Độ cứng của kim cương là bao nhiêu? Có cứng nhất không?

Độ cứng của kim cương làm cho nó trở thành vật liệu độc đáo và quý giá, không chỉ trong ngành trang sức mà còn trong các ứng dụng công nghiệp và công nghệ cao. Với cấu trúc tinh thể đặc biệt và khả năng chống trầy xước tuyệt vời, kim cương xứng đáng với danh hiệu “vua của các loại đá quý”. Vậy độ cứng của kim cương nằm trong khoảng bao nhiêu? Ứng dụng trong cuộc sống hiện nay như thế nào? Hãy cùng Cao Hùng Diamond tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây nhé!

Độ cứng của kim cương là gì?

Kim cương là một loại đá quý rất quen thuộc trong cuộc sống hiện đại ngày nay, được cấu tạo từ nguyên tố hóa học Carbon. Nhắc tới kim cương người ta sẽ nghĩ ngay đến sự quý hiếm và xa xỉ. Kim cương được hình thành từ trong lòng đất dưới áp lực địa chất về nhiệt độ và áp suất khổng lồ. Vẻ bề ngoài kim cương thường có màu trắng tinh khiết. Tuy nhiên, tùy vào địa chất nơi nó được hình thành mà kim cương có thể có nhiều màu sắc khác nhau như xanh, đen, đỏ…

Độ cứng của kim cương là khả năng chống lại sự trầy xước và mài mòn của bề mặt viên kim cương. Kim cương là khoáng chất cứng nhất được biết đến trên Trái Đất, với độ cứng 10 trên thang độ cứng Mohs, thang đo được sử dụng phổ biến để đánh giá độ cứng của các khoáng chất. Điều đặc biệt nằm trong cấu trúc tinh thể riêng biệt của kim cương là cấu trúc lập phương tâm khối. Kim cương là một loại đá có độ cứng đáng kinh ngạc, được ví như một món quà của thiên nhiên với những phẩm chất hoàn hảo.

Ứng dụng trong đời sống

• Trang sức: Với độ cứng và độ lấp lánh tuyệt vời, kim cương là lựa chọn hàng đầu cho các loại trang sức cao cấp như nhẫn đính hôn, bông tai, dây chuyền…
• Công nghiệp: Độ cứng của kim cương cũng được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp, đặc biệt là trong các công cụ cắt, mài và khoan. Lưỡi cưa kim cương, mũi khoan kim cương, bột mài kim cương… là những công cụ quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp, từ khai thác mỏ đến chế tạo thiết bị điện tử.
• Khoa học và công nghệ: Kim cương cũng được sử dụng trong các ứng dụng khoa học và công nghệ cao, chẳng hạn như làm lớp phủ bảo vệ cho các thiết bị y tế và điện tử, trong các nghiên cứu về vật liệu siêu cứng…

Công cụ sử dụng để đo

Để hiểu rõ hơn về độ cứng của kim cương, chúng ta cần tìm hiểu về thang đo Mohs, một thang đo phổ biến để đánh giá độ cứng của các loại khoáng vật trong tự nhiên. Các nhà khoa học đã chọn ra 10 loại khoáng vật có độ cứng khác nhau, từ rất mềm đến rất cứng, để làm chuẩn mực so sánh. Thang độ cứng Mohs được phát triển bởi nhà khoáng vật học người Đức Friedrich Mohs vào năm 1812.

Độ cứng của một khoáng vật được xác định bằng cách so sánh nó với các khoáng vật chuẩn đã được đưa ra. Ví dụ, Moissanite không thể làm trầy xước kim cương, nhưng có thể trầy xước corundum, nên có độ cứng là 9.5 trên thang đo Mohs.

Thang đo Mohs chỉ cho ta biết được độ cứng tương đối của các khoáng vật, nhưng không cho ta biết được chênh lệch chính xác độ cứng giữa chúng. Để biết được điều này, ta phải dùng các phương pháp khác để đo độ cứng chính xác tuyệt đối của các khoáng vật.

