莫桑石

莫桑石(英語:moissanite)或稱摩星石,是天然碳化硅晶体的别称,因1893年由法国化学家亨利·莫瓦桑(Henri Moissan,1852~1907)最先发现而得名。天然碳化硅在地球自然界中极其罕见,只在一些陨石超基性岩(比如钾镁煌斑岩金伯利岩)中发现过,开采到的晶体尺寸和数量也不足以用作珠宝,因此现今市面上的莫桑石基本上都是实验室中人工合成生产的。

碳矽石,碳化硅
基本資料
類別化合物
化學式碳化矽 - SiC
性質
分子量40.10 u
顏色無色、藍、綠、黃綠、黃色
晶系六方晶系
解理[0001] 不明顯
斷口貝殼狀
摩氏硬度9.25
光澤玻璃,次金屬光澤
條痕灰綠色
透明性透明至不透明
密度3.218 - 3.22g/cm³

碳化硅属于超硬材料,硬度為9.25,略低于钻石折射率略高於鑽石(2.648~2.691),色散也佳(0.104)。相较于其他材料,它的導熱係數2.3-4.9 W/K·cm,接近鑽石的26 W/K·cm[1]。人工合成的碳化硅價格為鑽石的十分之一,因此被認為是鑽石的良好替代品。碳化硅晶体和薄膜有许多工业用途。大颗粒的碳化硅单晶可用于生产珠宝(仿钻石),主要由美国珠宝商Charles & Colvard销售,其专利于2016年到期。

對於用於珠寶的莫桑石,因其外觀與鑽石非常相似,重量亦相當接近,早於1997年,珠寶業界已經視莫桑石為新型的鑽石「替代品」[2]。寶石鑑定所會註明它的寶石類別為Synthetic Moissanite(合成莫桑石)[3]

用途编辑

 
莫桑石订婚戒指

除了作为装饰珠宝以外,莫桑石因其高硬度和低成本可以作为工业金刚石的替代品用于高压试验中[4]。因为莫桑石的导热性与钻石相似,也可以用于电子和热能器材中,比如发动机的保护电路、执行器和蓄电系统[5][6]。同时莫桑石还具有热释光[7],因此在测量放射性剂量方面也有用途[8]。此外,碳化硅金刚砂也大量被用于工业研磨和切割、制造复合装甲单兵护甲中的防弹板、天文望远镜的镜面材料[9][10]、生成石墨烯的载体[11][12]以及铁路车辆的牵引变流装置。

参考文献编辑

  1. ^ 余樹楨. 了不起的結晶—金剛石. 中華民國科技部科技大觀園網站. 2011-02-09 [2020-07-10] (中文(繁體)). 
  2. ^ Kurt Nassau, Shane F. McClure, and Shane Elen, James E. Shigley. Synthetic Moissanite: A New Diamond Substitute. Gemological Institute Of America. [1997-12-31]. 
  3. ^ RAGAZZA寶石行. 莫桑石都有證書嗎?. RAGAZZA. [2020-03-01]. 
  4. ^ Xu J. & Mao H. Moissanite: A window for high-pressure experiments. Science. 2000, 290 (5492): 783–787. Bibcode:2000Sci...290..783X. PMID 11052937. doi:10.1126/science.290.5492.783. 
  5. ^ Zhang J.; Wang L.; Weidner D.J.; Uchida T.; 等. The strength of moissanite (PDF). American Mineralogist. 2002, 87 (7): 1005–1008 [2020-05-01]. Bibcode:2002AmMin..87.1005Z. doi:10.2138/am-2002-0725. (原始内容存档 (PDF)于2018-04-17). 
  6. ^ Bhatnagar, M.; Baliga, B.J. Comparison of 6H-SiC, 3C-SiC, and Si for power devices. IEEE Transactions on Electron Devices. 1993, 40 (3): 645–655. Bibcode:1993ITED...40..645B. doi:10.1109/16.199372. 
  7. ^ Godfrey-Smith, D.I. Applicability of moissanite, a monocrystalline form of silicon carbide,to retrospective and forensic dosimetry. Radiation Measurements. Aug 1, 2006,. Volume 41 (7) [23 December 2017]. 
  8. ^ Bruzzia, M.; Navab, F.; Piniac, S.; Russoc, S. High quality SiC applications in radiation dosimetry. Applied Surface Science. 12 December 2001,. Volume 184 (1–4): Pages 425–430. Bibcode:2001ApSS..184..425B. doi:10.1016/S0169-4332(01)00528-1. 
  9. ^ The largest telescope mirror ever put into space. European Space Agency. [2009-06-06]. (原始内容存档于2012-10-19). 
  10. ^ Petrovsky; G. Tolstoy; 等. 2.7-meter-diameter silicon carbide primary mirror for the SOFIA telescope. Proc. SPIE. 06/1994, 2199: 263-270 [2020-05-01]. Bibcode:1994SPIE.2199..263P. doi:10.1117/12.176195. (原始内容存档于2014-04-19). 
  11. ^ de Heer; Walt A. 19. Epitaxial graphene. Sattler, Klaus D. (编). Handbook of Nanophysics (free download). Taylor and Francis. 2010. ISBN 1-4200-7538-1. 
  12. ^ de Heer, Walt A.; Berger, Claire; Wu, Xiaosong; First, Phillip N.; Conrad, Edward H.; Li, Xuebin; Li, Tianbo; Sprinkle, Michael; Hass, Joanna; Sadowski, Marcin L.; Potemski, Marek; Martinez, Gérard. Epitaxial graphene (PDF). Solid State Communications. 2007, 143 (1–2): 92–100 [2009-07-31]. Bibcode:2007SSCom.143...92D. doi:10.1016/j.ssc.2007.04.023. (原始内容 (free download)存档于2008-12-09). 

延伸閱讀编辑