宝石的力学性质.
独山玉的物理性质和力学特点
独山玉的物理性质和力学特点独山玉是一种稀有珍贵的宝石，其物理性质和力学特点使其成为珠宝界的瑰宝。
在本文中，我们将详细介绍独山玉的物理性质和力学特点。
物理性质：1. 化学组成：独山玉的化学名称为矿物钙锆硅石，化学式为CaZrSi2O7。
它主要由钙、锆、硅等元素组成，并含有微量的稀土元素。
2. 结晶结构：独山玉的结晶结构为单斜晶系，晶体呈菱形或长方形，通常呈现出辐射状或放射状的纹路。
3. 硬度：独山玉的硬度为7.5-8，较硬，仅次于钻石和蓝宝石，因此具有很高的抗刮擦能力。
4. 折射率：独山玉的折射率为1.65-1.71，因此具有良好的光学性能，能够使光线发生折射和反射。
5. 颜色：独山玉的颜色多种多样，从浅绿色到深绿色均有，其中深绿色的独山玉最为珍贵。
力学特点：1. 密度：独山玉的密度一般在3.3-3.5g/cm³之间，具有一定的重量感，使其更具珍贵感。
2. 光泽：独山玉具有玻璃光泽或脂光泽，使其看起来更加晶莹剔透，光彩照人。
3. 脆性：独山玉属于脆性材料，具有一定的易碎性，因此在佩戴和保养时需要小心谨慎，避免碰撞和摔落。
4. 源自独山：独山玉得名于中国贵州省独山县，因此具有独特的地域特点。
独山玉的产地有限，进一步增加了其稀有度和珍贵度。
5. 加工性能：独山玉在加工和雕刻方面具有较好的性能，可以用来制作各种珠宝首饰、摆件和工艺品。
总结：独山玉作为一种稀有的宝石，拥有独特的物理性质和力学特点。
它的化学组成、结晶结构、硬度和折射率使得它在珠宝界具有极高的价值。
同时，独山玉具有一定的重量感和玻璃光泽，赋予它迷人的外观。
然而，独山玉也是一种脆性材料，需要小心保护和使用。
由于其产地有限，独山玉更加珍贵和稀有。
它的加工性能也使其成为各种珠宝首饰和工艺品的理想材料。
通过了解独山玉的物理性质和力学特点，我们能够更好地欣赏和保护这一珍贵的瑰宝。
宝石的力学性质.
宝石的力学性质硬度：是指宝石抵抗外力（刻划、压入、研磨等）作用的能力。
常用的宝石硬度是摩氏硬度——相对刻划硬度。
Hm以10种矿物的硬度为标准，从小到大：1．滑石 2石膏 3方解石 4萤石 5磷灰石 6正长石 7石英8黄玉 9刚玉 10金刚石（指甲2.5，铜针3，小刀铁5，钢5.5，玻璃5.5）上述各等级之间只表示相对大小，等级之间的差异是不均等的。
压入硬度（维氏硬度）：测试仪器是一种带压头的显微镜装置，压头为金刚石四棱角锥，借助测量压头在宝石光滑面上压出显微压痕的大小来计算硬度，这种硬度称压入硬度，又称维氏硬度。
如金刚石6500kg/mm2，刚玉2085kg/mm2，黄玉1648kg/mm2……研磨硬度（罗氏相对研磨硬度，以石英为100）金刚石117000 刚玉833 黄玉146 石英100……硬度具有异向性，宝石加工中必须了解哪些方向容易琢磨如：金刚石八面体面硬度最大，而立方体面硬度最小，金刚石同一晶面，不同方向硬度也不同。
决定宝石硬度的因素主要是晶体结构中原子间的结合力（键力），具有共价键的硬度大（如金刚石），分子键的硬度小（如滑石）、离子键者硬度中等。
对玉石类（晶体集合体），其硬度一方面与组成玉石的矿物种类有关，另一方面还与晶粒间的粘结力有关。
解理、裂开与断口解理：晶体受外力打击，严格沿一定的结晶学方向破裂成平面的固有性质。
解理的产生：受外力沿面网间结合力弱的方向裂开成平面。
解理主要根据破裂成平面的难易程度、平滑程度划分为四级：（1）极完全解理：明显、光滑平整云母（2）完全解理：显著、平整方解石（3）中等解理：清楚、不平整金刚石、角闪石、辉石（4）不完全解理：断续可见橄榄石解理的发育程度与面网间距、质点性质、键性有关。
解理是晶体特有的性质，是各向异性的突出表现。
斜方柱解理见于斜方晶系或单斜晶系的晶体。
菱面体解理或裂开见于三方晶系的晶体。
金刚石{111}四组中等解理方解石{101}菱面体三组完全解理辉石、角闪石{110}柱面解理、二组中等、辉石近正交、角闪石斜交黄玉{001}一组完全解理解理特征可用于宝石鉴定、宝石加工中裂理（裂开）：宝石在外力作用下，有时沿双晶结合面、定向包裹体分布面或结构缺陷的面裂开成平面的性质（也是沿着一定的结晶学方向裂开，但不是其固有性质）刚玉常依 {101}三组裂开较少依{0001}一组裂开。
宝石的物理性质