Độ cứng của kim cương trên thang Mohs là bao nhiêu?

Như đã nói ở trên, kim cương là vật chất cứng nhất được tìm thấy trong tự nhiên với độ cứng là 10 trong thang độ cứng Mohs cho các khoáng vật. Ngoài ra, kim cương chịu được áp suất 175 và 250 gigaPascal trong những lần kiểm tra khác nhau.

Thang đo Mohs xếp các khoáng chất từ 1 đến 10, với 1 là mềm nhất (talc) và 10 là cứng nhất (kim cương). Với độ cứng 10, kim cương có thể làm trầy xước tất cả các khoáng chất khác, trong khi đó không có khoáng chất nào có thể làm trầy xước kim cương.

Hiện nay, người ta tìm thấy kim cương thiên nhiên ở nhiều nơi trên thế giới. Những viên kim cương hoàn hảo nhất, cứng nhất được phát hiện ở vùng New England (Úc). Loại kim cương này có kích thước nhỏ và được dùng để đánh bóng nhiều viên kim cương khác.

Độ cứng của kim cương được hình thành nhờ các yếu tố tác động từ bên ngoài và môi trường. Ngoài ra, kim cương trải qua một lần hình thành sẽ cứng hơn so với các viên hình thành nhiều lần. Vì vậy, nếu chúng trải qua nhiều giai đoạn tạo thành thì sẽ có những vết trên mặt đá khiến cho độ cứng giảm đi.

Kim cương có phải là kim loại cứng nhất hay không?

Dựa vào độ cứng của kim cương trên thang Mohs nên kim cương được được đánh giá là kim loại cứng nhất thế giới. Tuy nhiên, với sự tiến bộ không ngừng của khoa học và kỹ thuật thì trong tương lai các nhà khoa học sẽ cho ra những vật liệu thậm chí còn bền bỉ và cứng hơn kim cương gấp nhiều lần.

Điểm yếu của kim cương là dễ bị tổn thương bởi nhiệt độ cao. Do đó, nếu nung nóng kim cương dưới nhiệt độ từ 800 độ C thì kim cương sẽ bị mất đi một vài đặc tính nhất định quan trọng.

Mặt khác, các nhà khoa học từ lâu đã tìm kiếm một loại vật liệu siêu cứng – Lonsdaleite và Wurtzite Boron Nitride. Các thí nghiệm mô phỏng khoa học hiện nay cho thấy vật liệu này cứng hơn kim cương khoảng 58%, giúp nó trở thành kim loại cứng nhất trên Trái Đất.

So sánh kim cương với các vật liệu khác về độ cứng cụ thể như sau:

• Kim cương và Corundum: Corundum (bao gồm Ruby và Sapphire) có độ cứng 9 trên thang Mohs, là khoáng chất cứng thứ hai sau kim cương. Dù rất cứng, corundum vẫn không thể làm trầy xước kim cương.
• Kim cương và Quartz: Quartz có độ cứng 7 trên thang Mohs, phổ biến trong nhiều loại đá quý như amethyst và citrine. Mặc dù cứng, quartz dễ bị kim cương làm trầy xước.
• Kim cương và kim loại: Hầu hết các kim loại, kể cả các kim loại quý như vàng và bạc, có độ cứng thấp hơn nhiều so với kim cương. Điều này làm cho kim cương trở thành lựa chọn lý tưởng để cắt và mài kim loại.

Tham khảo: Kim cương có phải kim loại không?

Việc hiểu rõ về độ cứng của kim cương giúp chúng ta biết cách sử dụng và bảo quản loại đá quý này một cách hiệu quả nhất. Đừng quên đón chờ và theo dõi Cao Hùng Diamond để tìm hiểu thêm nhiều thông tin bổ ích về kim cương và các loại đá quý nhé!