登陆注册
14889500000093

第93章 人造金刚石的制取

骗局追溯

人类很早就认识了金刚石,坚硬透明的金刚石经过琢磨,称作钻石,被列为世间珍品。同时,在一段漫长的岁月里,它也一直是个谜,谁都不知道它是由什么东西构成的。

随着近代化学的兴起,科学家们开始研究金刚石。1772年,法国化学家拉瓦锡(A.L.Lavoisier,1743~1794)首先证明,天然金刚石原来就是单质碳的一种特殊晶体,并指出了从其他状态的碳可以制得金刚石的途径。1797年,英国化学家台南特(S.Ten-nant,1761~1815)做了一个令人感动的实验,他把自己拥有的贵重金刚石燃掉,以分析所放出的气体,结果弄清金刚石不过是由纯碳构成的。以后,他又对大量生产金刚石的南非金伯利地区的地质进行研究,了解到金刚石是受地下的高温、高压而生成。

那么,对碳施以高温、高压,能不能造成金刚石呢?

根据这种想法,人们做了许多实验。最初宣告成功制出金刚石的人是英国的霍尼(J.B.Hanney),这是1880年的事。霍尼使用了石蜡等碳化氢物质作为碳源,把它同骨油及金属锂混合,放入铁管中密封加热到白炽化。霍尼自称实验了八十多次,多数是以瓦斯泄漏和爆炸告终,但在没有破裂的三根铁管中却发现了坚硬、透明的小颗粒,霍尼说这就是金刚石。他当夜向上报捷,人们开始对他的工作给予很高的评价,但后来因没有人能按照所说的实验重复出结果,也就转为冷淡、怀疑,甚至于嘲笑了。

13年后,法国化学家莫瓦桑宣布人造金刚石成功,并很快获得了科学界的承认。

莫瓦桑是大学教授,在无机化学领域有重大贡献。1886年莫瓦桑第一次在世界上取得单质氟,实验中曾屡遭失败,其间因中毒被迫中断过几次实验,最后终于取得成功。后来莫瓦桑又利用自己发明的高温电炉制取了碳化钙和碳化硅。这些成就及顽强拼搏的科学精神使莫瓦桑在化学界的声威大振。

莫瓦桑在已有成果的基础上开始探索人造金刚石。起初,他想通过制造氟碳化合物后再除去氟的办法得到金刚石,接着又期望碳能结晶形成金刚石,可是这些做法没能成功,仅得到些石墨的残留物。后来,莫瓦桑又设想利用高温电炉把掺有碳的铁熔化,然后突然投入冷水中,铁水表面受冷而急剧收缩时会产生强大的应力,使包裹在其中的碳按着金刚石的结构排列就位,再用酸将铁溶解出来,就可能得到金刚石的小结晶体。这位具有较高科学素养的科学家,沿着自己设计的路子走下去了。1893年2月的一天,莫瓦桑把碳铁化合物溶解于酸后得到一种淤泥状的物质,在显微镜下观察,看到其中含有微小的闪闪发光的八面体,其中竟有一个长度达0.7毫米。

莫瓦桑兴高采烈地向科学院、向报界报告人造金刚石获得成功。由于莫瓦桑近年来在氟化学研究和发明电炉方面取得的声誉,再加上他是一位正直的学者,科学界普遍相信他,人们都真的以为人造金刚石成功了。因为当时世界上排于前五位的一颗钻石被称为“摄政王”,所以人们便把莫瓦桑制得的金刚石颗粒中的佼佼者也誉为“摄政王”。

真相揭密

莫瓦桑真的制取到人造金刚石吗?

尽管没有人对莫瓦桑的人格表示怀疑,但是人们总是不能像莫瓦桑本人那样满足于人造金刚石的一次实验,不管是从科学研究的需要出发,还是从实际需求出发,都希望在莫瓦桑的基础上前进,并尽快转化为实用生产技术。有许多人按照莫瓦桑的设计思路去做实验,可都没有什么结果。科学家不得不开始怀疑,并从“证实”转向“证伪”。经帕森斯(SirC.Parsons)所做的实验证明,根本得不到金刚石。后来人们从莫瓦桑的遗孀那里了解到真情,原来莫瓦桑当年的助手对无休止的反复实验感到厌烦,又想讨莫瓦桑满意,就偷偷地做了手脚,将一颗天然金刚石混入实验材料中,这样便有了“摄政王”的出现。可怜的莫瓦桑,至死也不知道是受了骗,进而又以自己的名义欺骗了世人。

直到20世纪30年代,科学家终于搞清楚,在一般实验里是不能炼出金刚石的。石墨要转化为金刚石,至少需要15000个大气压。而莫瓦桑实验中用铁水收缩所能获得的至多只有几千个大气压。这样,人造金刚石的关键就在于怎样获得高压。