第三节 宝石的物理性质一、宝石的光学性质(一）光的本质(二）宝石的颜色(三）宝石的折射率和色散(四）宝石的光泽和透明度(五）宝石的多色性(六）宝石的特殊光学效应宝石的光学性质宝石的力学性质宝石的物理性质(一）光的本质光的本质是电磁波，在极为宽阔的电磁波谱大家族中，可见光的光波只占有很小的空间(波长范围在380nm-770nm)，包含了人眼可辩别的紫、靛、蓝、绿、橙、红七种颜色。
电磁波宇宙射线—γ射线—X射线—紫外光—可见光—红外光—短无线电波—无线电波—长无线电波。
光波是一种横波，其振动垂直于光波的传播方向。
自然光自然光即一束光线内朝同一方向传播的亿万条光波组成的，正常情况下振动方向是全方位的，即朝所有方向振动的光叫自然光；振动被局限于一个方向，被称为平面偏振光，也称偏振光。
(二）颜色颜色：从物理意义上讲，颜色意味着一定波长范围的电磁波辐射，当其刺激我们的视神经时，我们就产生了颜色的感觉。
颜色是具有一定波长的电磁波。
一定波长的可见光，会呈现一定的颜色。
体色：透射色表色：反射色宝石的颜色是宝石与不同波长的可见光相互作用的结果。
当对不同波长的可见光选择吸收时,宝石呈不同的颜色。
在可见光区400-700nm 范围内，由七色光波组成。
从长波一端向短波一端的顺序依次为：红色 700nm, 橙色 620nm, 黄色 580nm ，绿色510nm ，青色480nm ，蓝色470nm ，紫色 420nm 。
两个相邻颜色之间有一系列的过渡色。
当宝石对可见光中各单色光没有或均匀吸收时，宝石呈白色-灰色-黑色，当吸收率小于20%时，呈白色；吸收率为20%-80%时，宝石呈灰色；吸收率为80%以上时宝石呈黑色。
1.宝石的颜色红外光紫外光700nm 400nm 可见光（白光）光的选择吸收（小结）均匀吸收：无色——白——灰——黑选择吸收：彩色原色光、互补色光原色光（三原色）：红、绿、蓝三种色光称为原色光。
互补色光：两种色光混合后呈现白色则称它们为互补色光，如红和青、黄和蓝、绿和品红。
钻石的性质
宝石材料的折射率越高，其临界角越小。
钻石的临界角仅为24°26″,远小于其他许多宝石;成品钻石的亭 角在40°左右时，来自冠部的入射光即可全内反射.而其他宝石 则需要大得多的亭角,因而也就要深得多的亭部，给镶嵌带来困难
宝石的反射率可以换算,折射率越大反射率越大。
第五节 钻石的其它物理性质 一、润湿性
钻石的表面不能润湿，不能呈薄膜状附着在其表面，仅 能以水滴状存在。
二、亲油性
钻石具有明显的亲油脂性，在首饰佩带过程中很容易将油 垢、污垢吸附在表面。亲油性被用在钻石的回收上。
三、化学的稳定性
钻石对于化学腐蚀剂如氢氟酸、盐酸、硫酸和硝酸， 具有很高的稳定性。钻石在这些试剂中清洗不受损失。
白光通过内反射 分解成组成色
宝石的色散值是用选定的两种不同波长的光--弗朗霍夫 谱线的B、G线（686.7nm 和430.8nm)所测得的折射率 的差值。
钻石的色散值为0.044
火彩:所有透明宝石都能或多或少地使光产生色 散.一些宝石当在灯光下转动时，从某些刻面会显 示明亮颜色的闪烁。这种效应称为火彩。
第一节 钻石的力学性质
一、硬度
硬度是指宝石对刻划的难易程度，承受摩擦的能力以及抵抗更 硬物质压力的能力。
钻石的摩氏硬度为10，是自然界中迄今已知的最硬的材料。虽 然钻石的硬度随结晶方向有一 些变化--差异硬度，但不论是 沿任何方向，钻石的硬度依然比其他任何材料要高许多。
1、刻划硬度(麾氏硬度)
指矿物之间抵抗刻划能力的相对大小
一力学性质一力学性质二光学性质二光学性质三热学性质三热学性质四电学性质四电学性质五其它物理性质五其它物理性质第一节第一节钻石的力学性质钻石的力学性质一硬度硬度是指宝石对刻划的难易程度承受摩擦的能力以及抵抗更硬物质压力的能力
任务1宝石的力学特性
任务1 宝石的力学特性宝石的力学特性是宝石在外力作用下表现出来的各种特性。
一、解理、裂理、断口1、解理宝石受到外力作用后，沿一定结晶学方向裂开成光滑平面的性质称为解理，其破裂面为解理面。
解理是宝石固有的性质，是由晶体结构所决定的，具有方向性。
同一个方向称为一组解理，而一个方向可以裂开成无数个面。
晶体中不同方向的键力不同，键力最弱的方向容易产生解理。
不同宝石的解理发育程度和组数不同，同种宝石具有相同的解理。
按照解理产生的难易程度分为：完全解理、中等解理、不完全解理、无解理。
完全解理的宝石如：托帕石、萤石、方解石等等；中等解理的宝石如：钻石、长石、金绿宝石等等；不完全解理的宝石如：橄榄石、磷灰石、锆石等等；无解理也称为极不完全解理的宝石如：石英、碧玺、尖晶石等等。
利用钻石的解理特性，可以将其劈开，去掉杂质部分。
