藍絲黛爾石 (英語:Lonsdaleite )也譯做郎士德碳 ,又因晶體結構及特性稱作六方金剛石 (英語:hexagonal diamond )、六方碳 。藍絲黛爾石是一種六方晶系 的金剛石 ,屬於碳同素異形體 的一種構形,咸信為流星 上的石墨 在墜入地球 時所形成。撞擊時的巨大壓力及熱量改變石墨構形形成金剛石,卻又保留了石墨的平行六邊形 晶格,並構成了立方的六方晶格 。第一次鑑別出藍絲黛爾石是1967年在美國 亞利桑那州 的巴林傑隕石坑 [ 4] ,從位在其中的「魔谷隕石 」中所發現,並以20世紀的愛爾蘭晶體學家 和英國皇家學會 凱瑟琳·朗斯代爾 (Kathleen Lonsdale)命名,因她使用X射線研究了碳的結構。
Quick Facts 藍絲黛爾石, 基本資料 ...
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藍絲黛爾石具有透明棕黃色的外觀,折射率 在2.40至2.41之間,比重 在3.2至3.3之間。它的莫氏硬度 在7至8之間,而金剛石的莫氏硬度則為10。藍絲黛爾石較低的硬度主要原因是因為天然形成礦石不純且不完美所致。但如果以人工合成則比鑽石硬58%,而抗壓程度也比鑽石高了大約58%。[ 5]
藍絲黛爾石也已經在實驗室中(1966年或更早; 1967年出版[ 6] )被合成 ,方法是在靜態壓力機或炸藥中壓縮和加熱石墨 [ 7] 。
礦物學模擬預測藍絲黛爾石在<100> 面上比鑽石硬58%,能抵抗152 GPa 的壓入壓力,而鑽石在壓入到97 GPa時就會斷裂。[ 8] IIa 鑽石 的<111>尖端硬度則為162 GPa,超過了這個值。
藍絲黛爾石的外推特性受到質疑,特別是其極高的硬度,因為在晶體學 檢查下的樣品沒有顯示出塊狀六方晶格結構,而是結構缺陷主要是六邊形結構的傳統的立方鑽石結構。[ 9] 對藍絲黛爾石的X射線衍射 數據的定量分析表明,它存在大約等量的六方和立方堆積序列。因此,有人提出「堆疊無序的鑽石」是對藍絲黛爾石最準確的結構描述。[ 10] 另一方面,最近使用原位 X射線衍射進行的衝擊實驗表明,在與隕石撞擊相當的動態高壓環境中會產生相對較純的藍絲黛爾石。[ 11] [ 12]
來自波皮蓋隕石坑 的鑽石樣品:(a) 是純鑽石,而 (b) 是含有一些藍絲黛爾石 雜質的鑽石。
藍絲黛爾石存在於隕石 的金剛石上,是一個連結在金剛石上非肉眼可見的顯微晶體。除魔谷隕石外,在美國新墨西哥州 的「肯納隕石」(Kenna meteorite)、南極洲 維多利亞地 的艾倫丘陵隕石 77283(Allan Hills (ALH) 77283)上亦有發現。[ 13] 有爭議的克洛維斯彗星假說 支持者發現,在墨西哥瓜納華托州 奎采奧湖 的沉積物中發現了d間距與藍絲黛爾石一致的材料。[ 14] 此外,藍絲黛爾石存在於當地的泥炭 沉積物中,被認為是通古斯大爆炸 是由流星 而非彗星 碎片引起的證據。[ 15] [ 16]
除了通過加壓或使用炸藥壓縮和加熱石墨 ,[ 17] [ 18] 藍絲黛爾石也可以通過化學氣相沉積 [ 19] [ 20] [ 21] 或是聚合物聚甲炔 在1,000 °C(1,832 °F)的氬氣氣氛下熱分解而成。[ 22] [ 23]
2020年,澳大利亞國立大學 的研究人員偶然發現使用金剛石壓砧 就可以在室溫下生產藍絲黛爾石。[ 24] [ 25]
2021年,華盛頓州立大學的衝擊物理研究所發表了一篇論文,稱他們創造了足夠大的藍絲黛爾石晶體來測量其硬度,證實它們比普通的立方鑽石更堅硬。[ 26]
存档副本 . [2005-09-10 ] . (原始內容 存檔於2006-10-11).
