人造金剛石的故事
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:2017-02-13
金剛石是自然界最硬的一種礦石
。晶瑩美麗的金剛石經過人們琢磨之後
,便成了鑽石
,被人譽為寶石之王
,常常作為貴重的裝飾品
。金剛石除美麗外
,還能派許多用場
,例如做劃玻璃的刀
、牙科醫生做手術用的鑽頭
、唱機上的針尖,但是天然的金剛石埋藏在地底下
,而且在地球上的數量很少
,成了稀有的貴重物質
,根本就滿足不了人們對它的需求
。
19 世紀90 年代
,法國化學家莫瓦桑萌生了人工製造金剛石的念頭
。他想
,要是金剛石能從工廠中源源不斷地生產
,那該多好
!莫瓦桑是一位發明家,1886 年他首先製得單質氟
,1892 年發明高溫電爐
,這些成就曾轟動了整個化學界
,但是要製造金剛石
,卻不是一件容易的事情
。
有一天
,有機化學家和礦物學家查理·弗裏德爾在法國科學院作了一個有關隕石研究的報告
,莫瓦桑去參加了
。聽著聽著
,莫瓦桑被報告人的一段話吸引住了
:“隕石是一個大的鐵塊
,在鐵塊裏混有極微小的金剛石晶體
。”他馬上聯想到石墨礦裏也常混有極微量的金剛石晶體
。這兩個例子正好說明隕石和石墨礦在形成的過程中有可能產生金剛石晶體
,能否將其中微量的金剛石取出來呢
?
為了給自己的設想找到理論根據
,莫瓦桑翻閱了許多文獻資料
,從資料中他了解到拉瓦錫曾作過燃燒金剛石的試驗
,從而證明金剛石的成分主要是碳
。他還看到過德布雷在對隕石做過試驗後發表的一篇論文
,文中指出金剛石是在高溫高壓下形成的
。
莫瓦桑經過認真的調查研究之後
,大膽地提出了製取人造金剛石的設想
,他滿懷信心地對助手們說
:“隕石裏含有金剛石
,而隕石的主要成分是鐵
,那LETOU倒過去
,把鐵熔化
,加進碳
,這樣碳在足夠的高溫下
,有可能生成金剛石
。”助手們聽了老師的方案頻頻點頭
,一致讚同
,希望立即開始合成金剛石的試驗
。
一切準備就緒
,莫瓦桑和助手開始第一次試驗
。他們將一大塊生鐵慢慢熔化
,然後摻進碳
,以後讓它再一點點冷下來
,成為鐵塊
,助手們想鐵裏麵的碳一定已經變成金剛石了
。大家激動萬分
,誰都想先看到人造金剛石的風采
。他們把鐵塊放在鹽酸中
,讓鹽酸把鐵一點點溶解掉
,此時許多雙眼睛在注視著鐵塊
,急切的盼望生鐵趕快消失
,金剛石快快出現
,最後的時刻終於來臨了
,他們看到容器底部隻有黑色的沉澱物
,顯然這不是金剛石晶體
,而是石墨
。
大家像泄了氣的皮球
,一個個垂頭喪氣
,莫瓦桑心裏更不好受
。這是怎麽回事呢
?莫瓦桑想
:應該冷靜下來
,好好地思考一下
。
有一天
,莫瓦桑召集全體實驗人員開會
,研究實驗失敗的原因及如何改進
。一位助手說
:“德布雷理論好像說碳在高溫高壓下才能形成金剛石
,LETOU做的實驗隻有高溫沒有高壓呀
!”大家一聽覺得言之有理。那麽怎樣才能產生高壓呢
?當時大家你一言我一語
,但也沒有說出什麽道道來
。此刻大家把目光不約而同地都投向莫瓦桑
。
“我想出一個方法
,不知行不行
,”莫瓦桑沉思了一會開始發言了
,“大家都知道水結冰時
,體積會膨脹
,所以冰總是浮在水麵上
。生鐵也一樣
,當它從液態變為固態時
,體積也會變大
,如果這時在生鐵的外麵包住東西
,不使生鐵體積變大
,那生鐵內部的壓力不就會大了嗎
?”
這時旁邊的一位助手插話說
:“老師
,您的意思是不是這樣
:先把生鐵熔化
、放進碳
,然後把熔化的生鐵倒進一隻堅固的鋼瓶中,蓋好瓶蓋
,這樣就可以產生高壓了⋯ .”莫瓦桑聽到這裏
,連忙搖搖手說
:“不
!用不著那樣複雜隻要把摻了碳的生灰迅速冷卻
,在生鐵的表麵就會自然而然的結成一層堅硬的鐵殼
,而裏麵仍然是鐵液
,這樣不就如同鋼瓶一樣了嗎
?”大家恍然大悟
,再一次被老師的聰明智慧所折服
。
第二天
,助手們一早來到實驗室
,新的試驗又開始了
。他們先把生鐵塊熔化
,摻進碳後
,迅速讓熔化了的鐵冷卻
,這樣碳既獲得了高溫又有了高壓
,然後再讓生鐵一點點熔解掉
。關鍵時刻又要到了
,這次能不能成功呢
?大家都在默默地注視著容器的底部
。忽然
,不知誰叫了起來
,“你們快看
,沉澱中有小晶體
!”大家不約而同地把頭伸了過去
,果然發現了目標
。莫瓦桑小心地把一粒粒小晶體取出
,一看
,果真是金剛石
。成功了
!終於成功了
!
1893 年2 月6 日
,莫瓦桑正式向法國科學院報告了這一喜訊
。於是這條特大新聞很快就飛向全法國
,飛向了全世界
LETOU專業生產金剛石型號從70/80
、80/100
、100/120
、120/140
、140/170
、170/200
、200/230
、230/270
、270/325
、325/400
、400/500.晶型完整
,粒度範圍窄
。用於生產金剛石工具具有磨削速度快
,表麵光潔度高
,耐磨等優點
。
LETOU一直及時為客戶提供各種類型的產品和優質的服務
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。“精工細作
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