Chắc hẳn ai trong chúng ta đều biết về kim cương bởi vì kim cương được mệnh danh là vị vua của đá quý. Nó sở hữu vẻ đẹp vượt thời gian và có giá trị kinh tế cao. Không những vậy mà nó còn được coi là một trong những vật liệu cứng nhất trên thế giới. Những chia sẻ dưới đây sẽ giúp chúng ta hiểu thêm về kim cương và sẽ giúp ta giải thích được tại sao kim cương lại cứng như thế.
Nội dung
Tại sao kim cương lại cứng?
Kim cương là khoáng vật có độ cứng cao nhất trong các khoáng vật, là quán quân về độ cứng. Tại các cửa hàng bán kính, người thợ dùng kim cương làm lưỡi dao để cắt kính. Ở các máy khoan sâu, người ta cũng dùng mũi khoan có lắp mũi kim cương làm tăng vận tốc xuyên sâu của mũi khoan lên nhiều lần.
Kim cương cứng như vậy là do chúng thuộc họ hàng nhà cacbon và các nguyên tử cacbon được xếp thành tinh thể đều đặn. Mỗi nguyên tử cacbon nối chặt chẽ với 4 nguyên tử chung quanh. Tạo nên một tinh thể có cấu trúc rất bền chắc nên có độ cứng cực cao.
Sản lượng kim cương trong thiên nhiên rất ít, chúng thường bị vùi lấp ở những lớp sâu trong vỏ Trái Đất. Với một điều kiện nhiệt độ và áp suất rất cao của các lớp dung nham nằm sâu trong lòng đất. Cacbon mới có khả năng kết tinh để thành các tinh thể kim cương.
Do sản lượng kim cương thiên nhiên rất ít nên kim cương mang giá trị rất lớn, rất quý. Nên người ta đã tìm cách dùng nhiệt độ cao và áp suất cao để chế tạo kim cương nhân tạo. Người ta chứng minh rằng với nhiệt độ cao đến 2000°c và dưới áp suất 5,065.107 pascal (tức là 50.000 atm) trở lên mới đạt trạng thái ổn định. Gần đây ngưòi ta đã áp dụng điều kiện tương tự trên để biến than chì thành kim cương.
Sau khi chúng ta biết được tại sao kim cương lại cứng thì chúng ta sẽ đến tới phần tiếp theo để hiểu thêm một số tính chất vật lý của loại đá quý này.
Tính chất vật lý của kim cương
Màu sắc
Màu sắc của kim cương khá đa dạng: không màu, xanh dương, xanh lá cây, cam, đỏ, tía, hồng, vàng, nâu, cả đen. Kim cương thiên nhiên thường bị lẫn tạp chất và chính nhờ những tạp chất ấy tạo lên màu sắc rực rỡ cho chúng. Thông thường Nitơ là nguyên nhân chính dẫn đến kim cương có màu sắc.
Xem thêm: Màu sắc kim cương khác nhau có giá trị khác không?
Độ bền nhiệt độ
Ở áp suất khí quyển (1 atm) kim cương không ổn định và có tính chất giống như than chì có thể bị phân hủy. Kim cương cháy ở nhiệt độ khoảng 800°C trong điều kiện có đủ ôxy.
Với nhiệt độ và áp suất bình thường thì một viên kim cương chỉ có thể bị biến đổi thành than chì. Sau một khoảng thời gian bằng khoảng thời gian đủ để vũ trụ hình thành cho tới nay (khoảng 15 tỷ năm).
Tính chất quang học
Kim cương có khả năng tán sắc tốt, do kim cương có chiết suất biến đổi nhanh với bước sóng ánh sáng. Điều này giúp kim cương có khả năng biến những tia sáng trắng thành những tia sáng màu sắc. Giúp nó tạo nên sức hấp dẫn riêng của trang sức kim cương. Chiết suất của kim cương khoảng 2.417 cao hơn gấp 1.5 lần chiết suất của thủy tinh thông thường.
Độ lấp lánh của 1 viên kim cương, đặc trưng cho cách ánh sáng tác động lên một viên kim cương, thường được gọi là là “adamantine“.
Tính dẫn điện
Ngoại trừ kim cương xanh dương ra thì mọi kim cương điều là chất cách điện tốt. Lý do, vì trong kim cương xanh có chứa loại tập chất dẫn điện mà các loại kim cương khác thì không. Tuy nhiên, một số kim cương xanh dương được tìm thấy ở Úc lại không có tính dẫn diện do thành phần không chứa tạp chất dẫn diện.
Với những chia sẻ trên tôi tin rằng các bạn đã hiểu được tại sao kim cương lại cứng cũng như những tính chất vật lý khác của chúng.
Từ khóa bài viết:
- tại sao kim cương lại cứng
- tinh thể kim cương
- tại sao kim cương cứng hơn than chì
- kim cương có dẫn điện không