1、上海大学 2013 2014 学年 春 季学期课程论文课程名称： 宝石技术与晶体技术 课程编号： 0100Y034 学生姓名: 汪倩玉 学 号: 13123744 成 绩: 论文评语:任课教师签名: 批阅日期: 有关晶体宝石，之于社会生活在这里，我想就结合之前做了解的东西与我们这个人文社会相结合，简单谈一谈宝石晶体在我们社会生活中的理解与文化意义。在上这门课之前，对于晶体和宝石的概念在脑海里可以说是一团浆糊，现在概括而言，宝石就是晶体，但是晶体不一定是宝石，宝石是单晶体。这让我想到了玉这个东西，其实它本是石头，但因为质地好再加上精心打磨雕刻才能成就自身的精华，才能称之为玉。从这里，我们就可以看
2、到一个人生道理：人才一定是人，但是人不一定是人才。从数学角度来讲，这是一个包含与被包含的问题，从人文来说，这就是一个人生哲理。我们绝大部分人生来都是平等的，不论身体还是智商（暂且不论家庭条件） ，而绝大部分人是渴求成功的，每个人想要从一个质朴的晶体变为闪亮的宝石，那都必须付出，让自己在人生路上得到不断地打磨，不竭地锤炼，填补残缺，修饰棱角，到那个时候，展现在世人面前的才是一颗闪亮的、被世人承认的宝石。了解一个事物，知道它的概念后我们从它的性质着手，类似于了解一个人，知晓她或他的姓名之后，从这个人的性格特点入手。谈及晶体，满脑子里都是课堂上老师或者同学对于晶体非常专业的讲解，下面我来结合自己的见
3、解慢慢道来。晶体性质一：长程有序。长程有序是结晶学概念，指整体性的有序现象。例如在一个单晶体的范围内,质点的有序分布延伸到整个晶格的全部,亦即从整个晶体范围来看,质点的分布都是有序的。在晶体中若每种质点(黑点或圆圈)在整个图形中各自都呈现规律的周期性重复。把周期重复的点用直线联结起来，可获得平行四边形网格。可以想像，在三维空间，这种网格将构成空间格子，这种在图形中贯彻始终的规律称为远程规律或长程有序。这又让我想到我们人类，人是由细胞构成的，从一个受精卵开始，分化为 40-60 万亿个细胞，每个细胞都是生命的共通点，都呈现出一种规律性的重复，把每一个细胞串联起来就是一个神奇的生命，生命是有序的，
4、生生不息，循环往复。晶体性质二：各向异性。晶体的各向异性是指晶体的不同方向上具有不同的物理性质，即晶体的各向异性即沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不尽相同，由此导致晶体在不同方向的物理化学特性也不同，这就是晶体的各向异性。晶体的各向异性具体表现在晶体不同方向上的弹性模量、硬度、断裂抗力、屈服强度、热膨胀系数、导热性、电阻率、电位移矢量、电极化强度、磁化率和折射率等都是不同的。各向异性作为晶体的一个重要特性具有相当重要的研究价值。世界之大，我们每一个出生在不同的环境中，拥有不同阶层的家族，有着不一样的音容笑貌。正所谓一方水土养育一方人，就像晶体的各向异性，每一个人都有着各异的方面，也
5、许是语言，也许是肤色，也许是饮食习惯，也许是个人修养爱好，甚至是完全颠倒的价值观。晶体的各向异性常用密勒指数来标志，就像心理医生会通过谈话来测量每一位病人，万事万物皆有它的自我性质，即使在同一种族中，每一个个体也都是独一无二的。晶体的缺陷性。晶体缺陷各种偏离晶体结构中质点周期重复排列的因素，严格说，造成晶体点阵结构周期势场畸变的一切因素。如晶体中进入了一些杂质。这些杂质也会占据一定的位置，这样破坏了原质点排列的周期性，在二十世纪中期，发现晶体中缺陷的存在，它严重影响晶体性质，有些是决定性的，如半导体导电性质，几乎完全是由外来杂质原子和缺陷存在决定的，许多离子晶体的颜色、发光等。另外，固体的强度
6、，陶瓷、耐火材料的烧结和固相反应等等均与缺陷有关，晶体缺陷是近三、四年国内外科学研究十分注意的一个内容。可以说，正因为晶体本身的缺陷性造就了晶体本身许多值得利用和研究的价值，因为有了这些缺陷，晶体才可能成为五彩斑斓的宝石、装饰品，可能成为材料学上值得利用和研究的价值材料，因为不完美才有它进一步的开发性，就像断臂维纳斯的缺憾美，金无足赤，人无完人，不完美其实是完美的另一种境界。晶体本身还有多种性质，例如对称性，最小内能性，自限性和解理性等，在这里就不一一探讨了，下面来着重说一说宝石特征及其蕴含的文化意义。一说钻石。人们听得最多的怕是那一句广告词:“钻石恒久远，一颗永流传” 。这是 1951 年当
