physical properties of diamond and graphite.

中文：當了解了金剛石的成分是碳的時候，您是否會有這樣的困惑？那就是我們平時使用的鉛筆中石墨也是由碳構成，為何金剛石有那麼大的硬度，而石墨硬度卻非常低，甚至比我們的指甲還要軟呢？其實這個問題早在1913年，英國物理學家威廉•布拉格父子就對此做過了研究。他們通過X射線觀察金剛石，發現金剛石的晶體內部，每一個碳原子與周圍的4個碳原子緊密結合，形成一種緻密的三維結構，這種結構使得金剛石的密度為每立方釐米約3.5克，大約是石墨密度的1.5倍，正式這種緻密的結構，使得金剛石具有最大的硬度。也就是說原子排列方式的不同造就了金剛石與石墨之間物理性質的巨大差異。

中文供稿：李弘明

相關焦點

  • 弘明帶你英文看展——隕石
    英文：Meteorites, known as exoplanets, are meteoroids that explode in space and fall to the surface of the earth without fully combusted on their way.
  • 弘明帶你英文看展——煤(上)
    英文：Here is a large coal from Fushun, Liaoning province. The composition of coal is mainly a complex mixture of organic matter and inorganic matter.
  • 弘明帶你英文看展——浮石(上)
    英文：Pumice is a glassy lava with dense pores formed by the condensation of molten magma from volcanic eruptions, mainly composed of silica.
  • 弘明帶你英文看展——長石晶簇(觀賞石)
    英文：Ornamental stones refer to the peculiar, colorful and beautiful mineral rocks and biological fossils in the nature with ornamental value without any processing.
  • 弘明帶你英文看展——內外力作用場景
    英文：Since its formation, the crust has been subjected to strong internal and external forces, which make its surface morphology, composition and internal structure move, change and develop constantly
  • 【天博看展攻略】神秘、古老,15000年前安第斯文明隱藏著什麼秘密?
    【天博看展攻略】神秘、古老，15000年前安第斯文明隱藏著什麼秘密？安第斯文明又是所有文明中唯一一個沒有文字記載流傳的文明它的神秘而古老吸引著人們去探索安第斯文明的起止時間相對應中國的仰韶文化一直到明代中期歷經了4000多年的發展可以說是非常悠久了看展前
  • 帶你看展|隨物生心,感受來自北歐的「硬核」心跳
    最近天氣炎熱，部分地區室外最高溫度達到了37℃，又掀起了大家的一波看展熱。相較於室外陰晴不定、不受控制的天氣，展館的高級布景、專業光影、藝術格調，可以輕輕鬆鬆滿足人們的「顏值需求」。八一建軍節這天，比起在家吹空調吃瓜，不如出門去看展。優畫君選擇來到了上海民生現代美術館。
  • 「雲」看展丨了解它,才能遠離它!常見毒品的種類和危害你都知道嗎...
    「雲」看展系列視頻依託網際網路傳播快、傳播廣的特點，將禁毒宣傳從網下搬到網上，讓群眾通過微信、抖音等平臺「雲」參觀禁毒基地，接受禁毒教育，旨在提高人民群眾對禁毒宣傳教育的知曉率和參與度，加大禁毒宣傳影響覆蓋面，是新時代禁毒教育基地展覽宣傳的新渠道、新途徑！毒品是什麼？「毒品原植物」都長啥樣？
  • 圓你一個鑽石夢—金剛石是怎麼煉成的?
    （1）前無古人，後無來者 —— 歷史上第一次人工合成金剛石1955年，美國科學家F.P Bundy 成功在高溫高壓的條件下把石墨轉變成金剛石。（TNT） （金剛石粉末）（3） 晶體生長術——水熱法1997年，來自美國賓州大學的化學家X.Z. Zhao 等人嘗試加入金剛石晶種，在熱生長環境下成功製備了金剛石。
