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钻石的硬度

钻石硬度

Le diamant 是世界上最硬的自然材料。然而,它也是脆弱的。从科学的角度来说,硬度衡量的是抵抗划痕的能力,仅此而已。宝石的整体磨损等级考虑了硬度。然而,这只是需要考虑的众多因素之一。

你知道你看到在空气中飘浮并落在桌子上的尘埃粒子包含石英吗?这种矿物在莫氏硬度上的硬度为7到7.5。这意味着尘埃中的石英使这些粒子足够硬,可以去掉你的汽车的光泽和你的桌子的抛光。尘埃甚至可以切割玻璃。这样的日常风险使得宝石的硬度成为在设计和佩戴珠宝时需要考虑的重要因素。

你可能知道,钻石的硬度为10,是宝石世界中最硬的材料。然而,宝石学家之间有一句老话:
如果你用锤子敲击一颗钻石,它会碎成十几块。如果你用锤子敲击一块石英,它会裂成两半。如果你用锤子敲击一块玉,它会像钟一样响!"

如果钻石是最硬的石头,这怎么可能呢?

宝石的硬度是什么意思?

宝石的硬度是一个被误解的属性。"硬度"这个词在宝石学中有着非常特殊的科学含义,与我们日常生活中的理解大相径庭。科学上定义的硬度是抵抗划痕的能力,仅此而已。如果你问大多数人,他们会告诉你羽毛是软的,玻璃是硬的。然而,在宝石学的世界里,玻璃其实是相当软的。我们宝石学家认为的许多硬材料,都可以轻易地划痕玻璃。

硬度取决于保持晶体结构中原子间的键。这种键的存在可以通过观察在施加压力时,表面原子层如何容易地被另一种材料的样本分离出来。如果第二种材料比第一种硬,它会留下一个沟槽,或者说是划痕。这代表了在微观尺度上数百万个原子键的断裂。一个矿物的硬度,更准确地说,是它的"可划性"。每种矿物都可以根据它能划痕的其他矿物进行分类。

莫氏硬度等级

在1812年,矿物学家Friedrich Mohs(1773-1839)建立了一个参考标准,包括十种常见矿物,按照硬度递增的顺序排列。这个标准,如下图所示,被称为莫氏硬度标准。

这些矿物中的每一种都可以被它上面的矿物划痕,并且可以划痕它下面的矿物。相同硬度的矿物之间不会互相划痕。因此,红宝石不能划痕蓝宝石,反之亦然。钻石比刚玉硬得多,即使它们在标准上只相差一级。莫氏硬度标准开始时大致是线性的,但在高端时曲线急剧上升。刚玉(9)的硬度是托帕石(8)的两倍,而钻石(10)的硬度是刚玉的四倍。(注意:只有钻石可以划痕其他钻石)。

硬度范围

一个材料的硬度可能会根据其组成和聚合状态略有变化。测量宝石的硬度可能会很棘手。通常,看起来像划痕的标记实际上是由假定更硬的材料留下的粉末痕迹!当文献指出一个中间值时,会报告分数硬度分数,如5.5。然而,一个矿物的硬度是5还是5.5并不真正重要。硬度范围更有意义。

本网站上显示的值代表了文献中遇到的所有值。在一个例子中,即蓝晶石,一个矿物的硬度甚至在一个单一的晶体内部都会有很大的变化。在大多数情况下,指示的硬度范围非常小(一个单位)。

坚韧不拔

回到老话题,钻石既硬,科学上定义,又脆。锤子的钢(硬度5或6)不会划伤钻石,但它可以打碎它。

"韧性"衡量材料对冲击的抵抗力。对于宝石,这些测量通常以描述性术语给出。事实证明,大多数宝石都被认为是"脆弱的"。有一些例外。隐晶石英,如玛瑙,具有"硬"的韧性。玉,无论是硬玉还是软玉,都具有"非常强"的韧性。

宝石的适用性意味着什么?