严格地说，具有完全解理的宝石不宜制作成首饰，加工时要特别注意，如托帕石具有一组平行于底面的完全解理，加工时要求台面与解理面夹角50左右，以保证不会裂开。
解理在鉴定宝石过程中十分有用，例如，紫晶与紫色方柱石的性质相似，而紫晶无解理，紫色方柱石具有一组中等和一组不完全解理。
钻石的腰棱可能出现因解理而造成的“须状腰”，可帮助区别其仿制品。
翡翠中的翠性又称“苍蝇翅”，是解理面的闪光，是鉴定翡翠的依据之一。
2、裂理裂理又称为裂开，是宝石矿物在外力打击下有时可沿一定结晶方向裂开成平面的性质。
裂开面又称为裂理面。
裂理的形成与包裹体和机械双晶有关，是由外因引起的，而解理是宝石固有的属性，两者有本质的区别。
宝石裂理的发生具有偶然性，最常见的是刚玉的裂理。
3、断口断口是指宝石受到外力作用后出现的一种随机性无方向的破裂。
解理与断口是此消彼长的关系，解理越发育，断口就越不发育，反之亦然。
解理只在晶体材料中才出现，而断口在大多数宝石中都出现。
某些断口可以作为鉴定性依据，如玻璃破裂后形成弯曲的断口，称为贝壳状断口，这种断口常出现在非晶质宝石或者解理极不发育的宝石中，如石英、绿柱石等等。
宝石鉴赏_宝石的物理性质(一)-ppt
宝石中常见的致色元素及产生的颜色
致色元素
产生的颜色
Cr
红色、绿色
Fe
红色、绿色、蓝色、黄色
Mn
粉红色
Ti
蓝色
V
绿色、蓝色
Co
蓝色
Ｂ、物理因素 一些物理作用如光的干涉、衍射、散射作用也会
使宝石产生颜色。如欧泊中的五颜六色是因此其中的 二氧化硅小球对可见光的衍射作用而形成的。
4、颜色的宝石学意义 1）颜色是体现宝石的美丽的重要方面。许多宝石之 所以受到人们的青睐，是因为它具有绚丽多彩的颜色。
2）颜色是评价宝石的质量的重要因素，如在钻石、 红宝石等宝石的质量评价中，颜色是十分重要的方面。
3）颜色是鉴定宝石最直观的依据之一。
二、折射率与双折射率 1、光的折射与折射率
当光波从一种介质进入另一种介质时其传播方向和 传播速度要发生改变。这种现象称为光的折射。
根据折射定律有式中α、β分别为入射角和折射角。v1 和v2分别为光在介质1和介质2中的速度。
第三节 宝石的物理性质
内容简介
宝石的物理性质是评价和鉴定宝石的主要依据。 本节主要介绍宝石的光学性质(如宝石的颜色、折射、 色散、光泽、透明度等)、力学性质（如密度、硬度 等）、发光性和热学性能等。
宝石物理性质是对宝石进行鉴定和评价所必须了 解的基础知识。
学习内容
宝石光学性质 ：颜色、折射率与双折射率、多色性、 色散、光泽、透明度、特殊光学效应。
2、双折射与双折射率
有些物质当入射光照射时会产生两条方向不同的折射光，这种现象
称为双折射。因此，就会得到两个折射率。二者之差称为该物质的
双折射率。
有些宝石没有双折射，有些宝石有 双折射，双折射率对宝石的鉴定具 有重要意义。
宝石的力学性质
四、相对密度：（或密度g/cm3）
宝石在比它密度大的液体中上浮，比它密度小的 液体中下沉，相同密度中悬浮。
重 液 法
实验中常用的重液为：
1、三溴甲烷（稀释） SG 2.65 RI1.59 2、三溴甲烷（微黄色液体） SG 2.89 3、二碘甲烷（稀释） SG3.05
假解理（裂理）
沿平行于双晶面方向 的破裂或裂开。
这种现象在红宝石和 蓝宝石以及一些重要的宝 石原石中常见。红、蓝宝 石矿物常因聚片双晶发育， 遂产生（0001）或（1011） 裂理，也就是平行于底面 裂开。
四、相对密度：（或密度g/cm3）
相对密度：在4℃温度及标准大气压的 条件下，材料的质量与等体积水的质量 之间的比率。
4、二碘甲烷（黄色液体）
SG3.32
RI1.742
ห้องสมุดไป่ตู้
优点：能精确测定较小宝石SG。 缺点：其中一些重液属于危险品，或价格昂贵， 应在通风设备好的实验室中使用。
某些晶体由于晶体不同方向的结晶差异性，反应 在相同矿物的不同方向的单晶面上硬度不同，宝石矿 物在垂直解理面的方向上具有较高的硬度。如：金刚 石是已知最硬的天然矿物，其硬度在平行于八面体面 的方向上大于立方体面。蓝晶石在（100）晶面上，沿 晶体延长方向上，H4.5，垂直延长方向H7.5 。
一、硬度
通常也称比重，缩写为SG，为无损鉴定。 测定方法有静水称重法和重液法。
四、相对密度：（或密度g/cm3）
静 水 称 重 法
利用分析天平（单盘或双盘均可）精确度达到 1/ 千 —1/ 万，首先在空气中称宝石重量（ A ）， 然后将宝石放入水中称重（W）。 利用公式： SG=
A
A-W
钻石的力学性质.
