Bạn biết gì về kim cương? Liệu có phải chỉ có kim cương mới có thể làm xước được bề mặt của kính và kim cương là vật liệu cứng nhất thế giới?
Hiện tượng phun trào kim cương
Sự biến đổi tự nhiên đã tạo ra những viên kim cương ở độ sâu khoảng 200 km dưới lòng đất, nơi có nhiệt độ cao và áp suất lớn. Sau đó, một hiện tượng địa chất kỳ lạ xuất hiện, được gọi là sự phun trào dòng Kimberlite (Kimberlite là loại đá có chứa kim cương, được gọi theo tên của một thị trấn tại Nam Phi), gần giống với sự phun trào nham thạch núi lửa, phun lên bề mặt và mang theo kim cương. Khi lên đến bề mặt Trái Đất, nhiệt độ của dòng Kimberlite sẽ nguội dần trong khoảng 100 đến 1.000 m trải dài. Khi tìm thấy Kimberlite tức là bạn đã tìm thấy mỏ kim cương! Lúc này chỉ cần đào những khối Kimberlite và lọc lấy kim cương.
Số lượng kim cương được khai thác hàng năm trên thế giới chia ra làm 2 loại: khoảng 20 tấn kim cương công nghiệp (hạt nhỏ) và 6 tấn kim cương viên (dạng đá quý). Tại đất nước sản xuất kim cương nổi tiếng thế giới Nam Phi, mỏ Big Hole đang được khai thác ở độ sâu tới 1 km.
Kim cương nhân tạo
Vào những năm 1920, John Baird, người Australia, một trong những nhà phát minh ra tivi, đã tiến hành thí nghiệm sử dụng nhiệt độ cao và áp suất cực lớn để tạo ra kim cương. Ông đã đổ đầy bình hình ống có dung tích 44 gallon (khoảng 250 lít) toàn than, xi măng và chất nổ. Chất nổ được sử dụng nhằm tạo ra nhiệt độ và áp suất cao. Xi măng được dùng để giữ nhiệt độ và áp suất. Còn than với hy vọng sẽ tạo thành kim cương. Mặc dù đã tiến hành vụ nổ, nhưng Logie Baird không tìm thấy một mẩu kim cương nào trên diện tích 100 m2.
Tuy nhiên, 30 năm sau vụ nổ, vào khoảng giữa những năm 1950, lần đầu tiên kim cương nhân tạo đã được hãng General Electric ở New York (Mỹ) sản xuất thành công. Họ đã bắt đầu tạo ra những viên kim cương dạng đá quý loại nhỏ, nhưng để làm ra chúng còn tốn kém hơn nhiều việc đào những viên kim cương tự nhiên dưới lòng đất lên. Hóa ra kim cương nhân tạo lại… đắt hơn kim cương tự nhiên!
Kim cương không cứng nhất
Để đo độ cứng, người ta thường sử dụng thang độ cứng Mohs do nhà khoáng sản học người Đức Friedrich Mohs tạo ra. Thang độ cứng Mohs có 10 độ, bắt đầu từ 1 (talc - đá tan, rất mềm) đến 10 (kim cương là cứng nhất).
Trước đây, người ta vẫn quan niệm rằng “chỉ có kim cương mới làm xước được mặt kính”. Tuy nhiên, không chỉ kim cương mà ngay cả quặng pha lê (ở thang độ 7), khoáng chất Topaz (thang độ 8) cũng làm xước mặt kính dễ dàng. Thậm chí, Corundum (đá ruby và sarphie, ở độ 9) thực tế còn cắt được cả kính. Như vậy, nhiều loại đá quý tự nhiên khác cũng có khả năng làm xước được bề mặt kính chứ không chỉ kim cương.
Có hai loại kim cương có dạng giống như kim cương tự nhiên gọi là khối Zirconia, vốn không được tạo bởi carbon mà là từ hợp chất của ziriconi và silicat (thang độ 8,5-9,25) và Moissanite (silicon carbide, ở thang độ 8,5-9) không chỉ làm xước bề mặt kính một cách dễ dàng, mà còn có thể cắt được cả kính. Như vậy là có 2 loại đá quý trông giống như kim cương (hay còn gọi là kim cương “rởm”) có thể làm xước được bề mặt kính.
Đặc biệt, hai chất liệu nhân tạo gần đây nhất là vật liệu nano và ultrahard fullerite (carbon-60) đã tước mất danh hiệu “vật liệu cứng nhất thế giới” của kim cương.
Việt Hùng (Theo Australian)
