珠寶玉石的力學(xué)性質(zhì)指的是在外力作用下表現(xiàn)出來的性質(zhì),，包括硬度,、密度、韌性,、脆性等,。

    1．硬度

    珠寶玉石的硬度是其抵抗其他物體刻劃、研磨和腐蝕的能力,。其確定方法有三種：

    (1)摩氏硬度,，摩氏硬度由德國礦物學(xué)家摩斯所創(chuàng)，用自然界十種礦物的硬度組成一個(gè)硬度尺度表,，表示相對硬度的10個(gè)級別,，它們的礦物名稱及所代表的硬度級別是：鉆石(10)、剛玉(9),、

黃玉(8),、石英(7)、長石(6),、磷灰石(5),、螢石(4)、方解石(3),、石膏(2),、滑石(1)。摩氏硬度用Hm值表示大小,，如鉆石Hm＝10,。

    以上10種礦物硬度等級之間的級差只表示相對大小，各級差之間的絕對硬度的差異不是均等的,。如金剛石的絕對硬度比剛玉(紅寶石)的高4倍,，而摩氏硬度級差僅為1個(gè)級別；石膏的絕對硬度僅比滑石的大不到o．3倍,，但其摩氏硬度級差也為1個(gè)級別,。

    (2)工具硬度，利用常用的簡單工具對寶石刻劃,，進(jìn)行硬度分級,。它們代表硬度級別為：指甲Hm<2．5；銅針Hm＝3,；小刀Hm＞5．5,；鋼挫Hm＝6．5—7；碳化硅Hm＝9．5,。

    (3)維氏硬度(絕對硬度),，維氏硬度是一種壓入硬度,，是利用金剛石銀在物體的表面上測出的壓強(qiáng)來表示，它用Hv數(shù)值表示,，它與摩氏硬度之間的關(guān)系為：Hm＝o．675立方根HF,。這個(gè)關(guān)系式是比較租略的，而且不適合于金剛石,。

    珠寶玉石的硬度是其本身固有的性質(zhì),，它的大小、強(qiáng)弱取決于其晶體組成元素的化學(xué)鍵的種類與強(qiáng)度,。一般具有強(qiáng)共價(jià)鍵或主要以共價(jià)鍵為主的寶石晶體,，其硬度就高，如金剛石晶體的化學(xué)鍵為強(qiáng)共價(jià)鍵,，其摩氏硬度值為10,；而紅寶石晶體以共價(jià)鍵為主，離子鍵為輔,，其摩氏硬度值為9,。當(dāng)晶體以離子鍵為主時(shí)，由于其鍵強(qiáng)與離子的半徑,、電荷及離子的堆積密度等有關(guān),，其硬度變化較大，當(dāng)離子為高電荷,、半徑小時(shí),，則離子鍵的鍵強(qiáng)大，形成的晶體硬度就大,。如黃玉晶體中，由于A1為高電荷,、半徑小的離子,，因而摩氏硬度值為8，Hm等于8表明其硬度是比較大的,。當(dāng)晶體中含有分子鍵或氫鍵時(shí)則硬度明顯下降,。許多玉石的低硬度就是由于含有分子鍵或氫鍵引起的，如壽山石的Hm值為1,，青田石的摩氏硬度值也為l.

    寶石由于是單晶體,，在晶體的不同方向上硬度具有異向性。即同一寶石晶體在不同的方向上具有不同的硬度,，這對寶石的加工拋光等帶來了一定的困難,，但對鑒定則帶來了一定的方便。

    珠寶玉石是一種特殊的商品,，其鑒別原則為非損壞性的鑒別在鑒別過程中是不允許對珠寶玉石進(jìn)行刻劃,、磨損的,，但其硬度的特點(diǎn)則可通過其加工后的商品特點(diǎn)反映出來。對于剖面寶石,，觀察其刻面,、棱及角頂?shù)耐暾忍攸c(diǎn)可以作為判斷其硬度相對大小的依據(jù)。寶石的硬度越大,，其刻面越平滑,，拋光效果越好，刻面反射光線的能力則越強(qiáng),，看起來越美麗,。其棱線也越直，棱的損傷也越小對光的散射效果也越好,，呈現(xiàn)的色散也越漂亮,。其角頂也越尖，越完整,、完美,。硬度較小的珠寶玉石一般加工特點(diǎn)是面呈曲面，面由于彎曲,，光線呈散射效果而使其表現(xiàn)為集合體光澤,，大多數(shù)無明顯的直線棱，多為曲線棱等,。

