《珠宝鉴定》之宝石的力学性质

　　文/郭颖(微博) 在线书院《珠宝鉴定》

　　密度

　　指物质单位体积的质量，单位是克／立方厘米(g⁄cm^3 )。

　　标准大气压下4℃水的密度为1g⁄cm^3 ，在1个标准大气压下，任何宝石与同体积4℃水的重量的比值就是相对密度(宝石学中称为比重)。相对密度没有单位，其数值与密度相同，如红宝石的比重为4.0左右。

　　硬度

　　指宝石抵抗外力(刻划、压入、研磨等)作用的能力。硬度具有异向性，因为晶体结构中原子排列及其结合力因方向不同而不同，如金刚石八面体面硬度最大，而立方体面硬度最小。

　　测量硬度的方法有刻划法、压入法、研磨法、弹跳法等。宝石学中常用的是刻划法，刻划硬度可划分为绝对硬度和相对硬度。在宝石学中常采用的是摩氏刻划相对硬度(HM)，即以10种矿物的硬度为标准，硬度从低到高共分10级。

　　1. 滑  石   2. 石  膏   3. 方解石   4. 萤  石   5. 磷灰石

　　6. 长  石   7. 石  英   8. 黄  玉   9. 刚  玉   10. 金刚石

　　以上10种标准矿物等级之间只表示硬度的相对大小，各级之间的差异是不均等的。利用摩氏硬度计测定宝石的硬度是将待测宝石与硬度计中的某种矿物互相刻划决定宝石的硬度级别，如某一宝石可划动正长石(在正长石表面留下划痕)，却刻不动石英，其硬度则可定为6.5。另外还可以借用一些常见的东西补充完善硬度测试系统，如指甲为2.5、铜为3、玻璃为5、钢刀片为5.5～6。碳化硅为9.5等。宝石专用硬度笔能使测试更简单方便，但因用硬度笔刻划容易损伤宝石，因此不要刻划在宝石的明显处。

　　目前精确测定宝石的硬度常采用压入法。测试仪器是一种带压头的显微镜装置，压头为金刚石四棱角锥，借助测量压头在单位时间内一定的压力下，于宝石光滑面上压出显微压痕的大小来计算硬度，这种硬度称压入硬度，又称维氏硬度(HW)，它与摩氏硬度是可以通过计算相互转换的，如摩氏硬度为3的方解石的维氏硬度为172Kg⁄mm^2 。

　　韧度

　　宝石在外力作用下不容易破裂的性质称为韧性(或韧度)，相反容易破裂的性质称为脆性。韧性和脆性与硬度均无直接关系。

　　常见宝石韧度从高到低依次为黑金刚石、软玉、翡翠、刚玉、水晶、海蓝宝石、橄榄石、绿柱石、黄玉、月光石、金绿宝石、萤石。

　　解理

　　指宝石在受外力作用下，沿一定的结晶方向裂开呈光滑平面的性质称为解理，如萤石平行与八面体{111}面的四组完全解理。根据宝石发生解理的难易程度和解理面的平滑程度可将解理划分为极完全解理、完全解理、中等解理和不完全解理四个等级。

　　裂理(又称裂开)

　　指宝石在外力作用下，沿双晶结合面、内含物面或结构缺陷面发生破裂的性质，虽然并非普遍现象，但在长石、辉石及刚玉中比较常见。

　　断口

　　指宝石在外力作用下沿任意方向(无方向性)裂开成不规则破裂面的性质。这种宝石的异向性不明显，如石英、石榴石等。

　　断口可根据断裂面的形状划分为以下几类：

　　1)贝壳状断口：断口面犹如贝壳，大致成弧面，石英最典型；

　　2)亚贝壳状断口：断口面成不规则的弧面，弧形线不典型，一些解理不好的宝石，如绿柱石、橄榄石、石榴石等；

　　3)锯齿状断口：指宝石出现参差不齐、有较尖锐的突起和凹陷的断面，常见于一些纤维状集合体的宝石，如软玉；

　　4)粗糙断口：断口面较粗糙，但很均匀，如蛇纹石玉；

　　5)平坦断口：断口面较平坦，无粗糙感，常见于一些土状致密的矿物集合体，如绿松石。