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钻石的物理性质
• 相对密度 钻石的相对密度为3.52,当含有其他矿物包体时，
相对密度值略有变化。 • 它的密度比一般的砂子(石英、长石，2.6-2.7)大，
早先人们在淘金时，有时会淘出金刚石。在砂矿 中采金刚石就用淘洗法。 • 鉴定：在重液（二碘甲烷，3.32）中钻石下沉速 度慢于常见仿制品。
积 学 求 实
知 行 合 一
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钻石的物理性质
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钻石的物理性质
• 硬度 金刚石的摩氏硬度为10，是最硬的物质。这种10级 硬度是相对的。实际上它是硬度为9的刚玉的绝对硬度的 150倍，比硬度为7的水晶大1000倍。金刚石的硬度因方 向不同而不同，通常：八面体{111}方向的硬度）菱形十 二面体{110}方向的硬度）>立方体{100}方向的硬度。正 是这种硬度差异，使得用钻石粉末抛磨钻石成为可能。作 为自然界中最硬的物质，加工后的钻石表面光滑如镜，棱
钻石的物理性质
解理和生长纹
钻石的八面体解理（晶面上布满三角凹坑）
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钻石的物理性质
• 断口 受外力作用，在任意方向破裂并呈各种凹 凸不平的
• 断面（如贝壳状、锯齿状），则称为断口，断口 能在所有
• 晶质或非晶质宝石中出现。钻石的断口为阶梯状。
钻石的崩断口呈阶梯形状
冒仿品的崩断口呈阶弯弧或贝壳型切
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钻石的物理性质
• 解理 钻石具有八面体{111}方向的中解理
（图7-5）。由于这一特性，使其加工中 劈开与除掉杂质成为可能。但由于解理 的存在，加工过程中应注意适当的加工 速度，过快的抛磨会导致“胡须腰”的 出现，而影响钻石的库
宝石的力学性质
四、宝石的比重（相对密度）
•1、定义：
– 比重——相对密度，指矿物在空气中的重量与同体
积水在4℃时的重量之比。在4℃时，1cm3水的质量为1g。 – 在国际单位制和我国的法定计量单位中，比重已经
费除，改用相对密度。但由于行业习惯，在宝石界仍普 遍使用“比重”一词。
– 断口的形态特征可以作为鉴定宝石的辅助依据。 – 通过对断口的观察，可以了解玉石质地的细腻程度。 – 例如绿松石：
•质地细腻者，断口平坦或近似贝壳状； •质地粗糙者，断口参差粒状。
三、宝石的韧性和脆性
• 1、定义：
– 韧性——指宝石受外力作用（打击、碾压）时不易发
生破碎的性质。
– 脆性——指宝石受外力作用（打击、碾压）时易于发
二、宝石的解理和断口
• 解理和断口都是宝石材料在外力作用下所表现 出的破裂面性质。
• 但解理仅出现于宝石晶体中，而断口不论在晶 体、非晶体以及矿物集合体上都可以发生。
各等级解理的特征
解理分级表
• 3、解理在宝石中的作用
– 由于同种宝石晶体的解理特征（解理组数、方
向、完善程度、解理角）总是相同，所以解理是 鉴定宝石的重要特征。 – 解理对宝石的加工有很大影响，具极完全和完全 解理的宝石材料难于加工，因容易碎裂、沿解理 面方向难抛光。不过，有时可以利用解理方向来 分割宝石。 – 解理发育的宝石对宝石的耐用性有一定影响，受 力后容易破碎。
– 宝石比重的测定有静水称重法、重液法等。 – 静水称重法：用比重天平分称出宝石在空气中重量 W1和宝石在水中重量W2，然后按下式计算比重SG值：
SG = W1 / (W1-W2 )
重液法
●常见重液的比重：
蓝宝石典型晶面的微力学行为(性能)
蓝宝石典型晶面的微力学行为（性能）蓝宝石典型晶面的微力学行为（性能）蓝宝石是一种宝石，由于其独特的颜色和透明度，在珠宝和科学领域都有广泛的应用。
蓝宝石的晶体结构十分有趣，其中包含了多个晶面。
每个晶面都有不同的性能，这些性能对蓝宝石的应用有着重要的影响。
在蓝宝石中，最常见的几个晶面是（0001）、（11-20）和（1-102）。
这些晶面具有特殊的微力学行为，包括弹性性能、硬度和压电性能等方面。
首先，就弹性性能而言，蓝宝石的晶体结构使其表现出了优异的弹性特性。
根据实验测量，蓝宝石的Young模量在不同晶面方向上分别为400-500 GPa，这意味着蓝宝石在受力时能够在有限范围内保持形状不变，具有较高的弹性。
此外，其Poisson比也较为稳定，在0.19-0.20之间，这意味着蓝宝石在受到外力压缩时，呈现出较小的侧向膨胀。
这些弹性性能使得蓝宝石在各种工业应用中都具有重要的价值，如在光学设备中用作光学窗口，以及在电子设备中作为衬底材料。
其次，蓝宝石在硬度方面也表现出了出色的性能。
在莫氏硬度标准中，蓝宝石在晶面（0001）方向上的硬度为9，而在（11-20）和（1-102）方向上的硬度分别为7和8。
这表明蓝宝石在晶体结构中具有不同的抗硬性能，其中以（0001）晶面最为坚硬。
因此，蓝宝石广泛用于在要求较高硬度的场合，如防刮涂层、手表表盘和高压温计等。
此外，压电性能也是蓝宝石晶体的重要特性之一。
根据实验结果，蓝宝石在晶面（0001）方向上呈现出较强的压电效应，具有压电系数为-13.3 C/m2。
这意味着在外加压力作用下，蓝宝石晶体能够产生电荷累积。
因此，蓝宝石被广泛应用于压电传感器、电声器件和压电发电装置中，能够将机械能转化为电能。
总之，蓝宝石典型的晶面在微力学行为方面表现出了独特的性能。
其优异的弹性性能、硬度和压电性能使得蓝宝石在各个领域具有广泛的应用前景。
但是，这些性能也需要在实际应用中进行更加深入的研究和探索，以实现蓝宝石的更广泛应用和推广。
宝石学概论：红宝石和蓝宝石化学成分与物理性质.