    在珠寶玉石的硬度級別中,，一般高硬度(Hm>7)者的都是中高檔的寶石晶體，如鉆石,，紅,、藍(lán)寶石，石榴石等寶石種類,。一定低硬度(Hm<4)者都是中低檔的玉石和有機(jī)寶石,，如孔雀石、漢白玉,、藍(lán)田玉等玉石及珊瑚等有機(jī)寶石品種,。硬度在中間(Hm＝4—7)者，既有中,、低檔的寶石晶體,，如水晶、長石類寶石,；也有高檔的玉石集合體,，如翡翠、軟玉等玉石品種,。

2．相對密度

  珠寶玉石的密度為其單位體積內(nèi)所含物質(zhì)的量,，其單位為g/cm3,。一般使用其相對密度(即比重)，其值為較純凈的珠寶玉石在空氣中的質(zhì)量(重量)與其在4度時(shí)同體積水的質(zhì)量(重量)之比值,。單位無量綱,。在珠寶玉石鑒別中，一般粗略地分為三級,。

    (1)輕級別珠寶玉石,，一般指相對密度(比重)小于2．5的珠寶玉石。用手掂感到有輕飄飄的感覺,，如琥珠,、煤精等品種。

    (2)中等級別珠寶玉石,，一般指相對密度(比重)在2．5－3．5之間的珠寶玉石,。用手掂感到有稍微重的感覺，如水晶,、祖母綠,、海藍(lán)寶石、碧璽等品種,。

    (3)重級別珠寶玉石,，一般指相對密度(比重)大于3．5的珠寶玉石。用手掂有明顯重的感覺,，有壓指深沉的感覺,，如鉆石(3．52)、紅寶石(3．9－4．1),、鑄石等品種,。

    珠寶玉石的相對密度同樣是其本身固有的性質(zhì)，是其物理性質(zhì)的又一反映,，它主要取決于其組成的化學(xué)元素的原子量及原子,、離子的半徑及其堆積的緊密程度。一般組成珠寶玉石的化學(xué)元素的原子量越大,，則其相對密度值越大，如鋯石晶體,。由于鋯的原子量大,，組成寶石的相對密度也大，其相對密度值在3.9以上,。組成珠寶玉石的元素的原子或離子的半徑越大,，則其相對密度越小，如長石類寶石由于化學(xué)組成中的鈉,、鉀離子半徑較大,，則其相對密度較小,，其相對密度值僅為2．2—2．7。組成珠寶玉石元素的原于或離子堆積越緊密,，原子或離子的配位數(shù)越大,，則其相對密度也越大，如鉆石晶體中碳原子的堆積密度大,，碳的配位數(shù)為4,，其相對密度值達(dá)到3．52。由于珠寶玉石形成于自然界的各種不同環(huán)境,，而不同環(huán)境中所處的條件不同,，所含的雜質(zhì)成分種類與含量也各不相同，對珠寶玉石,，特別是同一品種的珠寶玉石的相對密度影響較大,，會(huì)造成人們利用相對密度鑒別它們時(shí)的困難與誤差。同時(shí)在用手掂珠寶玉石時(shí),，由于不同人群的經(jīng)驗(yàn),、手感的差異，也會(huì)形成不同的感覺而引起誤差,，要特別注意這一點(diǎn),。

 3．珠寶玉石的韌性與脆性

    珠寶玉石的脆性是指在外力作用下，易發(fā)生碎裂的性質(zhì),；而其韌性是指在外力作用下不易碎裂的性質(zhì),。寶石晶體則呈硬而脆的特性，因而怕碰怕摔,，易碎,；玉石集合體則呈軟而韌的特性．相對不怕碰摔。珠寶玉石的這個(gè)特性也造就了各自不同的加工方式與加工要求,，形成了不同要求的工藝品特征,。

    寶石一般為規(guī)范性地加工，加工相對比較嚴(yán)格,、規(guī)范,、死板，大多要求成型為刻面,、棱,、角頂，并要求面,、棱,、角頂之間具有一定夾角，要達(dá)到最佳的光學(xué)效果才能顯示其美麗、漂亮,，其價(jià)值才能升高,。其加工工藝以切割、琢磨為主,。

