ความแข็งของเพชรทำให้มันกลายเป็นวัสดุที่มีเอกลักษณ์และล้ำค่า ไม่เพียงแค่ในวงการเครื่องประดับ แต่ยังรวมถึงการใช้งานในอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีขั้นสูงอีกด้วย ด้วยโครงสร้างผลึกพิเศษและความสามารถในการทนต่อรอยขีดข่วน เพชรถูกยกย่องให้เป็น “ราชาแห่งอัญมณี” แล้วจริง ๆ ความแข็งของเพชรอยู่ในระดับเท่าไหร่? และมันถูกนำมาใช้ในชีวิตประจำวันอย่างไร? มาค้นหาคำตอบไปพร้อมกับ Cao Hung Diamond ได้เลย!
ความแข็งของเพชรคืออะไร?
เพชรเป็นอัญมณีที่คุ้นเคยในชีวิตประจำวัน ซึ่งประกอบขึ้นจากธาตุคาร์บอน (Carbon) เมื่อพูดถึงเพชร คนส่วนใหญ่จะนึกถึงความหายากและความหรูหรา เพชรเกิดขึ้นภายในเปลือกโลกภายใต้แรงกดดันอันมหาศาลของอุณหภูมิและความดัน ภายนอกมักมีสีขาวใสบริสุทธิ์ แต่ขึ้นอยู่กับสภาพธรณีวิทยาที่ก่อตัว เพชรอาจมีสีอื่น ๆ เช่น น้ำเงิน ดำ หรือ แดง ได้เช่นกัน
ความแข็งของเพชร คือความสามารถในการทนต่อรอยขีดข่วนและการสึกกร่อน เพชรเป็นแร่ที่มีความแข็งที่สุดบนโลก โดยได้ ระดับ 10 บนมาตราความแข็ง Mohs ซึ่งเป็นมาตราที่ใช้กันทั่วไปในการประเมินความแข็งของแร่ โครงสร้างผลึกลูกบาศก์ของเพชรเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้มันแข็งแกร่งอย่างน่าทึ่ง จนถูกขนานนามว่าเป็นของขวัญจากธรรมชาติที่สมบูรณ์แบบ
การประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวัน
- เครื่องประดับ: ด้วยความแข็งและประกายแวววาว เพชรจึงเป็นตัวเลือกอันดับหนึ่งสำหรับเครื่องประดับระดับพรีเมียม เช่น แหวนหมั้น ต่างหู และสร้อยคอ
- อุตสาหกรรม: ความแข็งของเพชรถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย เช่น ใบเลื่อยเพชร ดอกสว่านเพชร หรือผงเพชรสำหรับเจียระไน ซึ่งมีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรม ตั้งแต่เหมืองแร่ไปจนถึงการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
- วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี: เพชรถูกใช้ทำสารเคลือบป้องกันในอุปกรณ์การแพทย์และอิเล็กทรอนิกส์ ตลอดจนในการวิจัยวัสดุที่มีความแข็งพิเศษ
เครื่องมือที่ใช้วัดความแข็ง
เพื่อให้เข้าใจ ความแข็งของเพชร ได้ชัดเจน นักวิทยาศาสตร์ใช้มาตรา Mohs ซึ่งถูกพัฒนาโดย Friedrich Mohs นักแร่วิทยาชาวเยอรมันในปี ค.ศ.1812 โดยเลือกแร่ 10 ชนิดที่มีความแข็งแตกต่างกัน ตั้งแต่นุ่มที่สุดไปจนถึงแข็งที่สุดมาเป็นเกณฑ์มาตรฐาน
ความแข็งของแร่ถูกกำหนดโดยการเปรียบเทียบกับแร่ตัวอย่าง เช่น Moissanite ไม่สามารถทำให้เพชรเป็นรอยได้ แต่สามารถขีดข่วน Corundum ได้ ดังนั้น Moissanite มีค่าความแข็ง 9.5 บนมาตรา Mohs
อย่างไรก็ตาม มาตรา Mohs บอกได้เพียงความแข็งเชิงเปรียบเทียบ ไม่ได้บอกถึงความแตกต่างที่แท้จริงของค่าความแข็ง เพื่อวัดค่าอย่างแม่นยำจึงต้องใช้วิธีการทางวิทยาศาสตร์อื่น ๆ เพิ่มเติม
ความแข็งของเพชรบนมาตรา Mohs คือเท่าไหร่?
