日本最大人造鉆石
日本最大人造鉆石
人造鉆石是一種由直徑10到30納米的鉆石結晶聚合而成的多結晶鉆石。人造鉆石的的分子結構并不是天然鉆石的完全八面體結構而是一種復雜結構，從而會產生磷光現象。那么，你知道日本最大的人造鉆石是多大嗎?小編來告訴你吧。
日本最大的人造鉆石
中國日報網站消息：日本研究人員近日宣布，他們研制成功直徑達4毫米的全球最大最硬的人工鉆石，有望將來用于加工堅硬金屬等領域。此前最大的人工鉆石直徑不過1.5毫米。據《朝日新聞》等日本媒體報道，這一人工鉆石由日本愛媛大學與住友電氣工業公司的研究人員研制成功。它是一種由直徑10到30納米的鉆石結晶而成的多結晶鉆石，呈淡淡的糖稀色，并不像寶石那么光彩奪目。但是與單結晶鉆石容易沿受力方向破裂不同，這種人工鉆石能承受來自各個方向的力，硬度最高可達天然鉆石的2倍。
這種人工鉆石是把石墨放置于專用裝置中，在2300攝氏度、15萬到18萬個大氣壓的高溫高壓環境下制造出來的。該研究小組曾于2003年研制成功最大直徑約1.5毫米的結晶鉆石，但由于體積太小，無法應用于工業生產。
后來，研究人員改良了加熱裝置，歷經3年終于研制出了這個“大塊頭”。研究小組負責人、愛媛大學地球物理學教授入舩徹男表示，他們將進一步改良工藝，爭取在2年之內使大型人工鉆石在工業中得到應用。
磷光
磷光是一種緩慢發光的光致冷發光現象。當某種常溫物質經某種波長的入射光(通常是紫外線或X射線)照射，吸收光能后進入激發態(通常具有和基態不同的自旋多重度)，然后緩慢地退激發并發出比入射光的波長長的出射光(通常波長在可見光波段)。當入射光停止后，發光現象持續存在。發出磷光的退激發過程是被量子力學的躍遷選擇規則禁戒的，因此這個過程很緩慢。所謂的"在黑暗中發光"的材料通常都是磷光性材料，如夜明珠。
磷光的概述
通常發光方式很多，但根據余輝的長短將晶體的發光分成兩類：熒光和磷光。余輝指激發停止后晶體發光消失的時間。
當處于基態的分子吸收紫外-可見光后，即分子獲得了能量，其價電子就會發生能級躍遷，從基態躍遷到激發單重態的各個不同振動能級，并很快以振動馳豫的方式放出小部分能量達到同一電子激發態的最低振動能級，然后以輻射形式發射光子躍遷到基態的任一振動能級上，這時發射的光子稱為熒光。熒光也可以說成余輝時間≤10^(-8)s者，即激發一停，發光立即停止。這種類型的發光基本不受溫度影響。
如果受激發分子的電子在激發態發生自旋反轉，當它所處單重態的較低振動能級與激發三重態的較高能級重疊時，就會發生系間竄躍，到達激發激發三重態，經過振動馳豫達到最低振動能級，然后以輻射形式發射光子躍遷到基態的任一振動能級上，這時發射的光子稱為磷光。當然，磷光也可以說成余輝時間≥10^(-8)s者，即激發停止后，發光還要持續一段時間。根據余輝的長短，磷光又可以分為短期磷光(余輝時間≤10^(-4)s)和長期磷光(余輝時間≥10^(-4)s)。磷光的衰減強烈的受溫度影響。
機制
電子依照泡利不相容原理排布在分子軌道上，當分子吸收入射光的能量后，其中的電子從基態S0(通常為自旋單重態)躍遷至具有相同自旋多重度的激發態。處于激發態的電子可以通過各種不同的途徑釋放其能量回到基態。比如電子可以從經由非常快的(短于10 秒)內轉換過程無輻射躍遷至能量稍低并具有相同自旋多重度的激發態，然后從經由系間跨越過程無輻射躍遷至能量較低且具有不同自旋多重度的激發態(通常為自旋三重態)，再經由內轉換過程無輻射躍遷至激發態，然后以發光的方式釋放出能量而回到基態S0。由于激發態和基態S0具有不同的自旋多重度，雖然這一躍遷過程在熱力學上有利，可是它是被躍遷選擇規則禁戒的，從而需要很長的時間(從10 秒到數分鐘乃至數小時不等)來完成這個過程;當停止入射光后，物質中還有相當數量的電子繼續保持在亞穩態上并持續發光直到所有的電子回到基態。
磷光的歷史
人類認識磷光已很久，在古代，磷光被籠罩上了一層神秘的色彩(如嚴寒干燥又晴朗無風的冬夜，在墳堆間偶然漂浮的小亮點，被人們認為是鬼火)。有的寶石在暗處會發光，如1603年，鮑絡納(Bologna)的一個鞋匠發現當地一種石頭(含硫酸鋇)經陽光照射被移到暗處后，會繼續發光。當時關于磷光的記載中描述：鮑絡納石經陽光照射，須孕育一段時間后才產生光。經過幾個世紀后，人們才弄清楚這一現象的發光原理與發光過程。1845年，Herschel報道硫酸奎寧溶液經日光照射后發射出強烈的光
磷光現象
當去掉光源后，葉綠素溶液還能繼續輻射出極微弱的紅光，它是由三線態回到基態時所產生的光，這種發光現象稱為磷光現象。
人或動物的尸體在腐爛的過程中，磷就會以聯磷或磷化氫氣體形式鉆過土壤，鉆出地面。磷在空氣中緩慢氧化，當表面聚集熱量達40攝氏度時，引起自燃，部分反應能量以光能的形式放出，這就是磷在暗處能發光的原因，叫“磷光現象”。