宝贵的金刚石

宝贵的金刚石

从金刚石砂找到大金刚石矿的最著名的例子莫如博茨瓦纳了。它本来不产金刚石，1955年4月开始找寻，经过7年，却毫无结果。到1962年，一个部落在一条干涸的小河中找到三颗小金刚石，于是人们溯河而上，企图寻找大的金刚石原生矿，结果还是失望了。后来，地质学家杜托伊特到那里勘察，他认为几百万年前此处曾发生“隆起”的地壳运动，产生金刚石的地方应在偏西的古河道里，果然，在1967年4月，发现了大型的金刚石矿，其地表面积达112．5公顷，储量达10000万克拉，年产300万克拉。他山之石，可以攻玉，在研究我国金刚石矿床时，亦可借鉴。

金刚石由于其产量极少，色泽优美，质坚不变，被视为豪华富贵的饰物。英国国王、葡萄牙国王、俄国的叶卡德琳娜二世以及拿破仑都追求过名贵的钻石，伊朗前国王巴利维加冕时用的皇冠上，镶嵌有3800颗钻石呢！对他们来说，拥有大而多的金刚石还是权力的象征。其他拥有金刚石的人，也决非一般平民百姓，而是王公贵族，巨贾豪富。正因为如此，拥有金刚石便成为人们生活中的奢望追求；又正因为如此，再加上金刚石的特性，是最硬的矿物，任何钢铁鎚也砸不碎，所以科学家们又对金刚石的研究着了迷。

据说，2000多年以前印度最先发现金刚石，当时有人认为它是由水、天、气、土、能5种基本“元素”组成。到公元5世纪，希腊发现金刚石，则认为由水、土、火、气4种“元素”组成。俄国的罗蒙诺索夫曾解释金刚石的硬度是“由紧密联系的质点组合而成的”。有些古代科学家因为说不清金刚石的成分，甚至异想天开提出，由“金刚土”构成。

1649年，意大利佛罗伦萨科学院的院士们为了研究红宝石和金刚石受热后的稳定程度，把两者同置于一个加热容器中燃烧，当“白炽化”时，红宝石毫无变化，而金刚石却不见了。但当时这些院士们说不出其究竟来。

1779年，又有几位意大利科学家由凸镜聚焦镜在太阳光下聚焦到金刚石上，不一会，化作一缕黑烟上天，留下一点黑灰。这件事，轰动了科学界，认为这是不可思议的发现，并引起各方的争论。

3年以后，法国的著名化学家拉瓦锡提出一篇研究报告说：“金刚石究竟是什么呢？我认为，要十分满意地回答这个问题是不可能的。也许，这个问题甚至永远无法回答出来。”这下子，名人的预言，使后来者望而却步。

过了25年以后，英国的钱南作了一次关键性的实验，他将一颗纯净的已知重量的金刚石放在一个充满氧气的金质密封筒中任其充分燃烧完毕，得到二氧化碳气体。据此，钱南果断地说：“金刚石是由碳组成的，只不过这种碳比煤炭（或石墨）要纯净得多。”为了进一步证明，他又测定了CO₂中碳的重量，不多不少，与原来金刚石的重量相等。

后来，法国化学家摩尔沃又从钱南的实验中得到启发，将一颗金刚石通过实验手段转变成石墨。金刚石是碳组成的结论也就确切无疑了。

但由于近代仪器的精度逐步提高，现在测得任何最纯净的金刚石，也含有小量杂质，约在0．1%～4．8%之间。所谓杂质，通常有Si、Al、Ca、Mg、Mn、Na、Ba、B、Fe、Cr、Ti等，但这些杂质对金刚石的基本特性，诸如光泽、硬度都无关紧要，所以，任何金刚石都是值钱的。

平常作研磨之用的金刚砂，并非金刚石的砂，而是刚玉的砂，它也很坚硬，仅次于金刚石，所以可用于研磨。刚玉的主要成分是Al₂O₃，有时含有微量的Fe、Ti、Cr等。一般呈蓝色、黄灰色。含Fe者呈黑色，光泽较金刚石差些，与玻璃的光泽一致。结晶的形态也与金刚石不同，常呈腰鼓形。但如呈红色、蓝色者，则为红宝石、蓝宝石，也是名贵的装饰品，但价格逊于金刚石。

我国古书，如《齐东野语》、《本草纲目》中所说的金刚石，能雕琢玉器，实际上也是刚玉，并非金刚石。

金刚石除特别坚硬外，其他的物理性质尚有：纯净者应是无色透明，含杂质者则为蓝、黄、褐、黑诸色。标准的金刚光泽，再加上强烈的色散性，所以光华璀璨，令人爱不释手。特别是白天，经过自然光的长期照射以后，到了夜晚的月光底下，能发出蓝色的光芒，所以人们称它为“夜明珠”。其比重在3．50～3．52之间，在大多数溶剂中都不溶解。

工业上利用金刚石的特硬性质，用于钻头最为普遍。例如在地质用的钻头上，镶嵌上两排6～12颗（每颗重3克拉就够了）金刚石，那末任何坚硬的岩石都能飞速地钻进去，比利用一般硬质合金的钻头可以大大提高工作效率。如镶嵌在车床的合金刀具上，锋利无比，用于高硬切割材料。

在金刚石上钻一小孔，能制成拉丝模，如钨通过它的小孔，可拉成又长又细的钨丝。凡电视机、收音机、电子计算机中所用的金属细丝，都是通过金刚石小孔拉成细丝的。

利用金刚石制作轴承，使用寿命更长，精密度也大大提高。所以高级仪器、机械的轴都利用金刚石制轴承，最为理想。

此外，在原子能工业上的高温半导体、国防工业上的红外光谱仪等尖端产品的原料都离不开金刚石。

由于金刚石在工业用途上十分广泛，而天然金刚石的产量非常少，自3000年前开始采掘淘洗，至今仅产330多吨。于是科学家设法制造人工产品，但是人造金刚石的颗粒极小，不及天然的大，工业上应用也受到一定程度的限制，作为名贵的首饰更不能代替，所以地质队找寻金刚石的任务并未结束。