ดังที่กล่าวไปแล้ว เพชรเป็นวัสดุที่แข็งที่สุดที่พบในธรรมชาติ โดยมี ความแข็งอยู่ที่ 10 บนมาตรา Mohs สำหรับแร่ธาตุ อีกทั้งยังสามารถทนต่อแรงดันได้ราว 175–250 กิกะปาสคาล (GPa) ในการทดสอบต่าง ๆ
มาตรา Mohs จัดลำดับความแข็งของแร่จาก 1 ถึง 10 โดย 1 อ่อนที่สุด (ทัลก์) และ 10 แข็งที่สุด (เพชร) ด้วยค่าความแข็งระดับ 10 เพชรสามารถทำให้แร่ชนิดอื่นเกิดรอยได้ ในขณะที่ไม่มีแร่ชนิดใดทำให้เพชรเป็นรอยได้
ปัจจุบันพบเพชรธรรมชาติในหลายภูมิภาคทั่วโลก โดยเพชรที่สมบูรณ์และแข็งมากถูกค้นพบที่ ภูมิภาคนิวอิงแลนด์ (ออสเตรเลีย) ซึ่งมักมีขนาดเล็กและถูกนำมาใช้สำหรับ ขัดเงาเพชรเม็ดอื่น ๆ
ความแข็งของเพชรเกิดจากโครงสร้างผลึกและปัจจัยทางธรณีวิทยาภายนอก เพชรที่ก่อตัวครั้งเดียว มักแข็งกว่าเพชรที่ ก่อตัวหลายรอบ เพราะการก่อตัวหลายครั้งอาจทิ้งร่องรอยเล็ก ๆ บนผิวทำให้ระดับความแข็งลดลง
เพชรเป็นโลหะที่แข็งที่สุดหรือไม่?
ด้วยค่าความแข็ง 10 บนมาตรา Mohs เพชรถูกจัดว่าเป็นวัสดุที่แข็งที่สุดในโลก อย่างไรก็ตาม ด้วยความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ ยังมีความเป็นไปได้ที่จะพัฒนาวัสดุที่ แข็งและทนทานกว่าเพชร ในอนาคต
จุดอ่อนของเพชร คือไวต่ออุณหภูมิสูง หากถูกเผาที่ประมาณ 800°C เพชรอาจสูญเสียคุณสมบัติสำคัญบางประการ
อีกด้านหนึ่ง นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษา วัสดุซูเปอร์ฮาร์ด เช่น Lonsdaleite และ Wurtzite Boron Nitride (w-BN) โดยแบบจำลองทดลองบ่งชี้ว่าวัสดุเหล่านี้ แข็งกว่าเพชรราว 58% ทำให้ถูกยกให้เป็นวัสดุที่แข็งที่สุดบนโลก
การเปรียบเทียบความแข็งของเพชรกับวัสดุอื่น ๆ มีดังนี้:
- เพชร vs คอรันดัม (Corundum): คอรันดัม (รวมทับทิม–ไพลิน) มีความแข็ง 9 บนมาตรา Mohs แข็งเป็นอันดับสองรองจากเพชร แต่ยัง ขูดเพชรไม่ได้
- เพชร vs ควอตซ์ (Quartz): ควอตซ์มีความแข็ง 7 บนมาตรา Mohs พบในอะเมทิสต์และซิทริน แม้จะแข็งแต่ ถูกเพชรขีดเป็นรอยได้ง่าย
- เพชร vs โลหะ: โลหะส่วนใหญ่ รวมถึงโลหะมีค่าอย่างทองและเงิน มีความแข็งต่ำกว่าเพชรมาก จึงใช้เพชรเป็น เครื่องมือสำหรับการตัด/เจียระไนโลหะ ได้อย่างเหมาะสม
การเข้าใจอย่างถ่องแท้เกี่ยวกับ ความแข็งของเพชร จะช่วยให้เรารู้วิธีการใช้และการดูแลรักษาอัญมณีล้ำค่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพที่สุด อย่าลืมติดตาม Cao Hung Diamond เพื่อเรียนรู้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์เพิ่มเติมเกี่ยวกับเพชรและอัญมณีประเภทต่าง ๆ นะคะ
