基本内容
金刚石
概述金刚石俗称“金刚钻”。也就是我们常说的钻石,它是一种由纯碳组成的矿物。金刚石是自然界中最坚硬的物质。金刚石的用途非常广泛,例如:工艺品、工业中的切割工具。碳可以在高温、高压下形成金刚石。
读音jīn gāng shí
英文名[diamond]:碳的同素异形体,纯净的无色透明,有光泽,是已知的世界上最硬的物质。金刚石和钻石都是由同一种物质构成的,钻石是指首饰领域中已被加工成成品的名称,而在工业领域或处于矿石阶段的原料名称均为金钢石。
作为自然界最硬的天然物质,自古以来金钢石就备受世人瞩目,它不仅在首饰领域备受欢迎,而且在各种工具的应用上更为广泛,由于它是目前世界上最硬的物质,莫司硬度是10,所以人们利用它的这一特性广泛用于对各种物质的加工和各种科学钻探,人们用它制作成各种各样的工具,如刀片、锯片、钻头等,被广泛地应用于各个领域。人们还将它用在各种需要高耐磨的机器零部件中。
物理性质
硬度
摩氏硬度10,新摩氏硬度15,显微硬度10000kg/mm2,显微硬度比石英高1000倍,比刚玉高150倍。金刚石硬度具有方向性,八面体晶面硬度大于菱形十二面体晶面硬度,菱形十二面体晶面硬度大于六面体晶面硬度。
依照摩氏硬度标准(Mohs hardness scale)共分10级,钻石(金刚石)为最高级第10级;如小刀其硬度约为5.5、铜币约为3.5至4、指甲约为2至3、玻璃硬度为6。
由于硬度最高,金刚石的切削和加工必须使用金刚石粉或激光(比如532nm或者1064nm波长激光)来进行。金刚石的密度为3.52g/cm3,折射率为2.417(在500纳米光波下),色散率为0.044。n
颜色
金刚石有各种颜色,从无色到黑色都有,以无色的为特佳。它们可以是透明的,也可以是半透明或不透明。许多金刚石带些黄色,这主要是由于金刚石中含有杂质。金刚石的折射率非常高,色散性能也很强,这就是金刚石为什么会反射出五彩缤纷闪光的原因。金刚石在X射线照射下会发出蓝绿色荧光。金刚石原生矿仅产出于金伯利岩筒或少数钾镁煌斑岩中。金伯利岩等是它们的母岩,其他地方的金刚石都是被河流、冰川等搬运过去的。金刚石一般为粒状。如果将金刚石加热到1000℃时,它会缓慢地变成石墨。
引用亚洲宝石协会(GIG)报告:金刚石的化学成分为C,与石墨同是碳的同质多象变体。在矿物化学组成中,总含有Si、Mg、Al、Ca、Mn、Ni等元素,并常含有Na、B、Cu、Fe、Co、Cr、Ti、N等杂质元素,以及碳水化合物。
金刚石矿物晶体构造属等轴晶系同极键四面体型构造。碳原子位于四面体的角顶及中心,具有高度的对称性。单位晶胞中碳原子间以同极键相连结,距离为154pm。常见晶形有八面体、菱形十二面体、立方体、四面体和六八面体等。
金刚石的绝对硬度是刚玉的4倍,石英的8倍。详细绝对硬度如下:
金刚石:10000-2500
刚玉:2500-2100
石英:1550-1200。
矿物性脆,贝壳状或参差状断口,在不大的冲击力下会沿晶体解理面裂开,具有平行八面体的中等或完全解理,平行十二面体的不完全解理。矿物质纯,密度一般为3470-3560kg/m3。金刚石的颜色取决于纯净程度、所含杂质元素的种类和含量,极纯净者无色,一般多呈不同程度的黄、褐、灰、绿、蓝、乳白和紫色等;纯净者透明,含杂质的半透明或不透明;在阴极射线、X射线和紫外线下,会发出不同的绿色、天蓝、紫色、黄绿色等色的荧光;在日光曝晒后至暗室内发淡青蓝色磷光;金刚光泽,少数油脂或金属光泽,高折射率,一般为2.40-2.48。