最硬的材質？

Question

鑽石是我所知最硬的礦石，不知是否有比鑽石更堅硬的材質？

Answer 1

鋼金阿，
鋼金是目前最硬的材質，
沒有東西比他硬。
其實這種物質看似遠在天邊，事實上近在眼前，就是您身體上的「骨頭」，您的「股骨」就是最堅硬的物質了，您可能無法相信骨頭這種東西怎麼會比「金剛鑽」還要堅硬呢？
事實上就是如此，科學家已經驗證，骨頭的硬度是鑽石的30倍。
～寶　石　簡　介～



1.鑽石（Diamond）

成分 硬度 比重 折射率 雙折射
碳 10 3.52 2.42 　
　　鑽石是地球上硬度最高、光澤絕倫的礦石，潔淨無色的鑽石最受青睞，但其他變種—從黃色、棕色到綠、藍、粉紅、紅、黑、灰色亦有。由於組成鑽石的碳原子排列均勻，所以其結晶體極為完善。


產地：南非、澳洲、迦納、獅子山、薩伊、波札那、納米比亞、蘇聯、巴西、美國。




2.紅寶石—剛玉（Ruby）

成分 硬度 比重 折射率 雙折射
氧化鋁 9 4.00 1.76-1.77 0.008
　　呈各種不同的紅色，從粉紅、紫紅到褐紅色，取決於其中鉻和鐵的含量。由於晶體常出現雙晶，因而容易產生裂紋，但它實際上非常堅韌，硬度僅次於鑽石。


產地：最好的產於緬甸；另外泰國、阿富汗、巴基斯坦、越南、印度、美國科羅拉多、俄羅斯、澳洲、挪威等地亦出產紅寶石。




3.藍寶石—剛玉（Sapphire）

成分 硬度 比重 折射率 雙折射
氧化鋁 9 4.00 1.76-1.77 0.008
　　所有具有寶石特性的非紅色剛玉，都稱為藍寶石。由於鐵和鈦質所造顏色上的變化，展現多種色調，但最珍貴的是清澈的深藍色。


產地：緬甸、斯里蘭卡、印度喀什米爾、泰國、澳洲、奈及利亞、美國蒙大拿洲、高棉、巴西、肯亞、馬拉威、哥倫比亞。




4.祖母綠（Emerald-Beryl）

成分 硬度 比重 折射率 雙折射
矽酸鈹鋁 7.5 2.71 1.57-1.58 0.006
　　美麗的綠色得自於鉻和釩。罕見完全沒有瑕疵的，所以常以上油彩的方式彌補裂縫，令其生色。為使損失降低，常使用階式切磨法，亦即組母綠切磨法。


產地：哥倫比亞、奧地利、印度、澳洲、巴西、南非、埃及、美國、挪威、巴基斯坦和辛巴威。




5.軟玉（Nephrite Jade）

成分 硬度 比重 折射率 雙折射
矽酸鈣鎂鐵 6.5 2.96 1.61-1.63 0.027
　　軟玉被確認是另一種玉，產狀為纖維性的閃石晶體集合體。韌於鋼的連鎖結構，被視為上等的雕刻材料，起初用作武器，後來用作飾品。其顏色變化不一，從富含鐵的深綠軟玉，到富含鎂的奶油色變種，可能呈同質的、斑點的或條紋。


產地：中國人雕刻軟玉歷史達2000多年，材料初從中亞特基斯坦進口，後從緬甸進。其他有西伯利亞（深綠色，帶黑斑點）、俄羅斯（波菜色）和中國。軟玉也分布於紐西蘭北島和南島的各種岩石中。還有澳洲（黑軟玉）、美國、加拿大、墨西哥、巴西、台灣、辛巴威（深綠色）、義大利、波蘭、德國和瑞士。




6.硬玉（Jadeite）

成分 硬度 比重 折射率 雙折射
矽酸鈉鋁 7 3.33 1.66-1.68 0.012
　　玉有二種；硬玉（又名翡翠）和軟玉。軟玉較為普遍，但兩者均為堅韌、細粒的岩石，適宜雕刻。硬玉由連鎖顆粒結構的輝石結晶組成，產狀顏色繁多，包括綠、淡紫、白、粉紅、棕、紅、藍、黑、橙和黃色。最珍貴的帝王玉，由於鉻的存在而呈現富麗的深綠色。硬玉經拋光後，通常都有酒窩般的外觀。


產地：硬玉產生在變質岩中，產狀為沖積卵石和巨礫。由於風化作用而形成褐色表層，常被融入雕刻和成品中。玉最重要的礦源在緬甸，該國200多年來一直向中國提供雕刻材料給中美洲的印第安人。日江和美國的加洲也有硬玉。