宝石学概论：红宝石和蓝宝石化学成分与物理性质化学成分（1）主要化学成分：铝的氧化物，化学分子式为Al2O3。
（2）微量组分：当刚玉不含杂质元素时，为无色；当含其它杂质元素时则呈现各种不同的颜色，并构成不同的宝石品种。
如含Cr2O3 0.01-0.05%者为浅红；含Cr2O3 0.1-0.2%为桃红；含Cr2O3 2-3%为深红色；含Cr2O3 0.2-0.5%+ NiO 0.5%为橙红色；含TiO2 0.5% + Fe2O3 1.5% + Cr2O30.1%为紫色；含TiO2 0.5% + Fe2O31.5%为蓝色；含NiO 0.5% + Cr2O3 0.01-0.05%为金黄色；含CoO 1.0% + V2O3 0.12%+NiO 0.3%为绿色；含V2O5在日光灯下为蓝紫色，在钨丝白炽灯下红紫色，即具变色效应。
物理性质1、光学性质（1）颜色：变化大，并决定宝石的品种，红色者为红宝石，其它颜色者为蓝宝石。
（2）光泽：亮玻璃光泽。
（3）透明度：透明-不透明。
（4）折射率：1.76-1.78。
（5）双折射率：0.008。
（6）色散：低，为0.018。
（7）多色性：中等到强，具体取决于品种。
（8）光学效应：最重要的是星光效应，极少见猫眼效应。
也有似变石的变色效应。
（9）发光性：红宝石在长波紫光下具弱至强的红色荧光，短波紫外线下微弱至中等的红色荧光；蓝色蓝宝石一般无荧光；斯里兰卡的一些黄色蓝宝石可具杏黄橙黄色荧光。
（10）吸收光谱：红宝石为典型的铬光谱；蓝色蓝宝石为典型的铁光谱。
2、力学性质（1）解理和断口：刚玉解理差，但由于叶片状双晶的原因，常发育有平行底面和菱面体面的裂开。
断口呈贝壳状。
（2）硬度：9，在天然材料中仅次于钻石。
不同的产地的红宝石和蓝宝石，硬度稍有不同。
（3）韧度：极好，蓝宝石一般要好于红宝石。
（4）密度：3.9-4.1g/cm3，平均为4.0 g/cm3，具体视纯净度而变。
包裹体刚玉类宝石内部含有十分丰富的包裹体，不同产地的宝石具有不同的包裹体特征。
宝石基本特性
（4）能带间的电子跃迁致色
根据能带理论，晶体中的电子按能量高低分别位于各能带中。被电子占 满的能带称为满带，未占满的称为导带，导带的能量较高。各能带间有一 能量间隙，称为禁带。电子可以由满带向导带跃迁，但必须吸收超过中间 的禁带宽度所代表的能量才能发生。
原子轨道
能 量
原子能级
Eg
能带
导带——未充填满电子
300000km/s N 钻石 = 123967km/s = 2.42
• 宝石折射率与光在晶体中的传播速成度成反比。 传播速度越小，折射率越大；反之，则越小。
• 折射率是宝石的一种稳定光常数，各种宝石都有 其固定的折射率值，故是鉴定宝石的重要依据。 例如：
钻石 2.42 黄玉 1.619~1.627
缘越不平直，则内部颗粒之间的界面对光线的折射、 散射越强，透明度越低。即使主要由透明矿物组成的 玉石也常可表现出较低的透明度。
宝石透明度分级
– 宝石的透明度通常是对加工成一定规格大小的成品而言。
•分级标准（五级）：
（1）透明：可充分透光，隔着宝石可清晰透视另一侧物体，如优 质钻石、水晶等；
（2）半透明：可较好地透光，可透视物体，但不清淅，如电气石、 月光石等；
石呈无色透明。
2、宝石颜色的致色机理
• 五种机理：
– 过渡金属离子的内部电子跃迁致色 – 离子间的电荷转移致色 – 色心致色 – 能带间的电子跃迁致色 – 物理光学致色
（1）过渡金属离子的内部电子跃迁致色
• 当宝石组分中含有：Ti 、 V 、 Cr 、 Mn 、 Fe 、 Co 、
Ni 、 Cu 等，都是宝石产生颜色的物质基础，称为“色 素离子”。
• 此外，宝石的抛光质量、表面平整程度、集合体的
宝石的力学性质
1、比重（相对密度）：宝石的重量与同体积水（4℃）的重量之比为宝石的比重值。
比重值是鉴定宝石(特别是玉石)的一个重要参数。
宝石的比重值受其化学组成和晶体结构的控制。
因此,每种宝石均有其固定的比重值,但由于受到类质同象、杂质包裹体的影响,实测的比重值会有一个小的变化范围。
2、硬度:抵抗压入、刻划或研磨的性能称为宝石的硬度。
在鉴定宝石中最有意义的是相对硬度。