Carlomagno, G.M.; Brebbia, C.A. Computational Methods and Experimental Measurements XV . WIT Press. 2011. ISBN 978-1-84564-540-3 .
Kraus, D.; Ravasio, A.; Gauthier, M.; Gericke, D.O.; Vorberger, J.; Frydrych, S.; Helfrich, J.; Fletcher, L.B.; Schaumann, G.; Nagler, B.; Barbrel, B.; Bachmann, B.; Gamboa, E.J.; Goede, S.; Granados, E.; Gregori, G.; Lee, H.J.; Neumayer, P.; Schumaker, W.; Doeppner, T.; Falcone, R.W.; Glenzer, S.H.; Roth, M. Nanosecond formation of diamond and lonsdaleite by shock compression of graphite . Nature Communications. 2016, 7 : 10970. Bibcode:2016NatCo...710970K . PMC 4793081 . PMID 26972122 . doi:10.1038/ncomms10970 .
Kaminskii, F.V.; G.K. Blinova; E.M. Galimov; G.A. Gurkina; Y.A. Klyuev; L.A. Kodina; V.I. Koptil; V.F. Krivonos; L.N. Frolova; A.Y. Khrenov. Polycrystalline aggregates of diamond with lonsdaleite from Yakutian [Sakhan] placers. Mineral. Zhurnal. 1985, 7 : 27–36.
Nishitani-Gamo, Mikka; Sakaguchi, Isao; Loh, Kian Ping; Kanda, Hisao; Ando, Toshihiro. Confocal Raman spectroscopic observation of hexagonal diamond formation from dissolved carbon in nickel under chemical vapor deposition conditions. Applied Physics Letters. 1998, 73 (6): 765. Bibcode:1998ApPhL..73..765N . doi:10.1063/1.121994 .
Misra, Abha; Tyagi, Pawan K.; Yadav, Brajesh S.; Rai, P.; Misra, D.S.; Pancholi, Vivek; Samajdar, I.D. Hexagonal diamond synthesis on h-GaN strained films. Applied Physics Letters. 2006, 89 (7): 071911. Bibcode:2006ApPhL..89g1911M . doi:10.1063/1.2218043 .
Nur, Yusuf; Pitcher, Michael; Seyyidoğlu, Semih; Toppare, Levent. Facile synthesis of poly(hydridocarbyne): A precursor to diamond and diamond-like ceramics. Journal of Macromolecular Science, Part A. 2008, 45 (5): 358. S2CID 93635541 . doi:10.1080/10601320801946108 .
McCulloch, Dougal G.; Wong, Sherman; Shiell, Thomas B.; Haberl, Bianca; Cook, Brenton A.; Huang, Xingshuo; Boehler, Reinhard; McKenzie, David R.; Bradby, Jodie E. Investigation of room temperature formation of the ultra-hard nanocarbons diamond and lonsdaleite . Small. 2020, 16 (50): 2004695 [2020-11-21 ] . ISSN 1613-6829 . PMID 33150739 . S2CID 226259491 . doi:10.1002/smll.202004695 . (原始內容 存檔於2022-05-07).
Mindat.org (頁面存檔備份 ,存於網際網路檔案館 ) accessed 3/13/05.
Webmineral (頁面存檔備份 ,存於網際網路檔案館 ) accessed 3/13/05.
Anthony, J.W., et al (1995), Mineralogy of Arizona , 3rd.ed.
Frondel, C. & U.B. Marvin (1967), Lonsdaleite, a new hexagonal polymorph of diamond. Nature: 214: 587-589
Frondel, C. & U.B. Marvin (1967), Lonsdaleite, a hexagonal polymorph of diamond, Am.Min.: 52
Bianconi, P. et al (2004), Diamond and Diamond-like Carbon from a Preceramic Polymer. J. Am. Chem. Soc. Vol. 126, No. 10, 3191-3202