金刚石与磨料磨具工程
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堪比金刚石的红宝石,是什么元素让它看起来那


这是珍贵的红宝石。 宝石之后 红宝石像火焰一样鲜红。英文名是Ruby,来自拉丁文ruber。它的本义是红色。它象征着激情、激情和美丽而忠诚的爱情。它被称为“爱情之石”。现在,西方国家也将结婚40周年称为“红宝石婚”,以歌颂永恒的爱情。


从矿物学的角度来看,红宝石其实就是刚玉,其主要成分是氧化铝。刚玉是目前已知的最耐用的结晶氧化铝。有时它含有微量的铁、钛或铬。它的硬度非常高,仅次于金刚石。 1812年,德国矿物学家莫斯首先提出了矿物硬度的标准,即莫氏硬度。以下10种矿物的硬度用1-10表示:滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、正长石、石英、黄玉、刚玉和刚玉。这里的硬度值不是绝对的硬度值,而是以硬度的顺序表示。从莫氏硬度值可以看出,钻石的硬度为10,其次是刚玉,为9。钻石只能在其表面涂上其他字样。正因为如此,有人这样看待红宝石:如果钻石是“宝石之王”,那么红宝石就是“宝石之王”。


过去,一些矿工错误地认为,如果将一颗暗淡的红宝石埋在地下,它最终会变成鲜红色,并认为红宝石是刚玉家族中最成熟的成员。虽然他们的理解是错误的,但红宝石越红,价值越高。血红宝石最为珍贵,俗称“鸽血红”。因为它的宝石比钻石更珍贵。如果超过2克拉,则非常珍贵。世界上最大的“鸽血红”仅重55克拉。在瑞士日内瓦的一场拍卖会上,一颗 15.97 克拉的缅甸“鸽血红”宝石以每克拉 227 万美元的价格售出。这是红宝石有史以来的最高单价。 现代科学研究发现,红宝石不像以前那样成熟和玫瑰色。这是由于刚玉中混入了其他元素。纯刚玉是无色的,但含有少量的铬、铁、钛、锰、钒等,会改变刚玉的颜色:含铬的主要是氧化铬,含量超过1会使刚玉呈现红色,即红宝石;含铁和钛的刚玉呈蓝色,含镍较多的刚玉呈黄色,含锰较多的刚玉呈玫瑰色。


红宝石是鲜红色的,因为它含有铬。在一定程度上,刚玉中铬含量越高,其颜色越亮。 铬使宝石绚丽多彩 说起铬,我们并不陌生,因为我们每天使用的不锈钢厨刀、汽车配件等器具都含有这种物质,它被称为最硬的金属。其表面具有银色光泽、熔点高、质地坚硬、耐磨、耐高温、耐腐蚀;用它制成的不锈钢不仅强度高,而且耐热性高,不易生锈,因此被广泛应用于冶金、化工等行业。应用。


有趣的是,铬的英文名称来自希腊语,本义是“颜色”,因为许多铬化合物有不同的颜色。例如,三氧化铬呈深绿色,重铬酸钾呈橙红色,重铬酸铵呈橙色,铬酸钠呈黄色。几乎每一种铬化合物都有自己独特的颜色。铬,就像变色龙一样,让化学品世界变得丰富多彩。 为什么铬能使无色刚玉变成鲜红色? 在解释这个现象之前,我们需要了解两个问题:第一,宝石的颜色是什么?宝石的颜色实际上是它选择性吸收不同波长的可见光的结果。当白光照射在宝石上时,它会吸收一部分光并反射或透射另一部分光。我们眼睛观察到的颜色实际上是反射或透射光的颜色;吸收光的颜色消失。第二项是矿物同构。顾名思义,就是指不同的物质可以表现出相同的外观。严格来说,是指矿物晶体结构中的某个粒子(原子、离子或分子)被其他类似粒子所取代,但该矿物的结构保持不变。这种现象能否发生不仅取决于粒子本身的性质,还取决于外界温度和压力等物理条件。


在刚玉中,一旦外部环境条件合适,外部的铬原子(Cr3+)就会以同构的形式取代部分铝原子(Al3+)。有学者对红宝石进行了光谱分析,结果表明可见光强度最高的吸收峰出现在420nm(对应紫光波长)和550nm和570nm(对应绿光和黄光波长)。绿灯)。虽然它也可以吸收其他色带,但它的强度很小。因此,红宝石的颜色是紫、绿、黄的混合色,即以红色为主色。理论上,铬原子具有三个价电子,它们可以自由改变能级。当暴露在可见光下时,电子吸收光能,这足以保证电子可以从一种基态能级跃迁到另外两种基态能级。跃迁到这两个不同能级所吸收的能量相当于紫光和黄绿光,其余部分吸收的白光变成红色变成红宝石。 可能喜欢研究宝石的人会发现另一个奇怪的问题:宝石级祖母绿呈亮绿色,这也是铬造成的。为什么铬的存在会使一颗宝石变红而另一颗变绿?事实上,这是因为在宝石级硬玉中,虽然铬原子(Cr3+)以同构形式取代了部分铝原子(Al3+),但硬玉中含有较多的铍(be2+)和硅(si4+)离子,削弱了配位电的强度。祖母绿周围的领域。换句话说,电子从一个能级跃迁到另一个能级只需要吸收相对较少的能量。这个能量对应红光带,也就是说红光大部分被吸收,剩下的混色变成翠绿色。