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莫桑石

莫桑石（英語：moissanite），也稱莫桑鑽、魔星石或魔星鑽、金剛砂，是天然碳化矽晶體的別稱，因1893年由法國化學家亨利·莫瓦桑（Henri Moissan，1852～1907）最先發現而得名，1893年亨利·莫瓦桑在研究來自美國-亞利桑那州的代亞布羅峽谷隕石樣品時發現了罕有的在自然條件下存在的碳化矽礦石，將之命名為莫桑石。天然碳化矽在地球的自然界中極其罕見，最常發現於超基性岩和隕石（比如鉀鎂煌斑岩和金伯利岩）中發現，雖然產量罕少但美國西岸開採到莫桑石又顯最多，另外在默奇森隕石中檢測到的異常碳矽同位素豐度比表明這些天然碳化矽有來自於太陽系以外漸近巨星支的富碳恆星。

碳矽石，碳化硅
基本資料
類別化合物
化學式碳化矽 - SiC
性質
分子量40.10
顏色無色、藍、綠、黃綠、黃色
晶系六方晶系
解理[0001] 不明顯
斷口貝殼狀
莫氏硬度9.25
光澤玻璃，次金屬光澤
條痕灰綠色
透明性透明至不透明
密度3.218 - 3.22g/cm³

碳化硅屬於超硬材料，硬度僅次於鑽石，但韌性、耐火性更佳，除了用於珠寶裝飾之外，其晶體和薄膜有許多工業用途。

用途

珠寶

 
莫桑石訂婚戒指

打磨好的人造莫桑石外觀與用於珠寶的鑽石非常相似，重量亦相當接近，折射率（2.648～2.691）略高於鑽石（2.42），火彩色散度（0.104）卻超過鑽石（0.044）的兩倍，並且在各項指標上優於鋯立晶（二氧化鋯晶體），因此被認為是鑽石的良好替代選項。早於1997年，珠寶業就已經開始把莫桑石視為新興的鑽石替代品[1]，主要由美國珠寶商詩思公司（Charles & Colvard）銷售（其專利於2016年到期），而寶石鑒定所會註明其寶石類別為（英文 :Synthetic Moissanite）合成莫桑石[2]。

工業

除了作為裝飾珠寶以外，莫桑石因其高硬度（莫氏硬度為9.25～9.5，略低於鑽石的10），更優的抗沖擊強度（斷裂韌性3～5 MPa⋅m1/2，相比之下鑽石只有2.0 MPa⋅m1/2）和低成本可以作為工業金剛石的替代品用於高壓試測中[3]。因為莫桑石的導熱性（導熱係數為2.3～4.9 W/K⋅cm）遠低於鑽石（26 W/K⋅cm[4]），也可以用於電子和熱能器材中，比如發動機的保護電路、執行器和蓄電系統[5][6]。同時莫桑石還具有熱釋光性[7]，因此在測量放射性劑量方面也有用途[8]。此外，碳化矽金鋼砂也大量被用於工業研磨和切割、製造複合裝甲和單兵護甲中的防彈板、天文望遠鏡的鏡面材料[9][10]、生成石墨烯的載體[11][12]以及鐵路車輛的牽引變流裝置。


交易市場

天然莫桑鑽為封閉流通交易市場，又因產量罕少，所以實際市場交易價格相對比鑽石來的高，但目前為止尚未有實際交易價格由封閉之交易市場流出。珍貴於鑽石之上，天然莫桑鑽也因未有確切之價格，所以交易時經常性得以鑽石規格價格為基準價，且向上炒作以及加成後來產生交易價格，2016年Charles & Colvard 專利到期 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）。

參見

參考文獻

  1. ^ Kurt Nassau, Shane F. McClure, and Shane Elen, James E. Shigley. Synthetic Moissanite: A New Diamond Substitute. Gemological Institute Of America. [1997-12-31]. （原始內容存檔於2020-11-12）. 
  2. ^ RAGAZZA DIAMOND. 人造石都有證書嗎?. RAGAZZA DIAMOND. [2020-03-01]. （原始內容存檔於2021-01-28）. 
  3. ^ Xu J. & Mao H. Moissanite: A window for high-pressure experiments. Science. 2000, 290 (5492): 783–787. Bibcode:2000Sci...290..783X. PMID 11052937. doi:10.1126/science.290.5492.783. 
  4. ^ 余樹楨. 了不起的結晶—金剛石. 中華民國科技部科技大觀園網站. 2011-02-09 [2020-07-10]. （原始內容存檔於2020-07-10） （中文（繁體））. 
  5. ^ Zhang J.; Wang L.; Weidner D.J.; Uchida T.; et al. The strength of moissanite (PDF). American Mineralogist. 2002, 87 (7): 1005–1008 [2020-05-01]. Bibcode:2002AmMin..87.1005Z. doi:10.2138/am-2002-0725. （原始內容存檔 (PDF)於2018-04-17）. 
  6. ^ Bhatnagar, M.; Baliga, B.J. Comparison of 6H-SiC, 3C-SiC, and Si for power devices. IEEE Transactions on Electron Devices. 1993, 40 (3): 645–655. Bibcode:1993ITED...40..645B. doi:10.1109/16.199372. 
  7. ^ Godfrey-Smith, D.I. Applicability of moissanite, a monocrystalline form of silicon carbide,to retrospective and forensic dosimetry. Radiation Measurements. Aug 1, 2006,. Volume 41 (7) [23 December 2017]. （原始內容存檔於2020-07-26）. 
  8. ^ Bruzzia, M.; Navab, F.; Piniac, S.; Russoc, S. High quality SiC applications in radiation dosimetry. Applied Surface Science. 12 December 2001,. Volume 184 (1–4): Pages 425–430. Bibcode:2001ApSS..184..425B. doi:10.1016/S0169-4332(01)00528-1. 
  9. ^ The largest telescope mirror ever put into space. European Space Agency. [2009-06-06]. （原始內容存檔於2012-10-19）. 
  10. ^ Petrovsky; G. Tolstoy; et al. 2.7-meter-diameter silicon carbide primary mirror for the SOFIA telescope. Proc. SPIE. 06/1994, 2199: 263-270 [2020-05-01]. Bibcode:1994SPIE.2199..263P. doi:10.1117/12.176195. （原始內容存檔於2014-04-19）. 
  11. ^ de Heer; Walt A. 19. Epitaxial graphene. Sattler, Klaus D. (編). Handbook of Nanophysics (free download). Taylor and Francis. 2010. ISBN 1-4200-7538-1. 
  12. ^ de Heer, Walt A.; Berger, Claire; Wu, Xiaosong; First, Phillip N.; Conrad, Edward H.; Li, Xuebin; Li, Tianbo; Sprinkle, Michael; Hass, Joanna; Sadowski, Marcin L.; Potemski, Marek; Martinez, Gérard. Epitaxial graphene (PDF). Solid State Communications. 2007, 143 (1–2): 92–100 [2009-07-31]. Bibcode:2007SSCom.143...92D. doi:10.1016/j.ssc.2007.04.023. （原始內容 (free download)存檔於2008-12-09）. 

延伸閱讀

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