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莫瓦桑发明人造金刚石的故事

科普小知识2022-07-13 08:27:59
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钻石作为一种稀有珍贵的物品,自古以来就是财富的重要象征。在自然界,钻石深埋在地下,只有很少的矿物资源。碰巧这种罕见的钻石在世界上所有的东西中具有独特的特征:它是自然界中最坚硬的矿物。钻石的这一特性使其具有广泛的社会用途:一些人将它镶嵌在闪闪发光的戒指、耳环和其他珠宝中,以象征坚定不移的爱情;有些人把它做成锋利无比的金刚钻,用来切割钢铁、玻璃等。然而,储量如此稀少的钻石远远不能满足社会对它的巨大需求。渴望钻石的人常常天真地认为,如果有一天钻石能成为一种丰富的商品,那该多好啊!1893年,法国科学院宣布了一个激动人心的消息:法国化学家莫瓦萨以一种尴尬的方式开发了人造钻石!不一会儿,这个爆炸性的消息传遍了法国和全世界。人民是耸人听闻的,法国是耸人听闻的,世界是耸人听闻的!莫瓦桑成为新闻媒体的焦点,成为人们心目中巨大财富的创造者。在法国,有人甚至称他为“世界百万富翁”。在人造钻石发明之前,莫瓦桑已经是一位著名的法国化学家。1886年,莫瓦桑首次制造出元素氟。六年后。他又发明了高温电炉。然而,莫瓦桑并没有被鲜花和荣誉所阻挡。在科学的道路上,他仍然一如既往地向前迈进。有一次,莫瓦桑打算进行一项化学实验,需要一个镶嵌钻石的特殊仪器。这种设备非常昂贵,所以实验室的助手们非常小心。早上,莫瓦桑来到实验室做实验前的准备。这时,所有的仪器都准备好了,我们找不到镶有钻石的昂贵仪器。奇怪,为什么突然消失了?助手突然惊呼,“啊?门好像被撬开了!小偷光顾了吗?”莫瓦桑仔细看了看,但没有。门锁显然被撬开了。在进入实验室之前没人注意到。所以,小偷看上了昂贵的钻石。这起事故让莫瓦桑想到:“天然钻石如此稀有和昂贵,要是能人工制造就好了!”但这并不容易!作为一名化学家,莫瓦桑心里最清楚,“化石为金”只是一个美丽的神话。如果你想制造钻石,你必须首先了解钻石的主要因素和它是如何形成的。在阅读了大量数据后,莫瓦桑了解到钻石的主要成分是碳。至于它是如何形成的,这方面的研究成果很少。只有德布雷曾提出金刚石是在高温高压下形成的。后来,莫瓦桑认为,要人工制造钻石,必须有可供加工的原材料。哪种材料合适?没有人在这方面做过任何尝试。似乎一切都取决于自己。有一次,有机化学家和矿物学家查理·弗里德尔在法国科学院做了一份关于陨石研究的报告,莫瓦桑也参加了。在报告中,查理·弗里德尔说:“陨石实际上是大铁块,其中含有非常一流的钻石晶体。”听了这话,莫瓦桑突然想到:石墨矿石通常与极少量的钻石晶体混合在一起。那么,钻石晶体能在陨石和石墨矿形成的过程中产生吗?想到这里,莫瓦桑想出了制造人造钻石的主意。他对助手们说:“钻石的主要成分是碳。陨石含有矢量钻石,铁是陨石的主要成分。我们的实验计划是反其道而行之,熔化铁并添加碳,使碳保持在高温高压下,看看是否能生产出钻石。”人造金刚石生产的实验有史以来第一次开始了。没有先例,没有经验,也没有别人的指导。一切都像在黑暗中探索。第一次失败了,仔细总结了经验,找出了问题的症结,第二次又来了...经过无数次的反复探索,莫瓦桑的实验室里终于爆发出一阵激动的欢呼,每个人都紧紧地拥抱着:成功了!从那以后,人造钻石诞生了,并在社会生活中日益发挥其不可摧毁的力量。