常使用的是摩氏硬度，它由十种矿物组成，由软到硬排成十级。
其级别仅表示硬度的相对大小，而非绝对硬度，各级之间硬度的差异是不均等的。
3、韧度：指宝石抵抗撕拉破碎的能力，即抵抗分裂的能力。
韧度高表示宝石难于碎裂，韧度与硬度的关系不具有正相关的关系，韧度与宝石的结构构造有关。
例：硬度为10的钻石因八面体解理发育，其韧度低于硬度为6-6.5的软玉，而软玉的高韧度来源于其纤维交织结构。
4、解理与断口：解理：晶体在外力作用下，沿特定的结晶方向裂开成较光滑平面。
断口：宝石受外力作用发随机的无一定方向的、不规则的破裂面。
解理不仅对宝石的鉴定有意义，而且对宝石的加工有很大的影响。
1、硬度硬度——指宝石抵抗外来机械作用的能力。
硬度又分相对硬度和绝对硬度。
相对硬度利用摩氏硬度计划分，它由十种常见矿物组成。
十级硬度从小到大依次为：①滑石；②石膏；③方解石；④萤石；⑤磷灰石；⑥长石；⑦石英；⑧黄玉；⑨刚玉；⑩金刚石。
测试方法是用宝石去刻划这些矿物，刻得出痕时，宝石比该种矿物硬，如用金绿宝石可以刻得到黄玉，而刻不动刚玉，则其相对硬度约为8.5。
除了标准硬度矿物外，还常用其他简便工具测试硬度，如指甲硬度约为2.0～2.5，铜钥匙为3.0，小钢刀为5.0～5.5，玻璃为6.0。
需要注意的是不要随便用已琢磨好的宝石去刻划，以免损伤宝石。
绝对硬度是利用显微硬度计测得的数据，但在实际中并不常用。
除了等轴晶系及非晶质的宝石外，其余大部分宝石由于各向异性的性质，在不同的晶体方向上硬度不同，最明显的是蓝晶石，平行柱面上的晶面硬度为4.5，垂直柱面的方向上硬度则为6.5。
【大田】--金绿宝石
大田山边宝石：金绿宝石金绿宝石因其独特的黄绿至金绿色外观而得名，以其特殊的光学效应而闻名。
金绿宝石根据其特殊光学效应的有无可分为金绿宝石、猫眼、变石和变石猫眼等品种，其中最为有名的当属金绿宝石猫眼。
猫眼以其丝绢状的光泽、锐利的眼线而深受人们的喜爱。
在亚洲，猫眼宝石常被当作好运气的象征，人们相信它会保护主人的健康，免于贫困。
变石更是被誉为“白昼里的祖母绿，黑夜里的红宝石”。
在西方金绿宝石是赫赫有名的五大宝石之一。
一、金绿宝石的基本性质(一) 矿物名称金绿宝石(Chrysoberyl)，矿物学中属金绿宝石族。
(二) 化学成分金绿宝石矿物为铍铝氧化物，分子式为BeAl2O4，实际上金绿宝石矿物中常含有微量Fe、Cr，、Ti等组分。
不同的微量元素使金绿宝石矿物产生不同的颜色。
(三) 晶系与结晶习性金绿宝石矿物属斜方晶系，原生矿物晶体常呈板状、短柱状晶形。
晶面常见平行条纹，晶体常形成假六方的三连晶穿插双晶(四) 光学性质1．颜色金绿宝石通常为浅一中等的黄色至黄绿色、灰绿色、褐色至黄褐色以及很罕见的浅蓝色，猫眼主要为黄色一黄绿色、灰绿色、褐色一褐黄色；变石通常在日光下为带有黄色色调、褐色色调、灰色色调或蓝色色调的绿色(例如：黄绿、褐绿、灰绿、蓝绿)，而在白炽灯光下则呈现橙色或褐红色一紫红色；变石猫眼呈现出蓝绿色和紫褐色。
2．光泽和透明度金绿宝石的光泽通常为玻璃光泽至亚金刚光泽，透明度通常为透明一不透明；猫眼的光泽多为玻璃光泽，呈亚透明一半透明；变石抛光面光泽为玻璃光泽至亚金刚光泽，断口呈现玻璃一油脂光泽，而透明度通常为透明。
3．光性金绿宝石矿物为光性非均质体，二轴晶，正光性。
4．折射率和双折射率金绿宝石的折射率为1．746～1．755(+0．004，-0．006)，双折射率为0．0080．010。
例外情况曾发现一个褐色金绿宝石晶体具有相当高的折射率值：ng=1．770、np=1．764、nm=1．759，而其密度为3．755g／cm3。
系统宝石学
系统宝石学一．名词解释1.均质体：具有空间各自构造，且具有熔点。
2.非均质体：不具有空间格子构造3.非均质集合体：宝石在正交偏光镜下转动360°，宝石再视域中始终是明亮的。
4.仿宝石：用于模仿天然珠宝玉石的颜色，外观和特征光学效应的人工宝石以及用于模仿另外一种天然珠宝玉石的为仿宝石。
5.人造宝石：指人工制造且自然界中无已知的对应物的晶质或非晶质体。
6.拼合宝石：两块或两块以上材料经人工拼合而成的宝石。