由于美国著名高压物理学家布里奇曼(D.W.Bridgman,1882~1961)的研究,使获得超高压成为可能,1947年,布里奇曼对石墨转化为金刚石作了高温下的超高压实验。50年代,高压技术进一步发展,为新的实验提供了条件,1955年,美国通用电器公司的科学家们在布里奇曼工作的基础上,设计了金属(铬、锰、铁、镍等)催化法,使用一套1600℃和7万个大气压的设备,终于使石墨人工转为金刚石获得成功,这是人类历史上的第一次真正的人造金刚石的成功。

人造金刚石的现代技术是使用1400℃至1500℃的温度和5.5万至6万大气压,使溶于铁、镍催化剂熔体中的碳沉积到金刚石籽晶上,这样可得到直径6毫米的大颗粒金刚石单晶。今天,人造金刚石在科学研究和工业生产中已获得广泛的应用。

同类推荐
  • 红色文丛——体验红色旅游(二)(插图)

    红色文丛——体验红色旅游(二)(插图)

    红色旅游主要是以中国共产党领导人民在革命和战争时期建树丰功伟绩所形成的纪念地、标志物为载体,以其所承载的革命历史、革命事迹和革命精神为内涵,组织接待旅游者开展缅怀学习、参观游览的主题性旅游活动。为了更好地发挥爱国主义教育基地的作用,在“十二五”规划期间,中央决定将红色旅游内容进行拓展,将1840年以来170多年之间的中国近现代历史时期,在中国大地上发生的中国人民反对外来侵略、奋勇抗争、自强不息、艰苦奋斗,充分显示伟大民族精神的重大事件、重大活动和重要人物事迹的历史文化遗存,有选择地纳入红色旅游范围,这就更有利于传承中华民族先进文化和优良传统。
  • 中国古代乐器

    中国古代乐器

    “中国文化知识读本”丛书是由吉林文史出版社和吉林出版集团有限责任公司组织国内知名专家学者编写的一套旨在传播中华五千年优秀传统文化,提高全民文化修养的大型知识读本。
  • 波希米亚人:巴黎拉丁区文人生活场景

    波希米亚人:巴黎拉丁区文人生活场景

    本书生动地刻画了19世纪上半期聚居在巴黎贫穷的拉丁区的一群青年艺术家的日常生活。他们是孤立又执着地坚守在生活边级的一群人,没有固定的职业和收入来源,更谈不上任何社会地位,终日过着白日混迹酒馆、夜晚宿于阁楼、以裁缝为妻、以面包屑果腹的穷苦生活。书中描写的那些落拓不羁的艺术家形象对日后西方的文学潮流以及生活方式都产生了极其深远的影响,从波德莱尔、本雅明到金斯堡、凯鲁亚克,波希米亚人的精神血脉一代又一代地传续下来。如今,波希米亚已成为随意率性、开放自我的生活方式的代名词,成为主流生活的新装点。
  • 中华民族传统美德故事文库——求索攻坚(中)

    中华民族传统美德故事文库——求索攻坚(中)

    本丛书筛选内容主要遵循以下原则要求:(1)坚持批判继承思想,取其精华、去其糟粕。既不全盘肯定,也不全盘否定。坚持抽象继承、演绎发展、立足当代、为我所用。(2)坚持系统整体的原则。注意各历史时期分布;注意各民族的进步人物;注意各层面人物;注意人物各侧面。做到:竖看历史五千年,纵向成条线;横看美德重实践,横向不漏面。(3)坚持古为今用,为我所用原则。在发掘美德资源时,特别挖掘古代人物故事、言论,注重寻找挖掘各阶层、各民族的传统公德、通德、同德;注重人民性、民主性、进步性、发展性、普遍性、抽象性,不求全古代,不求全个体。
  • 二酉文化探幽

    二酉文化探幽

    秦代焚书时,一群卓有远见的知识分子,冒着发配边关或满门抄斩的风险,抢救出一千多卷珍贵的先秦古籍收藏在二酉山石穴。汉武帝广开献书之路后,这批书被完好无损地献给国家,为传承先秦历史文明作出了巨大贡献。二酉山也因此成为历代读书人敬仰膜拜的文化圣山。该书广征博引大量文献史料,结合实地调查得来的第一手材料进行分析研究,旁搜博采、探幽发微,在中国藏书这一深厚的历史文化背景下,对二酉藏书在中国文化传承中的贡献、在民族文化融合中的作用以及酉藏至今的先秦非物质文化遗产等方面开展研究和讨论,不失为一本开二酉文化研究之先河的著作。
热门推荐
  • 扈医

    扈医

    扈者,跋扈也。扈者,随从也。扈医者,跋扈的随行医生,有扈医无生命之忧,只要你的钱包足够厚实。一个医盲如何经历一次次奇遇,把握一次次机遇,用自己的汗水谱写一段医学神话。
  • 凯菲大陆

