鑽石,是一種比較特殊的礦物質——最堅硬的物質之一,且産量稀少。那麽,這平平無奇的原始礦石是如何變成價值連城的璀璨鑽石?鑽石真的是自己切自己嗎?
以前,科技尚不發達,人們隻能通過最原始的方式手工打磨鑽石,即“自己切自己”,用同樣堅硬的鑽石去摩擦鑽石,兩者會同比例進行損耗,通過一點點磨損達到“切割”的目的。
由于鑽石原石天然具有接近八面體的形狀,所以最開始時,人們隻是随意打磨一下便佩戴了。但随着人們對美的進一步追求和科學技術的不斷發展,切割鑽石的工藝越來越标準化、流程化。
目前鑽石切割主要有四大步驟:标記劃線、原石切割、加工成型、起瓣抛光。
具體過程如下:
首先要将鑽石浸泡到特殊溶液中,用電腦掃描出鑽石的整體結構,并考慮形狀、晶向、紋理等因素,在專用軟件上對切割方式做好規劃,用印第安墨水在鑽坯上标記劃線。
然後用特定工具,如鋸片等将鑽石原石沿線分開。鋸片通常是邊緣處塗有鑽石粉和潤滑劑的磷青銅圓片,而分開的鑽石會按設計進一步用激光進行切割。
鑽坯切出大緻形狀後,再用高速旋轉的車床将它按照設計要求切割成圓形、心形、橢圓形等,進一步加工成型。
最後,在塗有鑽石粉和潤滑油的鑄鐵圓盤上,車磨出所有刻面進行抛光。經過以上幾道工序,一顆亮晶晶的鑽石就誕生啦。
不知大家看了鑽石的切割方式會不會好奇:鑽石爲何如此堅硬,号稱自然界中已知的最堅硬的物質?想要探究這個問題,就不得不從它的内部結構開始思考。
鑽石是由碳原子結晶而成的,是碳單質的一種,也就是說它裏面隻含有碳原子,并且每個碳原子與周圍的碳原子,通過共價鍵連接構成正四面體。
其中碳-碳共價鍵已經飽和且連接性強,很難被破壞,因此金剛石中的碳原子排列十分穩定。微觀層面的穩定,也直接導緻金剛石在宏觀層面上的高硬度。
爲什麽鑽石被切割後如此閃亮
聰明的小夥伴可能知道了,鑽石的璀璨光芒與它的切割方式有極大的關系。隻有刀工好,菜肴才能做得好,鑽石也是如此。隻有切得好,它靈魂深處的美才能最大程度地呈現。
鑽石切割一般有三個原則:最美幾何外觀、最佳光學效果、最大單顆重量。
關于光學效果,鑽石本身的物理性質是基礎,而巧妙的切面設計也同樣關鍵。鑽石本身是無色透明的,且具有較高的折射率(2.417)和較強的色散值(0.044)。
在這裏,需要補充一點光學知識。白光是由多種色光組成的,這個結論曾經由牛頓通過三棱鏡實驗獲得。大家看到的彩虹正是由于白光經過水霧時産生折射、反射和色散而形成的。
而鑽石的色散本身就非常強。切割方面則需要精心的設計和嚴格的計算,從而确定最佳切磨比率和切割角度。切工比率也是決定鑽石品質的最重要的因素。
典型的形狀和比率如下圖:
比例好,則火彩好;比例不好,則火彩一般。結合巧妙設計的多組切面的反射和折射,最終才讓鑽石光芒四射,五彩斑斓,璀璨奪目。
人造鑽石和天然鑽石互切誰會赢?
現在人工鑽石市場已較爲成熟,越來越多的人會選擇購買物美價廉的人工鑽石。
其實,人造鑽石和天然鑽石在成分上并沒有任何區别,硬度也無區别,其切割工藝與天然鑽石也是一樣的。人造鑽石如果與天然鑽石“互切”,誰輸誰赢還不得而知,更大的可能是相互消耗。
究其區别,更多的是在産生的過程中。一個是通過人爲操作幾天就可以合成,另一個則是在天然的環境中經過長久的地質變遷而形成的。
自然界中的鑽石一般是在上地幔中形成的,距地表約150~250 km,處于高溫高壓的環境,其溫度約1050~1400℃,壓強約爲4.5~6 GPa。
而如今的人造鑽石可以充分模拟天然鑽石的生長環境,而且可以把溫度和壓強控制得更加精确且穩定,其質量已經可以在很多方面做到接近或超過天然鑽石,達到肉眼無法分辨的程度,需要專業設備進行鑒定。
所以大家覺得哪個更有價值呢?
相信根據需求和喜好(錢包)的不同,每個人心中都會有自己的答案。
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