钻石是由什么组成的 为什么石墨在高温高压下可以制成钻石

2021-09-15 17:16:31
来源:中国化工报

19世纪末,科学家已经认识到钻石就是由碳元素组成的,而且结合陨石中的微小钻石等证据,大家猜测石墨在高温高压下可以制成钻石。

但当时科学家对于“高压”到底应该高到什么程度是没有概念的。莫瓦桑提出了一种实验方案,他想到利用热胀冷缩的原理给它加压。他设计了一种特殊的装置,在熔化的铁液中掺入少量的碳,使碳和铁液混在一起,然后把烧红的铁液一下子倒入冷水中,熔化的铁立即变成了固体,同时内外产生非常强大的压力,将碳变成人造钻石。莫瓦桑和助手烧了一炉又一炉,却只能得到一些淤泥状的石墨。莫瓦桑坚信自己的思路是正确的,于是让助手一直烧下去。

终于在1903年,莫瓦桑得到了一小块钻石,直径0.7毫米左右。莫瓦桑欣喜若狂,马上把这个成就上报了法国科学院。科学院也马上把这个成就通报给了全世界。

1906年,诺贝尔奖以5票对4票、1票弃权的投票结果,将诺贝尔化学奖颁发给了莫瓦桑。委员会宣称莫瓦桑获奖的原因是在氟单质方面的贡献,但很难说“人造钻石”这个成就对评委会产生了多大的影响,在颁奖典礼的演讲中,莫瓦桑本人也一直在讨论金刚石的事情。

但莫瓦桑去世后,科学家在研究中逐渐认识到,铁水凝固能够提供的压力其实远不足以让石墨结晶成为钻石,那么莫瓦桑的“人造钻石”是哪里来的呢?

通过对莫瓦桑身边人的访问,谜题逐渐解开。原来助手当年一炉一炉烧铁水实在是烧烦了,但又无法让莫瓦桑改变心意。于是他偷偷扔了一小块钻石进去,假装是石墨结晶出来的。本来助手只是对工作心生不满,想骗骗老板,结果到头来骗了全世界。甚至在一定程度上间接帮老板骗到了诺贝尔奖。

关键词: 组成 钻石 高温高压 石墨

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