假设您不会经常用锤子敲击您的珠宝,划痕是更常见的风险。想想你把手放进口袋,手提包,手套箱和办公桌抽屉的次数。现在想想当你做这些事情时,什么会擦到戒指。

宝石的硬度在很大程度上决定了宝石的磨损程度。人们经常谈论磨损,有时也谈论"耐用性"。硬度为6的蛋白石如果每天作为戒指石头佩戴,很快就会被细小的划痕覆盖,并且会失去光泽。请记住,石英(硬度7)是尘埃的组成部分,也是地球上最常见的矿物之一。只需擦拭尘埃,就可以划伤较软的材料。划痕可能微小,甚至微观,但它们会积累并随着时间的推移变得可见。相反,硬度为9的红宝石将保持光亮和光泽多年,因为它比大多数有助于磨损的磨料颗粒都要硬。

磨损等级

在实际应用中,比石英更软的石头只需清洁就会失去光泽变得暗淡。摩氏硬度为7或以上通常表示一种石头足够硬,适合在珠宝中正常使用。这只是一个指导原则,而不是绝对的规则。珍珠和蛋白石是珠宝中最受欢迎的宝石,但它们的硬度远低于7。

适用性可以被分类为优秀,非常好,好,差或仅供展示。"优秀"的评级意味着这种石头可以在几乎任何类型的环境中,甚至在日常生活中,都可以佩戴。被评为"差"的石头,如蛋白石,意味着其在珠宝中的使用必须经过深思熟虑。您只应在特殊场合或在保护环境中佩戴。"仅供展示"的石头是为收藏或仅供展示目的而准备的。

尽管宝石的硬度对其耐磨性有显著影响,但其他因素也起着作用。并非因为一种石头很硬就意味着的表现会很好。一些宝石对温度变化或常见的化学品,甚至汗液都敏感。最重要的因素之一是宝石的解理性。

宝石的切割

从技术上讲,劈裂与宝石分子之间的结合力有关。简单来说,这就像木头的纹理。你可以很容易地沿着木头的纹理劈开一块木头,但是穿过纹理就困难得多。许多宝石都有劈裂面,这些面根据宝石的种类而变化。劈裂面被定义为完美、好、中等或差,这取决于矿物沿着该面分离的容易程度。(有些宝石没有劈裂面)。

你是否在老电影中看过钻石切割师疯狂地切割大块的钻石晶体?他们小心翼翼地用锤子敲击晶体,每一下都精确测量。如果他们做得好,他们可以得到两个完美的部分,可以切割成绝美的宝石。如果做得不好,钻石就会破碎。

钻石切割师不再需要这样做,但这个例子很好地说明了宝石劈裂的效果。钻石是自然界中最硬的物质,但它们也有完美的劈裂面。这意味着它们可以很容易地沿着劈裂面分裂。如果做得正确,这对切割是有利的。不幸的是,这也意味着钻石可能会在磨损中剥落或破碎。另一方面,石英比钻石硬度小,但可以承受许多冲击而不受损。

珠宝设置

珠宝镶嵌是宝石可穿性的另一个重要因素。戒指可能是宝石最受欢迎的珠宝用途。然而,戒指也比任何其他形式的珠宝受到更多的滥用。可穿性等级差的石头(如月亮石)更适合做吊坠、耳环或胸针。

如果你真的想把你的柔软的石头镶在一个戒指上,考虑以下的选项:
● 将戒指保留为正式场合佩戴,而不是日常佩戴。这将大大减少随着时间的推移积累的损害。
● 避免显眼的戒指镶嵌。一个Tiffany镶嵌,用几个爪子将石头高高地举在手指上,只会引来麻烦。elle本身会接触到各种可以刮伤它的材料,即使elle偶尔佩戴。
● 选择一个保护性的镶嵌,用大量的金属包围宝石。金是软的,但容易抛光,而且在磨损时很容易替换。你可能不能这么说你的宝石!

结论

一块石头的硬度并不仅仅是衡量其适合佩戴的标准。elle因素,如韧性,对环境的敏感性,解理性和镶嵌性也必须考虑在内,以确定宝石的佩戴性能。在我们的单独宝石列表中,我们除了硬度测量外,还包括许多宝石的耐磨性等级。