7.变色效应：宝石材料在不同的光源的颜色是对光的选择性吸收。
8.变彩效应：当光线以不同的角度入射到衍射层上时，衍射颜色也会变化，这些现象就是通常所说的变彩效应。
9.星光效应：弧面型宝石在光线照射下，在宝石表面呈现相互交汇的四射、六射或十二射星状光带，这种现象称之为星光效应。
10.猫眼效应：弧面型宝石上，从一端到另外一端的明亮光带称之为猫眼效应。
11.全内反射：当光线从光密介质中发射，光线入射角大于临界角时，入射光线不发生折射，全部返回到光密介质，这种现象为全内反射。
12.当入射角增大到一定程度时，折射光线与法线的夹角为90°时的入射角为临界角。
13.差异硬度：在同一宝石矿物晶体的不同方向上因晶体结构的不同而硬度有所差异现象。
14.方向性性质：解理：晶体在外力作用下沿一定的结晶方向裂开呈光滑平面的性质，破裂面为解理面。
（托帕石）硬度：宝石材料抵抗外来刻划压入或研磨等机械作用的能力（钻石）二．选择1.宝石和玉石的概念宝石：自然界产出，具有美观，耐久，稀少性，具可加工成饰品的矿物的晶体玉石：。
的集合体，少数为非晶质体。
2..宝石折射仪范围：1.35-1.813.用来校验折射仪的宝石（合成尖晶石、水晶）和用来校验分光镜的宝石（红宝石）。
4.摩氏硬度的矿物：滑、石、方、萤、磷、正、石、黄、刚、金（答卷时写全名）5.托帕石和水晶断口和解理各有什么特征托帕石：C轴的解理发育水晶：贝壳状断口6.宝石的晶系及他们属于一轴晶还是二轴晶：宝石学18-19页7.荧光特别强的宝石有哪些，Fe对荧光的影响钻石、红蓝宝石、尖晶石、方柱石、赛黄晶会掩盖荧光使之变暗。
GEMS珠宝鉴赏课件珠宝玉石的性质
– 晕彩：由干涉和衍射产生的一系列颜色。
四、宝石中的其它物理性质
• 宝石的发光性
– 荧光 – 磷光
• 电学性
– 热电效应：碧玺 – 压电效应：石英 – 静电效应：琥珀 – 导电性：蓝色钻石 – 导热性：钻石、合成碳硅石
五、宝石中的包裹体（内含物）
• 固体、气体、液体 • 各种色带 • 各种缺陷
• 相对密度
三、宝石的光学性质
• 宝石的颜色及其成因
– 自色 – 他色 – 假色
• 反射及其有关光学效应
– 猫眼效应 – 星光效应 – 亮度
– 光泽
• 金属光泽：黄铁矿，自然金
• 金刚光泽：钻石 • 亚金刚光泽：锆石，石榴石 • 玻璃光泽：红宝石，祖母绿，金绿宝石，水晶
• 油脂光泽 • 蜡状光泽：玉石 • 树脂光泽：琥珀 • 丝绢光泽：虎晶石，孔雀石 • 珍珠光泽
• 色散、多色性与变色效应、晕彩
– 色散（火彩）
• 钻石：0.044; CZ: 0.065 • 低:0.01-0.02 • 中:0.02-0.03 • 高:0.03-0.06
– 多色性:
• 二色性:红宝石,蓝宝石,祖母绿 • 三色性(二轴晶有色宝石):金绿宝石; 红柱石
– 变色效应:
• 变石 • 合成变色刚玉(含V)
• 折射率与双折射率
– 折射率 RI
ห้องสมุดไป่ตู้
• 钻石
2.42
• 红宝石
1.76-1.78
• 尖晶石
1.71-1.73
• 光泽与折射率的关系
– 双折射率DR
• 红宝石:0.008 • 碧玺:RI 1.62-1.65, DR ＞0.014 • 托帕石: RI 1.61-1.63, DR=0.008-0.010
宝石物理性质
宝石物理性质
力学性子光学性子化学性子其它性子
1、力学性子
解理:沿结晶方向裂成润滑平面的性子。
断口:随机不定向不规矩决裂
硬度:抗研磨的水平
脆性:抗撞击的水平
注：硬度和脆性是说明钻石坚诚然而却怕碰撞的最好的科学证实。
密度:单元体积的质量
硬度试石：
滑石石膏方解石萤石磷灰石正长石石英黄玉刚玉金刚石
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 其它：指甲：2.5~3 铜针： 3 玻璃：5~6 刀片：5~6 钢锉：6~7
2、光学性子
颜色：是可见光进入人眼的视觉后果。
通明度：物体允答应见光经过的水平。
通明半通明不通明
光芒：宝石外表反射光的才能。
金属光芒金刚光芒玻璃光芒油脂光芒蜡状光芒珍珠光芒丝绢光芒3、特别光效
星光效应猫眼效应变彩效应日光效应月光效应