    玉石一膠為自由式加工,，其加工方式和加工過程比較自由，比較個(gè)性化與藝術(shù)化,，為表達(dá)一定主題思想,，可以采用各種不同或相同的加工工藝，要求為達(dá)到藝術(shù)上的最佳審美效果以顯示其美麗,、漂亮,，其價(jià)值才能升高。其加工工藝以刻劃,、雕刻為主,，并使用不同形式對材料進(jìn)行拋光等，其加工過程,、形式比較復(fù)雜,、多變。

4．珠寶玉石的解理,、裂理和斷口

    珠寶玉石的解理,、裂理與斷口都是在外力作用下，其應(yīng)變超過了其彈性形變所發(fā)生的破裂現(xiàn)象,。引起這三者的原因各不相同,，在珠寶玉石上所表現(xiàn)出來的特征則不同。

    (1)解理,，解理主要發(fā)生在某些寶石晶體上,，主要是寶石晶體受外力作用時(shí)，沿著晶體結(jié)構(gòu)中一定的結(jié)晶學(xué)方向而破裂成一系列光滑平面的性質(zhì),。將產(chǎn)生破裂的這個(gè)平面稱為解理面,。

    解理是某些寶石固有的特性，其產(chǎn)生的程度和方向嚴(yán)格受其晶體結(jié)構(gòu)的制約,，即受組成寶石晶體的品格類型,、化學(xué)鍵類型及其在品格中的分布強(qiáng)度變化的制約。解理面平行晶格中化學(xué)鍵最弱的方向產(chǎn)生,。不同的寶石晶體所產(chǎn)生解理的特征各不相同,，如鉆石晶體的[111]解理是由于在垂直[111]方向上碳原子呈層排列，而層之間的間距不相同,，層間距大的面之間的化學(xué)鍵較弱，因而垂直[111]方向產(chǎn)生解理。解理面總是平行某些寶石晶體中特定的面網(wǎng),，它既表現(xiàn)出了晶體的異向性,，又反映了晶體的對稱性。它以{}形式與括號中的阿拉伯?dāng)?shù)字表示,。

    解理的觀察與描述根據(jù)其解理的方向,、組數(shù)、夾角和發(fā)生的難易程度,。

    ①極完全解理,，易成薄片，解理面最平滑,，在晶體上發(fā)育一組,。

    ②完全解理，可裂成多組,，解理面平滑,，在晶體上發(fā)育多組。如長石寶石的{010}與{001}解理,。

    ③中等解理,，面不易裂開，解理面中等,，在晶體上發(fā)育中等,。如鉆石的{111}解理o

    ④不完全解理，面極難形成,，在晶體上發(fā)育最差,。如水晶。

    寶石晶體上一般不發(fā)育解理,，因?yàn)榻饫淼漠a(chǎn)生影響寶石的穩(wěn)定與耐久性,，容易使寶石造成損傷。但對有些寶石,，解理則會(huì)帶來各種不同的有利效果,，如鉆石晶體上發(fā)育了中等的{111}解理，人們才能順利地沿此方向進(jìn)行切割與加工,；長石晶體發(fā)育的兩種解理會(huì)造成各種特殊光學(xué)效應(yīng),。

    (2)裂理，寶石晶體受外力作用時(shí),，沿著晶體結(jié)構(gòu)中某些特定的結(jié)晶學(xué)方向而破裂成一個(gè)光滑平面的性質(zhì),。

    裂理不是寶石晶體上固有的性質(zhì)，它是沿著晶體的雙晶面及某些特殊結(jié)構(gòu)的面發(fā)生,。在晶體上可以發(fā)育,，也可以不發(fā)育。在某些寶石上可以作為鑒別的標(biāo)志。如紅寶石晶體上常發(fā)育有裂理,，造成人們“十個(gè)紅寶石,，九個(gè)有裂紋”的印象。

    (3)斷口,，寶石晶體受外力作用時(shí),，沿任意方向而破裂成各種凹凸不平的斷面的性質(zhì)。斷口是寶石固有的性質(zhì),，不同的寶石會(huì)產(chǎn)生不同性質(zhì)的斷口,，如水晶等會(huì)產(chǎn)生貝殼狀斷；藍(lán)寶石會(huì)產(chǎn)生參差狀斷口,，這些構(gòu)成了人們鑒別的標(biāo)志,。