金剛石就是我們常說的鉆石（鉆石是它的俗稱），它是一種由純碳組成的礦物。金剛石是自然界中最堅(jiān)硬的物質(zhì)，因此也就具有了許多重要的工業(yè)用途，如精細(xì)研磨材料、高硬切割工具、各類鉆頭、拉絲模。還被作為很多精密儀器的部件。
金剛石有各種顏色，從無色到黑色都有，以無色的為特佳。它們可以是透明的，也可以是半透明或不透明。多數(shù)金剛石大多帶些黃色。金剛石的折射率非常高，色散性能也很強(qiáng)，這就是金剛石為什么會反射出五彩繽紛閃光的原因。金剛石在X射線照射下會發(fā)出藍(lán)綠色熒光。金剛石僅產(chǎn)出于金伯利巖筒中。金伯利巖是它們的原生地巖石，其他地方的金剛石都是被河流、冰川等搬運(yùn)過去的。金剛石一般為粒狀。如果將金剛石加熱到1000℃時(shí)，它會緩慢地變成石墨。
1977年山東省臨沭縣岌山鄉(xiāng)常林的一名村民在地里發(fā)現(xiàn)了中國最大的金剛石（約雞蛋黃大小）。世界上最大的工業(yè)用金剛石和寶石級金剛石均產(chǎn)于巴西，都超過3100克拉（1克拉=200毫克）。其中寶石級金剛石的尺寸為10×6.5×5厘米，名叫“庫利南”，1905年發(fā)現(xiàn)于南非的普雷米爾巖管。中國常林鉆石，重158.786克拉，1977年發(fā)現(xiàn)于山東臨沭縣，列為世界名鉆。世界金剛石主要產(chǎn)地有澳大利亞、扎伊爾、博茨瓦納、前蘇聯(lián)。
金剛石與石墨同屬于碳的單質(zhì)。是一種具有超硬、耐磨、熱敏、傳熱導(dǎo)、半導(dǎo)體及透遠(yuǎn)等優(yōu)異的物理性能，素有“硬度之王”和寶石之王的美稱，金剛石的結(jié)晶體的角度是54度44分8秒。上個(gè)世紀(jì)50年代，美國以石墨為原料，在高溫高壓下成功制造出人造金剛石?，F(xiàn)在人造金剛石已經(jīng)廣泛用于生產(chǎn)和生活中，只是造出大顆粒的金剛石還很困難。
金剛石 - 礦物原料特點(diǎn)
天然金剛石金剛石的化學(xué)成分為C，與石墨同是碳的同質(zhì)多象變體。在礦物化學(xué)組成中，總含有Si、Mg、Al、Ca、Mn、Ni等元素，并常含有Na、B、Cu、Fe、Co、Cr、Ti、N等雜質(zhì)元素，以及碳水化合物。
金剛石礦物晶體構(gòu)造屬等軸晶系同極鍵四面體型構(gòu)造。碳原子位于四面體的角頂及中心，具有高度的對稱性。單位晶胞中碳原子間以同極鍵相連結(jié)，距離為1.54(10-10m）。常見晶形有八面體、菱形十二面體、立方體、四面體和六八面體等。
金剛石莫氏硬度為10，顯微硬度為98 654.9MPa（100060kg/mm2），絕對硬度大于石英的1000倍，大于剛玉的150倍。
礦物性脆，貝殼狀或參差狀斷口，在不大的沖擊力下會沿晶體解理面裂開，具有平行八面體的中等或完全解理，平行十二面體的不完全解理。礦物質(zhì)純，密度一般為3 470-3 560kg/m3。
金剛石的顏色取決于純凈程度、所含雜質(zhì)元素的種類和含量，極純凈者無色，一般多呈不同程度的黃、褐、灰、綠、藍(lán)、乳白和紫色等；純凈者透明，含雜質(zhì)的半透明或不透明；在陰極射線、X射線和紫外線下，會發(fā)出不同的綠色、天藍(lán)、紫色、黃綠色等色的熒光；在日光曝曬后至暗室內(nèi)發(fā)淡青藍(lán)色磷光；金剛光澤，少數(shù)油脂或金屬光澤，高折射率，一般為2.40-2.48。
金剛石的熱導(dǎo)率一般為136.16w/（m·k），其中Ⅱa型金剛石熱導(dǎo)率極高，在液氮溫度下為銅的25倍，并隨溫度的升高而急劇下降，如在室溫時(shí)為銅的5倍；比熱容隨溫度上升而增加，如在-106℃時(shí)為399.84J/（kg·k），107℃時(shí)為472.27J/（kg·k）；熱膨脹系數(shù)極小，隨溫度上升而增高，如在-38.8℃時(shí)為0，0℃時(shí)為5.6×10-7；在純氧中燃點(diǎn)為720～800℃，在空氣中為850-1 000℃，在絕氧下2 000-3 000℃轉(zhuǎn)變?yōu)槭?/p>
金剛石化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有耐酸性和耐堿性，高溫下不與濃HF、HCl、HNO3作用，只在Na2CO3、NaNO3、KNO3的熔融體中，或與K2Cr2O7和H2SO4的混合物一起煮沸時(shí)，表面會稍有氧化；在O、CO、CO2、H、Cl、H2O、CH4的高溫氣體中腐蝕。
金剛石還具有非磁性、不良導(dǎo)電性、親油疏水性和摩擦生電性等。唯Ⅱb型金剛石具良好的半導(dǎo)體性能。 根據(jù)金剛石的氮雜質(zhì)含量和熱、電、光學(xué)性質(zhì)的差異，可將金剛石分為Ⅰ型和Ⅱ型兩類，并進(jìn)一步細(xì)分為Ⅰa、Ⅰb、Ⅱa、Ⅱb四個(gè)亞類。Ⅰ型金剛石，特別是Ⅰa亞型，為常見的普通金剛石，約占天然金剛石總量的98%。Ⅰ型金剛石均含有一定數(shù)量的氮，具有較好的導(dǎo)熱性、不良導(dǎo)電性和較好的晶形。Ⅱ型金剛石極為罕見，含極少或幾乎不含氮，具良好的導(dǎo)熱性和曲面晶體的特點(diǎn)。Ⅱb亞型金剛石具半導(dǎo)電性。由于Ⅱ型金剛石的性能優(yōu)異，因此多用于空間技術(shù)和尖端工業(yè)。
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