登陆注册
13757300000093

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
  • 不可不知的文化常识

    不可不知的文化常识

    在人生的道路上,不知要经历多少的坎坷。每一次的成功,也许都要经历唐僧取经般的九九八十一难。如果我们的生命真有无限长的话,即使把所有的路都走一遍都无所谓,但事实是生命有限,人生苦短,人生真正能够做事的时间不过是短短的几十年。鉴于此,我们编著了这套《不可不知丛书》,作为读者朋友面对现实生活的一面旗帜,来感召和激励人生,共同朝着美好的未来前进。
  • 河疍与海疍珠疍

    河疍与海疍珠疍

    专门从事水上作业的居民,古时称“疍民”,俗称“水上居民”或“船民”,素来“以舟为居,以渔为业,浮家泛宅,逐潮往来,江舞海噬,随处栖泊”,“以舟为车,以楫为马,往若飘风,去则难从”。经张寿祺先生考证“疍”是传承古南越语音对“艇”或“小船”的称谓以汉字所作出的音译,意即生活在船上的人家。据史料记载,自秦汉晋以降,在我国的巴蜀、江淮、岭南及闽浙等广大地区早有船(蜒)民活动的轨迹。依此而计,从秦汉始有文字记载至今,船民已经历了两千多年的历史变迁了。
  • 中国和中国人

    中国和中国人

    本书集合英国汉学家翟理思的3种著作《中国和中国人》、《中国的文明》、《中国札记》合辑而成,其内容不但包括了中国的历史、文化、制度、法律、教育、宗教、哲学,也包括了中国社会生活和习俗的方方面面:占卜、赌博、和尚、文字、迷信、礼节、娱乐、新年、鸦片、风水、打油诗、妇女的地位、不同时代的风俗习惯等等。
  • 璀璨的中国

    璀璨的中国

    全书介绍了我们伟大的祖国,总共分七章:华夏民族的起源、东方巨龙长城、敦煌岁月、汉诗鉴赏、魏诗鉴赏、唐诗鉴赏、宋词鉴赏。
  • 四川人的安逸生活

    四川人的安逸生活

    外地人说四川人“不成器”,因为老子说“君子不器”。这是四川到道家文化与中原儒家文化的迥异之处。他们也爱自由,诚如裴多菲所说:“生命诚可贵,爱情价更高,若为自由故,两者皆可抛。四川人并不是默默无闻的,试看当今文化界、娱乐界乃至企业界,哪里没有四川人的身影。
热门推荐
  • 爱在转角遇见你

    爱在转角遇见你

    他是豪门出生,天生一副帅气的脸庞。她,普通家庭,好不容易考上了R市的大学。他们相遇,又会有怎样的故事呢?
  • 悟空秘史

    悟空秘史

    ……所以在危难时刻求什么神仙罗汉都没用,重要的是有没那么一只英勇的蚊子。后来我跟师父提这件事时,他却一本正经给我来一句:“万事皆因果,你怎么就知道当时那只蚊子不是为师?或许正因为如此,注定这辈子你得好好保护为师不受伤害。”以至于那段时间我一直思索他的上辈子到底是不是那只蚊子。后来想到他念经的时候嗡嗡作响与蚊子确实有几分相似,才确认他说的话不无道理。……
  • 萌夜家:傲娇蠢萌闹江湖

    萌夜家:傲娇蠢萌闹江湖

    二十一世纪,夜家军因夜北和她的小说而相识,有一天,夜家军们得以从天南地北会聚在一起,他们看到了朝思暮想的偶像夜北大将军,就在那激动人心的时刻,夜家军却离奇的穿越了……那是一个架空的朝代,在陌生的世界夜家军们连生存都是问题,更何况他们分散在这个世界的各个角落,那么,他们将会有什么遭遇呢?他们要怎么办呢?最先重逢的一些夜家军们,在管理们的带领下,建立了“夜隐阁”,他们发展自己势力,在这个弱肉强食的世界生存了下来,同时,他们也在寻找着失散的同伴,他们不愿放弃同伴,也不愿放弃……回家!
  • 回原道

    回原道

    穿越了?不!那是轮回注定的宿命转折!一个俗世少年不经意间走进了一个不一样的世界,在他面前的是条永远也回不到原点的漫漫长路。龙腾凤舞,群雄逐鹿,带你走进另一个真实的世界,感受不一样的洪荒。力求尊重历史重现传说时代恢弘壮阔的背景和惊天地泣鬼神的故事。
  • 永恒之陆

    永恒之陆

    诸神陨落,但关于诸神的历史却随之被抹去。多年后,这片土地又开始了腥风血雨。看一位为复仇的少年在这片土地上闯荡,为此开始一场旅程,从而揭露出被尘封已久的历史。
  • 王俊凯你可知道我从未放下你

    王俊凯你可知道我从未放下你

    ”既然要放弃,为什么做不到,我很爱你,可是你却毫不在乎。“—boy沐允”沐允,你知道吗,我很喜欢你,可是却不知道如何表达。“—boy王俊凯”当决定放弃他的时候,为什么我的心那么疼,但又越爱越深。“—boy岚琪”请你不要离开我的身边,我想要和你在一起”—boy王源“千玺,我走了,或许我们还能见面,希望在没有我的日子里你可以快乐。”-boy若曦“若曦为什么你不给我那么一点点希望,让我可以挽留你。”-boy千玺
  • 蛮荒抢妻记

    蛮荒抢妻记

    更名《蛮荒之力》重发!感谢支持!感谢收藏!
  • 高唐梦

    高唐梦

    李饮家贫,从小习毛体,喜诗词,上高中不久,便开始了大唐开元之旅。本书风格写实,文笔先下重墨,之后会浓淡相宜。——这是芹菜的第一本书,肯定会有许多不尽如人意的地方,真心希望得到大家的宽容、理解与支持。——以下附庸风雅——香草美人,当从那馨香之物始。至于仗剑去国,游历天涯的情志,大唐除了这白之侠气和饮之儒雅,竟是难寻其右。饮穿大唐,唯有缚鸡之力,未得莫测神功。此人生存之道太差,只运气极佳,又因儿时于那诗词歌赋的些许嗜好,竟在大唐成了正果。至于正果究竟为何物,以愚拙见,当是免不了正头娘子以齐家,偏枕美妾以风流。再如治国、平天下者,当是凭栏浊酒咏醉之词,不足为据,只做流年笑谈罢了。
  • 小妻得宠:总裁的邪恶甜心

    小妻得宠:总裁的邪恶甜心

    陆晚晚觉得人生真是太匪夷所思了,处处有惊吓。献血献出个霸道老公来,救人救出个豪门干爹来!陆晚晚一口老血梗在喉中!这是什么样的狗屎运啊!还有抱着她大腿正在表白的小包子!”晚晚,晚晚,小小长大了娶你当老婆好咩~?“某男面无表情的看着缩小版的自己:”想要老婆?自己找去!“
  • 青龙雇佣兵

    青龙雇佣兵

    对祖国对民族无限的忠诚,对爱情绝对的忠贞不渝,韩铮说:万花丛中过片叶不沾身!青龙雇佣兵的格言:顺我者昌逆我者亡