化学性子及其它性子
发光性：在外界能量的激起下收回可见光的性子。
如萤石
抗腐化性：抵御外界腐化的才能。
如：钻石不怕一般的酸碱。
导电性：宝石一般很少有导电性，有机宝石有静电效应。
导热性：钻石是自然界已知宝石中导热性最好的。
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宝石的力学性质
硬度：是指宝石抵抗外力（刻划、压入、研磨等）作用的能力。
常用的宝石硬度是摩氏硬度——相对刻划硬度。
Hm以10种矿物的硬度为标准，从小到大：
1．滑石 2石膏 3方解石 4萤
石 5磷灰石 6正长石 7石英
8黄玉 9刚玉 10金刚石（指甲2.5，铜针3，小刀铁5，钢5.5，玻璃5.5）
上述各等级之间只表示相对大小，等级之间的差异是不均等的。
压入硬度（维氏硬度）：
测试仪器是一种带压头的显微镜装置，压头为金刚石四棱角锥，借助测量压头在宝石光滑面上压出显微压痕的大小来计算硬度，这种硬度称压入硬度，又称维氏硬度。
如金刚石6500kg/mm2，刚玉2085kg/mm2，黄玉1648kg/mm2……
研磨硬度（罗氏相对研磨硬度，以石英为100）
金刚石117000 刚玉
833 黄玉146 石英100……
硬度具有异向性，宝石加工中必须了解哪些方向容易琢磨
如：金刚石八面体面硬度最大，而立方体面硬度最小，金刚石同一晶面，不同方向硬度也不同。
决定宝石硬度的因素主要是晶体结构中原子间的结合力（键力），具有共价键的硬度大（如金刚石），分子键的硬度小（如滑石）、离子键者硬度中等。
对玉石类（晶体集合体），其硬度一方面与组成玉石的矿物种类有关，另一方面还与晶粒间的粘结力有关。
解理、裂开与断口
解理：晶体受外力打击，严格沿一定的结晶学方向破裂成平面的固有性质。
解理的产生：受外力沿面网间结合力弱的方向裂开成平面。
解理主要根据破裂成平面的难易程度、平滑程度划分为四级：
（1）极完全解理：明显、光滑平整云母
（2）完全解理：显著、平整方解石
（3）中等解理：清楚、不平整金刚石、角闪石、辉石
（4）不完全解理：断续可见橄榄石
解理的发育程度与面网间距、质点性质、键性有关。
解理是晶体特有的性质，是各向异性的突出表现。
斜方柱解理见于斜方晶系或单斜晶系的晶体。
菱面体解理或裂开见于三方晶系的晶体。
金刚石{111}四组中等解理
方解石{101}菱面体三组完全解理
辉石、角闪石{110}柱面解理、二组中等、辉石近正交、角闪石斜交
黄玉{001}一组完全解理
解理特征可用于宝石鉴定、宝石加工中
裂理（裂开）：
宝石在外力作用下，有时沿双晶结合面、定向包裹体分布面或结构缺陷的面裂开成平面的性质（也是沿着一定的结晶学方向裂开，但不是其固有性质）刚玉常依 {101}三组裂开较少依{0001}一组裂开。
辉石平行（100）面含磁铁矿薄层形成裂理，叫易剥辉石。
解理与裂理在现象上极为相似，但产生原因不同。
解理是沿晶体结构中面网之间键力最弱的平面产生的定向破裂，它是由晶体结构本身的固有特点所直接决定的。
裂理尽管也是沿着一定的结晶方向破裂成平面，但却是由于非固有的其它原因引起的，如沿双晶结合面、定向包体分布面裂开。
对确定的矿物来说，解理是其固有的特性，在同种矿物的任何一个晶体上，都同样出现这种解理，裂理则不然，有的可具裂理，有的则可无裂理。
断口：宝石在外力打击下，不依一定结晶方向破裂而成的断开面。
晶体、晶质集合体、非晶质体均可产生断口，断口可以是非平面的，也可以是平坦状的。
贝壳状断口、平坦状断口、参差状断口、锯齿状断口、阶梯状断口等。
问：具典型贝壳状断口的宝石属（单选）
（1）完全解理的矿物
（2）极完全解理的矿物
（3）非晶质体宝石
（4）解理极不完全的矿物或非晶质宝石
宝石的韧性和脆性：
宝石在外力作用下不容易破裂的性质称为韧性，容易破裂的性质称脆性。
韧性与脆性与硬度没有直接关系，本质上与成分、结构有关。
相对韧度：黑金刚石（含微量石墨或无定形碳的金刚石集合体）10>翡翠8>刚玉8>钻石7.5>水晶7.5>绿柱石7.5>橄榄石6>祖母绿5.5>黄玉5>月光石5>金绿宝石>玛瑙3.5>萤石
密度与相对密度（比重）：（见鉴定仪器部分）。