金剛石和鑽石一樣嗎?作為自然界中最堅硬物質,怎麼對它加工呢?

2020-12-21 濉園主人

金剛石和鑽石一樣嗎?不完全一樣。雖然,它們的成分一樣,但只有經過精心琢磨加工的金剛石才能稱為鑽石。

金剛石俗稱"金剛鑽",它和石墨一樣,是由碳元素組成的單質礦物。但因為成因與結構的不同,它和石墨的性質和價值也有天壤之別。它的英文名稱Diamond出自希臘語Adamas,是堅硬的不可馴服的物質。

用1822年由德國礦物學家腓特烈·摩斯(Frederich Mohs)提出的用刻痕深度表示的摩氏硬度來比較,石墨硬度僅為1-2,和滑石1、石膏2接近,金剛石則為10。

天然的金剛石原石並沒有多麼漂亮,只有經過精心琢磨加工後,才能變成璀璨奪目的鑽石。從早在公元前3世紀古印度人發現金剛石,到後來人們學會加工成鑽石,鑽石就一直是國家與王宮貴族、達官顯貴的財富、權勢、地位的象徵。

要把金剛石加工成寶貴的鑽石,那就需要打圓、切割和拋光。那麼面對如此堅硬的金剛石,用什麼東西來對它進行加工呢?因為沒有其它的物質比它更堅硬,傳統的鑽石加工只有用金剛石來加工金剛石了。

並且,遠不是我們常人所想像的那樣,找到一塊金剛石,就可以加工成鑽石了。金剛石是等級的。人們經過多道工序處理遴選,根據金剛石的粒度和質量分為寶石級金剛石、鑽頭級金剛石、磨料級金剛石。而大部分只能用於切割、研磨及拋光等工業用途上。質優粒大的才可用來加工成鑽石,質差粒細只能用於工業和加工用途了。

用來加工鑽石的金剛石就是鑽石的毛坯了。鑽石工匠先檢驗毛坯,以儘可能高地體現毛坯的價值,製造儘可能大的、純淨的、完美的鑽石,在需分割處作好標記。

儘管金剛石的硬度無與倫比,但是它也是有弱點的。那就是它的脆性,如果找準金剛石的弱面,不需要多大的衝擊力,就可以沿著晶體的解理面將它分裂開。可以採用劈割和鋸切工藝。

劈割就是將鑽坯安放在套架上,然後以另一顆金剛石沿分割線,先將鑽坯削出一個凹痕,再把方邊刀放在凹痕上,以手捶在劈刀上以合適的力敲擊,鑽石會沿紋理方向被劈成兩半或多塊。

對於大多數不適宜劈開的鑽石毛坯,就需要用鋸切開,同樣也是只有鑽石才能切割鑽石。使用的鋸片是在一張磷青銅圓片的邊緣上,塗上鑽石粉及潤滑劑的。固定好毛坯,高速旋轉鋸盤,就可將鑽石鋸開。現在技術發展了,人們用雷射切割技術,可以比較輕鬆地切割鑽坯了。

切割後的鑽坯還要打圓,將鑽石加工成為圓形。傳統方法是將鑽坯繞軸快速旋轉,與另一顆磨料鑽石接觸研磨,就可以慢慢地打磨成圓形了。不過同樣,現在傳統的人工粗磨已經越來越多地被自動研磨機取代了。

然後就是用打磨機拋光。打磨機是用馬達帶動一根輪軸,輪軸下面安裝一個厚重的鐵盤,將鑽石粉和油混合,粘附在鐵盤上,打磨匠師把固定好的鑽坯,輕觸轉動的鐵盤,邊打磨邊觀察,細心琢磨,把鑽坯打圓或其它樣式。

這樣,一顆晶瑩絢爛的鑽石就出現在你面前了。隨著加工技術的發展,採用電腦模擬、雷射射孔和深度沸騰技術,可以把成色不太好的鑽石中的深色雜質去除,提高鑽石的精美品級。

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