7.金綠寶石（Chrysoberyl）

成分 硬度 比重 折射率 雙折射
氧化鈹鋁 8.5 3.71 1.74-1.75 0.009
　　顏色從綠色、綠黃、黃色到棕色不等，質地堅硬而耐久，特別適宜製作寶石。精心切磨後，雖明亮但無火彩。變石和貓眼寶石這兩個變種，具有自身獨特的性質。珍貴稀有的變石在日光下，可從綠變成紅色、紫紅色，或在白熾嬁下變成棕色。合成的金綠寶石、剛玉和尖晶石都可仿製變石的色彩變化。貓眼石被琢成凸面寶石時，會有白色的線條穿過黃灰色寶石，因為凹槽或羽毛狀的流體內含物，或金紅石的針形內含物所致。最珍貴的淡金棕色，伴有明暗的「牛奶和蜂蜜」效果的陰影。十八、十九世紀受葡萄牙人喜愛的淡黃色金綠寶石被稱為貴橄欖石。


產地：上等的金綠寶石包括變石，在俄國的烏拉爾，大多數已採掘殆盡，該處最大的刻面寶石重達66克拉。各種顏色的水蝕卵石則見於斯里蘭卡的寶石礦礫中。還分布在緬甸、巴西、辛巴威、坦尚尼亞和馬達加斯加。貓眼石產於斯里蘭卡、巴西和中國。




8.拓帕石（Topaz）又稱為「黃玉」

成分 硬度 比重 折射率 雙折射
羥基矽酸氟鋁 8 3.54 1.62-1.63 0.010
　　呈各種不同的顏色：深金黃色黃玉（有時稱為雪利黃玉）和粉紅色黃玉最為貴重，藍色和綠色黃玉也頗受人們喜愛。天然粉紅色黃玉稀有，大部分是黃色黃玉經熱處理加工而成。許多無色黃色經輻射和熱處理後產生不同的藍色，有些用肉眼幾乎難以與海藍寶石區別。有些黃玉有淚狀孔洞，含氣泡或幾種不可混和的液體，此外還有其他內含物，如裂縫、紋理和胍紋等。稜晶黃玉有獨特的菱形橫截面和與其長度平行的條紋，解理完全。

　

產地：產於諸如偉晶岩、花崗岩和火山熔岩中，也見於沖積礦床水蝕卵石中。產地有巴西、美國、斯里蘭卡、緬甸、前蘇聯、澳洲、塔斯馬尼亞、巴基斯坦、墨西哥、日本和非洲。巴西、巴基斯坦和俄羅斯為粉紅色黃玉的產地。




9.蛋白石（Opal）

成分 硬度 比重 折射率 雙折射
水化二氧化矽
凝膠 6 2.10 1.37-1.47 　
　　最硬化的二氧化矽凝膠，含5-10%的水分。與多數寶石不同，是非晶質，會逐漸變乾並出現裂縫。有兩種變種：貴蛋白石，因觀看角度不同，會顯示顏色閃光（虹彩）；普通蛋白石，為不透明狀，沒有虹彩。貴蛋白石的虹彩由其結構－極小的二氧化矽球體規律的排列－繞射光線造成的：圓球越大，顏色範圍也就越寬。貴蛋白石有若干種不同的顏色。


產地：充填況積岩中的孔洞或火成岩中的礦胍，形成石筍或鐘乳石，並在化石木、動物硬殼和骨骸中取代有機物。澳洲自十九世紀以來一直是蛋白石的主要產地。其他還有捷克、美國、巴西、墨西哥和南非。




10.紅色電氣石（Rubelite-Tourmaline）

成分 硬度 比重 折射率 雙折射
複合矽酸硼 7.5 3.06 1.62-1.64 0.018
　　電氣石族中的成員都有相同的基本晶體結構，但顏色各不相同，其中最珍貴的是紅寶石色的紅色電氣石。晶體具有條紋，並帶三角形橫截面和圓形輪廓；也可能具纖維習性，當琢切成凸面型時，會呈現貓眼效果。


產地：俄羅斯的粉紅和紅色電氣石產於風化的花崗岩中，其他還有馬達加斯加、美國、巴西、緬甸和非洲東部。

Answer 2

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Answer 3

lonsdaleite和鑽石一樣，都是由碳組成，但它是六面體晶格，理論物理學家推估這個鑽石的近親硬度，比鑽石高出58%，但它是由小行星撞擊後產生，在自然界幾乎是可遇不可求。

另一個硬角色是含氮化硼的纖鋅礦，如果純度夠的話，會比鑽石硬18%。纖鋅礦在地球上也是很罕見的東西，因為它要在火山強烈噴發時才會形成。

Answer 4

1.股骨不可能比鑽石硬度高。可能的是股骨的彎矩的強度較鑽石高。
2.理論中有比鑽石硬的物質，也是由純碳構成。鑽石的硬度來自於碳分子四個化學鍵的連結力，因此單位體積內炭原子的排列越緊密，化學鍵連結越多，硬度就越高。化學家依照幾何方式可以牌列出比鑽石更高密度的炭結構。問題是怎樣製造出來，還未克服。

Answer 5

有，其實這種物質看似遠在天邊，事實上近在眼前，就是您身體上的「骨頭」，您的「股骨」就是最堅硬的物質了，您可能無法相信骨頭這種東西怎麼會比「金剛鑽」還要堅硬呢？

事實上就是如此，科學家已經驗證，骨頭的硬度是鑽石的30倍。