世界一硬いダイヤモンドの秘密「高価なのはなぜ？ 欠けることがあるの？」

ダイヤモンドが世界一硬いって聞いたけど？

子供のころに、世界で一番硬い鉱物は「ダイヤモンド」だと授業でならったのではないでしょうか。ではなぜダイヤモンドが硬いのか。それは、ダイヤモンドの中の炭素元素が綺麗に並んでいることにより、非常に高い硬度を誇っているのです。

ダイヤモンドと黒鉛、その違いと生成過程

ダイヤモンドは、原子に「不対電子」と言われる電子が存在しないため、電気を通しません。また、ダイヤモンドの原石は、地球内部による高圧力とマグマによる高温などの特殊な条件下が揃った場合に偶然生成され、様々な形に成形されます。そして、同じ炭素からなるものに「グラファイト」があります。これは「黒鉛」とも呼ばれ、鉛筆の芯の原料となることで有名です。しかし、黒鉛でダイヤモンドは出来ません。分子構造が異なり、蜂の巣のような層が重なってできる構造のため、全くの別物となります。

ダイヤモンドの硬さと靭性、モース硬度とその限界

ダイヤモンドに言及する際よく用いられるのが「モース硬度」です。モース硬度は「いかに傷がつきにくい鉱石であるか」を示す数値で、ダイヤの場合は最高の数値10で表現されます。しかし、鉱石の「強さ」を比較する際、このモース硬度だけに注目するのは不十分です。

なぜなら「傷がつきにくい」からといって、あらゆる衝撃に強いとは限らないからです。鉱石の性質を比較する際に、モース硬度と同様に注目されるのが「靭性」になります。靭性とは、「いかに割れにくい鉱石であるか」を示している数値で、数値が高いほど割れにくいという事になります。

ダイヤモンドの靭性は、7.5で、石英や水晶と同程度の数値となります。トパーズやエメラルドよりも割れにくいとはいえ、「ダイヤモンドだから突出して硬い」ということではありません。ダイヤモンドにハンマーを振り下ろせば、容易に粉々に割れてしまいます。

ダイヤモンドはなんであんなに綺麗なの？

先程ご説明した通り、ダイヤモンドは、元素同士がピラミッドの様な形で結合しているため、集合状態が緻密となり塊の状態が最も硬くなります。また、日光や酸化に強いため、変色や錆びを起こしません。この他の特徴として、燃える性質もあります。

炭素がピラミッド状になっていることが、ダイヤモンドの輝きを生み出す秘密となっています、ダイヤモンドは層の集まりでもあるため、一定の箇所に強い力を加えると、割れたりすり減り易くなりやすいという弱点もあります。

これを「劈開（へきかい）性」といい、「劈開性」を利用することで、ダイヤモンドのカット技術が発展し、ブリリアンカットを始めとする、複雑なカットが生み出されてダイヤモンドの輝きを最高に引き出すことのできるという事です！

実はダイヤモンドより硬い物がある！

先度説明した、モース硬度のダイヤモンドの強度は、1から10ある中で、最も硬い10という硬度を誇っています。そのため、一般的には最も硬い宝石として有名です。

しかし、本当にダイヤモンドが世界で一番硬いのでしょうか。実はダイヤモンドよりも硬い物質は存在します。

ウルツァイト窒化ホウ素

ウルツァイト窒化ホウ素は、現在地球上に存在する自然界の物質の中で最も硬いといわれております。火山性の残留物から得られる物質で、性質はダイヤモンドと似ています。現在では主に工業製品などに使用されることが多いです。

ロンズデーライト

ダイヤモンドと同じ炭素原子で、「六方晶ダイヤモンド」と呼ばれています。現在確認されている物質でダイヤモンドより硬いといわれており、その硬さはなんとダイヤモンドよりも約1.5倍硬いといわれています

カルビン

カルビンは、2013年に発見された新しい鉱物で、その硬さはなんとダイヤモンドの3倍といわれています。今後、磁性半導体になったりエネルギーを蓄える特性があることから、さまざまな分野で活躍される可能性があります。

ダイヤモンド？ダイアモンド？正式名称はどっち？

「ダイヤモンド」「ダイアモンド」の表記は、が一般的には「ダイヤモンド」で、多くのメディアやジュエリー業界、文化庁でも「ダイヤモンド」と表記しています。ただし、「ダイアモンド」という読み方も間違いではないため、あくまで世の中の慣習的に「ダイヤモンド」が使われております。

まとめ

今回ご紹介させて頂きました、ダイヤモンドは、供給量の少なさや加工コストの高さが影響し、宝石の中でもトップクラスの価値を誇ります。

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