那一種礦石硬度最高? - 手錶

By Annie
at 2005-08-28T00:00

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那一種礦石硬度最高?

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By Madame
at 2005-08-31T14:56

礦物的表面因為外力所加的摩擦力而產生的抵抗力大小，稱為該礦物的硬度。礦物的硬度可以用比較而得知，就是用兩種礦物互相摩擦來決定，如果用軟硬兩物相刻劃，則較軟者必定被劃傷而出現痕跡。奧地利礦物學家摩氏(Frederich Mohs)曾經創立一種硬度表，可作為礦物間相對硬度的標準，稱為摩氏硬度計。其最軟者為滑石，最硬者為金剛石，共有十種礦物。由軟至硬分為：滑石(Talc) 石膏(Gypsum) 方解石(Calcite) 螢石(Fluorite) 磷灰石(Apatite) 正長石(Orthoclase) 石英(Quartz) 黃玉(Topaz) 剛玉(Corundum) 金剛石(Diamond)又稱為鑽石透明的剛玉可以成為高貴的寶石，顏色有如玫瑰紅或鴿血般深紅的稱為紅寶石(Ruby)，海水般深藍的稱為藍寶石(Sapphire)，但其他顏色如綠或橙的剛玉也都稱為Sapphire。目前以人工合成剛玉的技術已經可以製造出手臂般巨大而完美透明的紅或藍寶石，因此已經普遍地進入一般人的生活中，如銀樓中數百元一顆紅寶石戒面，和手錶上常用的礦石錶面(通常這類手錶皆會在錶盤或錶背中標示Sapphire一字)。摩氏硬度表所定的數字，並沒有一定比例上的關係。如石英的硬度為7，並不表示其硬度為滑石的7倍，僅表明數字大者，其硬度比較高，所以摩氏硬度計只是一種相對硬度。另外以儀器可以測量出礦物本身的絕對硬度，稱為壓痕硬度，單位為kgw/mm2，是使用錐狀金剛石在晶體表面上以一定壓力施壓一段時間後，再觀測表面壓痕的大小深淺以決定晶體的硬度。滑石以至於剛玉的壓痕硬度，皆在2000 kgw/mm2以下呈線性遞增，但金剛石的壓痕硬度卻高達10000 kgw/mm2。金剛石和剛玉的硬度差，比起剛玉和黃玉的硬度差，大的非常多，由此不難發現，世界上的礦物縱然軟硬有差，但都沒有金剛石那麼的超硬出眾，所以有人說把金剛石看成是鋼鐵的話，那麼剛玉就成了橡膠了。通常鑑定硬度時，如果沒有以上的摩氏礦物，可以用其他隨身的東西來代替。最常用的東西，如指甲2.5，銅幣3.5，鐵釘4.5，玻璃5.5，鋸片和美工刀6.5。身上的鑰匙圈如能附上一小片鋸片頭，在日常生活中經常會派上用場，隨處遇見的礦物即可馬上測知硬度，有時還能充當一字起子。但是，別忘了，販售礦物和寶石的店家，是不允許客人使用這類工具，測量硬度是一種破壞性的檢測，即使所測的對象是最高硬度的金剛石，店家還是不放心用這種方法。那麼，銀樓中提供給客人使用的鑽石檢驗筆是什麼?它是利用金剛石有非常高的導熱率的原理，當筆尖觸到金剛石時，筆尖的熱量會急速傳給金剛石而急速降溫，此時筆內的溫度感知器即會響起，反之，當筆尖觸到的是玻璃或是蘇聯鑽則無反應。硬度是礦物晶體很重要的物理性質之一，自然也受制於晶體構造、化學成分以及瑕疵構造等影響。結晶構造對硬度的影響主要在於鍵結的強弱。由強力共價鍵(註：共價鍵等名詞可查閱高中化學課本)結合而成的晶體包括金剛石、碳化矽、碳化硼、氮化硼、氮化矽等都是硬度很高(大於9)的晶體，在超硬材料應用上具有重要價值。其中碳化矽已經被發展成鑽石的代用品上市，稱為美神萊寶石(Moissanite)，此礦物硬度相當高為9.25(明顯優於蘇聯鑽)，更重要的特性是它的折射指數、色散指數和光澤率皆優於金剛石，若得到適當的切磨，會比金剛石擁有更燦爛的火彩和更明亮的光澤。