  • 科技珍寶,將石墨烯轉化為類金剛石薄膜
    據《自然·納米技術》雜誌近日報導，多維碳材料研究中心(CMCM)和韓國基礎科學研究所（IBS）的研究人員首次在實驗室研究了適宜條件下，化學誘導轉化大面積雙層石墨烯類金剛石材料的可行性。研究人員認為，這種柔韌、堅固的材料是一種寬頻帶隙半導體，在納米光學、納米電子學等領域有潛在的應用前景。
  • 金剛石的化學合成
    Bundy 等中在1300C、5.5 萬atm的條件下成功地把石墨轉變成金剛石，在他們的文章中表明了實驗由公司的同事進行了完全獨立的重複。此後此項研究已成為生產粉體金剛石的一種主要技術。 1988年N. R. Greiner 等報導了TNT爆炸法製備納米級金剛石粉末，拉曼(Raman)光譜未見報導，可能粉體質量有待提高。
  • 最堅硬的多晶金剛石——交織納米孿晶金剛石
    眾所周知，金剛石是自然界最堅硬的結晶材料。為了進一步提高金剛石的硬度，在過去的幾十年裡，科學家們做了大量的的實驗和理論研究，結果表明，根據Hall-Petch公式，通過細化金剛石的晶粒尺寸和孿晶厚度，可以提高金剛石的硬度。例如，晶粒尺寸為10-30 nm的納米金剛石努氏硬度高達110-140 GPa，明顯高於單晶金剛石。
  • 野外尋寶之金剛石
    大部分人可能都知道鑽石，甚至也見過鑽石，但知道金剛石的人卻廖廖無幾，其實鑽石就是金剛石！這就是金剛石金剛石是未經加工的原石，只有達到寶石級別的金剛石經過切割打磨之後的才叫鑽石。這就是鑽石金剛石目前是世界上最硬的物質，摩氏硬度是10，也就是說用它去劃任何東西都能割動，但沒有東西劃割動它！可話又說回來了，凡是太剛硬的脆性大，摔砸是不行的，容易破碎。
  • npj：院士團隊新發現—最硬的多晶金剛石
    ，人們一直在為進一步提高金剛石材料的硬度而不斷努力。研究表明，晶粒尺寸為10-30 nm的納米金剛石努氏硬度高達110-140 GPa，明顯高於單晶金剛石。平均孿晶厚度為5-8 nm的納米孿晶金剛石的維氏硬度可達175-200 GPa，是單晶金剛石硬度的兩倍，打破了已知超硬材料的硬度極限。
  • 公考常識積累：金剛石
    金剛石俗稱「金剛鑽」。也就是我們常說的鑽石的原身，它是一種由碳元素組成的礦物，是石墨的同素異形體。金剛石是自然界中天然存在的最堅硬的物質。金剛石的用途非常廣泛，例如：工藝品、工業中的切割工具。石墨可以在高溫、高壓下形成人造金剛石。也是貴重寶石。
  • 金剛石刀具的耐磨性及金剛石刀具的磨損在哪些方便可以體現顯
    金剛石刀具可以用於非金屬硬脆材料如石墨、高耐磨材料、複合材料、高矽鋁合金及其它韌性有色金屬材料的精密加工。金剛石刀具類型繁多，性能差異顯著，不同類型刀具的結構、製備方法和應用領域的不同，導致金剛石刀具的耐磨性差異也是比較大的。
  • 天然金剛石與CVD金剛石刀具性能對比
    金剛石具有許多優異的性能,如超高硬度、高熱導率、高光學透過率和極好的電絕緣性,是目前已知材料中難以比擬的製造刀具的理想材料。由於天然金剛石資源極為有限,且價格昂貴,無法在工業中大規模的使用。而用高溫高壓法製造的聚晶金剛石(PCD)刀具都含有5%-10%的結合劑成分,這導致了其所獲得的被加工材料表面質量低於天然金剛石刀具的加工表面質量,且PCD刀具不能製造成複雜的形狀。
  • 金剛石是什麼,是鑽石嗎?
    金剛石就是我們常說的鑽石（鑽石是它的俗稱），它是一種由純碳組成的礦物。金剛石是自然界中最堅硬的物質，因此也就具有了許多重要的工業用途，如精細研磨材料、高硬切割工具、各類鑽頭、拉絲模。金剛石還被作為很多精密儀器的部件。金剛石有各種顏色，從無色到黑色都有。
  • 科學網—煤層氣生產金剛石:一個論克拉賣的價值鏈
    一間鍋爐房改造的實驗室、8萬元項目啟動資金、歷時6年艱苦攻關、首創煤層氣人工合成金剛石…… 近日，山西新碳超硬材料科技有限公司宣布成立，這標誌著太原理工大學「煤層氣生產金剛石」項目正式進入運行階段。該項目負責人、太原理工大學教授於盛旺告訴《中國科學報》：「我們現在做一克拉金剛石最低端產品需要10立方米的煤層氣，約30元左右；一克拉金剛石按最低價可賣近200元，等於漲了6倍。」 更重要的是，「煤層氣生產金剛石」項目為山西煤層氣資源找到了一個「論克拉賣的價值鏈」。
  • 什麼是金剛石切割片?「金剛石超薄切割片」
    04金剛石切割片的結構（1）整體型整體型金剛石切割片是整體採用同種材料製作，特點是厚度薄、精度高，多用於高精度、小切深的切槽和切斷整體型金剛石切割片整體型金剛石切割片型號主要分1A8/1、1A8/2。整體型金剛石切割片尺寸規格及精度範圍：整體型金剛石切割片尺寸規格