7、时的智威汤逊芝加哥公司为钻石商戴尔比斯设计的，说起钻石，人们脑海里出现的总是一颗亮闪闪的东西，那么，它到底是什么呢？钻石也就是金刚石，当然不是所有金刚石都是钻石，这跟之前宝石与晶体概念是一个道理。金刚石化学成分是 C（碳） ，当然你也许会说很多东西的化学成分都是 C 啊，为什么不能称其为金刚石呢？因为这跟它的排列结构有关系。金刚石是等轴晶系，常常呈八面体和菱形十二面体及他们的聚形，后者晶面常弯曲而呈凸晶（图 1） 。通常呈圆粒状或碎粒产出。与石墨和六方晶系的金刚石成同质多像。晶体结构中，每个碳原子均被其他四个碳原子所围绕，形成四面体。图 1 金刚石晶体金刚石无色透明，若含有氮杂志则呈黄色，含硼
8、杂志则呈现蓝色。又是也呈现绿色和褐色等等。它的硬度和色散分别为 10 和 0.044，军事已知矿物中的最高者。比重3.503.52.强金刚光泽。摩氏硬度 10，是已知物质中硬度最高的，但有中等八面体解理，性脆。比重 3.47-3.53，是热的良导体，室温下其热导率几乎是铜的五倍。金刚石分为 I 型和 II 型两类。II 型又可分为 IIa 型和 II b 型。性能最优越的当属 II 型金刚石。II a 型金刚石具有优越的导热性能、红外透过性能、计数性能和光学透过性能而广泛应用与电子工业中的固体微波和激光器件的散热片、人造卫星红外部件、原子能工业中的核辐射探测器和医学上的 X 射线和核辐射计量计
9、以及高压物理领域中的压力材料。IIb 型金刚灰色具有半导体功能，是理想的半导体材料。钻石为何能得到众多人的青睐呢？着源于其自身的特征：最大的硬度、典型的金属光泽、良好的导热性。金刚石八面体或菱形十二面体单晶罕见而珍贵，达到宝石级的金刚石称为钻石，它有“宝石之王”的美誉。钻石能表现出强烈的“出火”现象，转动时呈现出五彩缤纷的效果，因而极具观赏价值和宝石价值。钻石有着非常丰富的文化内涵，第一，它是财富的象征。钻石具有很高的价格，人们在价值观念上把钻石与财富划上等号。第二，钻石代表权力。历史上都是把最好的钻石镶嵌在权杖或者王冠、刀剑上，体现了钻石的坚硬，表现出“不可征服”的内在含义，例如重达 530
10、.2克拉的库里南 1 号就被镶嵌在英国国王的权杖上。第三，钻石是爱情的象征。用钻石本身坚硬的特性来比喻爱情的坚贞不渝，钻石本身的纯洁性来象征爱情的纯洁，钻石的璀璨象征着爱情的绚烂，钻石的独一无二象征着爱情的专一。第四，钻石象征能力。钻石本身物理性质使它不惧怕酸、碱的腐蚀，不怕刻划，具有“金刚”之称。钻石也象征着永恒、兴旺、品质和艺术。二谈红、蓝宝石。它们都是刚玉的一种，这类化学成分为氧化铝（Al2O3）的宝石，可含微量的Fe、Ti 或 Cr 等元素，属于三方晶系。单晶多呈桶状双锥形，或双锥与底板面的聚形，较少为厚板状，晶面上常有斜纹或横纹。集合体呈粒状或致密块状。刚玉中因为含有不同的微量元素，
11、因而呈现不同的颜色。其中含铬元素的呈红色，如果达宝石级便是红宝石；而其他颜色的刚玉类达宝石级的皆称蓝宝石。红、蓝宝石是透明的红色和蓝色宝石级刚玉的别称。其玻璃光泽，无解理，裂理发育，摩氏硬度 9，比重 3.98。其鉴别特征在于其单晶体的形态、高硬度等特征，这些都使其区别于其他相似矿物。红宝石是刚玉中最贵重的宝石，其中铬元素的含量越高，颜色愈红，而鲜红且均匀者为最佳，缅甸产的“鸽血红” （图 2）属于这种颜色，是罕见的珍品，我想很多女生看见它视线都会挪不开了吧！图 2 鸽血红更具观赏性的是罕见的、珍贵的“鸳鸯宝石”宝石晶体一半为蓝宝石，另一半为红宝石。1993 年在我国注明的蓝宝石产地山东昌乐地