    凯菲大陆

    自远古时代开始,天资优越的人可以学习法术,从而成为‘天者’。天者拥有远超凡人的强大力量,凡人从而十分尊重、敬畏他们。很幸运,罗轩被测出是天者资质。他因此被送往天者学院学习法术,一次意外,罗轩的命运发生了改变。一段传奇之旅即将开启!
  • 那片天空那个人

    那片天空那个人

    父母的离世,突然出现的表姐,父亲留下的信,家族的秘密,一连串的事情发生在乔奕的身边,让乔奕觉得迷茫的的时候将他带入了一个全新的世界,秩序守护者?父母离世的真相?表姐的昏迷?让乔奕明白了不论他是否接受,但事情已经发生,想要查出当年的真相,想要保护自己所想保护之人,那么就要让自己变得强大,他悄然变了,他离开了那个无知懵懂的年纪,随着他的改变,世界也在悄悄的改变……
  • 江湖闺女

    江湖闺女

    她,深闺千金,清水出芙蓉,天然去雕饰。他,一袭青衣,染一树芳华,两袖清风,诉惊世温柔。而他,他若成佛,天下无魔。再若成魔,佛奈他何。萌新作者,持续更新~喜欢收藏~特别喜欢请给票子~卷大人在此谢过了~
  • 大都市修仙

    大都市修仙

    一个来自仙界的灵魂带着前世的记忆重生在了这个大都市的世界,无数的珍贵功法、无尽的绝世宝物都随着这个灵魂而穿越了。佛家的八宝莲台能够驱邪赶鬼威力无穷。道家的轩辕巨剑能够斩断一切因果轮回。儒家的孔子语录能够培养文胆斩杀一切乱臣贼子。这是一个十分复杂而多变的世界,有妖魔鬼怪横行,也有乱臣贼子作乱,还有诸天神佛主宰世间,各方势力争斗不休,主角赵定天身为人类之中的一个小卒子,不得不被卷入了一场场纷争之中,赵定天竭尽全力保护自己和所爱的人,在这个混沌乱世只有一心向道才能斩断一切破除晦暗迎来光明。
  • 我在天庭收破烂

    我在天庭收破烂

    方寒:“收破烂嘞……收破烂嘞……收烂法宝、破神器、过期丹药嘞!”兜率宫药童:“来来来,收破烂的。你看这颗炼制失败了的九转金丹多少功德。”方寒:“5点!”兜率宫药童:“这么少?7点吧,你看这是上次大圣爷来的时候,落下的一根神通猴毛。给你了。”方寒吆喝一声:“行吧,失败的九转金丹一枚,7点功德嘞”且看一个天庭收破烂的,如何收出个景秀前程!
  • 从群演到天王

    从群演到天王

    徐朗,一名普通的群众演员,偶然间获得了未来的娱乐系统。看他如何一步一步从“跑龙套”开始,走向未来全球天王。
  • 爱在忧伤的日子

    爱在忧伤的日子

    仍然是青春文学。与众不同的青春文学。一名大学生的心灵自传。千千万万个大学生心灵的反映。不以哗众取宏的情节取胜,对当代大学生的生存状况与心理状况的深度挖掘而独树一帜。真实的故事,真实的情感,真实的文字,留给读者永久的震撼。大段大段的发自内心的独白,唯美与忧伤,梦幻与现实交织在一起。爱情与友情是两大主题。爱情向左,友情向右。爱情与友情像两条并行的铁轨,贯穿小说的始终。蓉和昕雯的情感执着而超越时空,但是她们两个始终没有正面出场。友情是难兄难弟式的友情。围绕爱情与友情有很多故事,很多泪水,凌宇的逃离,昕雯的漂泊,艾怜的西藏之梦……因此,本书更像一部长篇散文体小说,而不是情节小说。
  • 锦年思南岸

    锦年思南岸

    太子殿下在前拦,小女子往后退;太子殿下在后截,小女子往前跑!哎呀呀,我的太子殿下啊,你怎么追着奴家不放啊?太子殿下虎躯一震:赵南岸,把本宫的裤头还回来饶你不死!什么?哪个不要命的小贼偷了太子殿下的红裤衩?那可是死罪啊!咦,这个包剑的绸布样子怎么有点奇怪?妈呀!这是太子殿下的红裤衩啊!我的太子殿下呀,不就是偷你一裤衩吗?至于追人家八年吗?殿下,饶命啊!交裤不杀啊!
  • 驾考奇遇记

    驾考奇遇记

    小镇青年贾巴尔参加驾照考试,偶遇10多年前小镇上一桩凶杀案的凶手之一,将贾巴尔的思绪又拉到10多年前的那个初夏,发现参加驾考的诸色人等原来也卷入其中,扮演了不同寻常的角色。