12、区就发现了这种罕见的“鸳鸯宝石”，重达 675Ct。人们钟爱红宝石，把它看成爱情、热情和品德高尚的代表，光辉的象征。传说中，佩戴红宝石的人将会健康长寿、爱情美满、家庭和谐，红宝石是高尚、爱情、仁爱的象征。在欧洲，王室的婚庆上，依然将红宝石作为婚姻的见证。国际宝石市场上把鲜红色的红宝石称为“男性红宝石”，把淡红色的称为“女性红宝石”。男人拥有红宝石，就能掌握梦寐以求的权力，女人拥有红宝石，就能得到永世不变的爱情。而蓝宝石象征忠诚、坚贞、慈爱和诚实，星光蓝宝又被称为“命运之石” ，据说能保佑佩戴者平安，并让人交好运（当然这都是人们赋予它的美好意义） 。三言祖母绿（图 3） 。是否想起了亲切而又慈祥
13、的祖母呢？每当我想起这类宝石的名字时，脑海就会蹦出这样的思考，这让我生出了探究其起源的求知欲。祖母绿化学成分为 Be3Al2Si6O18，常含有其他致色离子，属于六方晶系，一般呈不同色调的绿色，微量的氧化铬使它呈现出晶莹艳美的绿色，但是也有白色或者无色透明者。绿柱石以其颜色和透明度而具有很强的观赏价值，绿色、浓绿色和祖母绿和天蓝色的海蓝宝石是绿柱石最后价值的变种。祖母绿的颜色十分诱人，有人用菠菜绿、葱心绿、嫩树芽绿来形容它，但都无法准确表达它的颜色。它绿中带点黄，又似乎带点蓝，就连光谱都好像缺失了点波长。确实，没有一种天然颜色令人的眼睛如此舒服。它是能使人百看不厌的宝石之一。它就像一颗大自然精
14、心打造的糖果，令人心驰神醉。无论阴天还是晴天，无论人工光源还是自然光源下，它总是发出柔和而浓艳的光芒。这就是绿色宝石之王 祖母绿的魅力所在。图 3 祖母绿因为祖母绿这名字很多人认为这是年纪大的女士才会佩戴的宝石，其实不然，因为祖母绿是西方舶来品，最早是音译古波斯语“Zumurud” （发音类似祖母）而来的，并不是年纪大才能佩戴。祖母绿的绿是生命和春天的色彩，寓意着生生不息，周而复始与盎然生机。而且，几个世纪以来一直是代表着美丽与永恒的爱的颜色。在古罗马，绿色是维纳斯的颜色爱与美的女神。而今天许多文化和宗教，这个颜色仍然占有特殊地位。例如，伊斯兰教视绿色为神圣的颜色；许多阿拉伯联盟国家的国旗用绿
15、色作为团结统一信念的象征；不但如此，天主教也认为绿色是最天然的和礼仪里最基本的颜色。祖母绿美丽的绿色传达着和谐、自然的爱、与快乐的人生。祖母绿这个独特的颜色永远令人百看不厌。如历史学家 Pliny 曾说,“绿色喜悦我们眼睛。”最后说说金绿宝石。金绿宝石是一种氧化物，主要化学成分是氧化铝铍，属于斜方晶系，晶体形态呈短柱状。板状。颜色为棕黄、绿黄、黄绿、黄褐色，透明至不透明均有，且有玻璃至油脂光泽。其物理性质，硬度 8.5，密度 3.71-3.75g/立方厘米。金绿宝石中猫眼（图 4）和变石是最为珍贵的宝石品种。在宝石学中，猫眼石专制具有猫眼效应的金绿宝石；变石是指具有变色效应的金绿宝石，被誉为“
16、白昼里的祖母绿，黑夜里的红宝石”。图 4 猫眼石有趣的是，变石于 1830 年在俄国的乌拉尔山脉发现的，而这一天刚好是俄皇凯撒亚历山大二世的生日，所以就以俄皇的名字为其命名为 Alexandrite，又被称为“亚历山大石”。以上粗浅谈及的五种宝石就是世界五大珍贵高档宝石，自己在学习的过程中了解了不少关于宝石的物理化学以及人文知识，宝石不仅可以作为装饰，在象征着美好寓意的同时也为人类科技发展做出贡献，其本身丰富多彩，喟为惊叹。（总结）在论文的最后谈谈自己上这门课的收获。上这门课之前，没有想到晶体有着这般深奥的技术理论，觉得这些东西都是自然生长或者因现如今科技发达很容易就可以造出，其实不然，这背后
17、有着很大的学问，尤其是在听老师讲到晶体的缺陷性时，从中联想到了许多关于人文社会的道理，从而写了这篇主题论文。这门课如若深究那必定是非常专业的，无奈学生是做不到的，只是在做调研是运用了归门别类的方法，把一条条的东西理清楚，用一二三四五这样顺序做标记，简单明了清晰，方便查阅，最基础的是把一些概念弄明白，对宝石或者说晶体技术有了一些初步认识。后来在准备调研 PPT 制作过程和写论文过程中查阅了大量关于宝石的资料，宝石的物理化学性质以及宝石背后的故事，觉得甚为有趣，就像上了一门信息量巨大的宝石课程，感觉收获颇丰，总而言之，这门课是“不虚此行”了。至于对课程的建议，老师给的课题我觉得有些会重复，这样很多同学在做演讲时会有一种“刚刚讲过了那就算了吧”的感觉，所以老师您看是不是可以合并一些东西或者说更加细化。以上仅是学生的一些拙见，谢谢老师！（4850 字）
