基本内容
金剛石
概述金剛石俗稱“金剛鑽”。也就是我們常說的鑽石,它是一種由純碳組成的礦物。金剛石是自然界中最堅硬的物質。金剛石的用途非常廣泛,例如:工藝品、工業中的切割工具。碳可以在高溫、高壓下形成金剛石。
讀音jīn gāng shí
英文名[diamond]:碳的同素異形體,純淨的無色透明,有光澤,是已知的世界上最硬的物質。金剛石和鑽石都是由同一種物質構成的,鑽石是指首飾領域中已被加工成成品的名稱,而在工業領域或處于礦石階段的原料名稱均為金鋼石。
作為自然界最硬的天然物質,自古以來金鋼石就備受世人矚目,它不僅在首飾領域備受歡迎,而且在各種工具的應用上更為廣泛,由于它是目前世界上最硬的物質,莫司硬度是10,所以人們利用它的這一特性廣泛用于對各種物質的加工和各種科學鑽探,人們用它制作成各種各樣的工具,如刀片、鋸片、鑽頭等,被廣泛地應用于各個領域。人們還将它用在各種需要高耐磨的機器零部件中。
物理性質
硬度
摩氏硬度10,新摩氏硬度15,顯微硬度10000kg/mm2,顯微硬度比石英高1000倍,比剛玉高150倍。金剛石硬度具有方向性,八面體晶面硬度大于菱形十二面體晶面硬度,菱形十二面體晶面硬度大于六面體晶面硬度。
依照摩氏硬度标準(Mohs hardness scale)共分10級,鑽石(金剛石)為最高級第10級;如小刀其硬度約為5.5、銅币約為3.5至4、指甲約為2至3、玻璃硬度為6。
由于硬度最高,金剛石的切削和加工必須使用金剛石粉或激光(比如532nm或者1064nm波長激光)來進行。金剛石的密度為3.52g/cm3,折射率為2.417(在500納米光波下),色散率為0.044。n
顔色
金剛石有各種顔色,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。許多金剛石帶些黃色,這主要是由于金剛石中含有雜質。金剛石的折射率非常高,色散性能也很強,這就是金剛石為什麼會反射出五彩缤紛閃光的原因。金剛石在X射線照射下會發出藍綠色熒光。金剛石原生礦僅産出于金伯利岩筒或少數鉀鎂煌斑岩中。金伯利岩等是它們的母岩,其他地方的金剛石都是被河流、冰川等搬運過去的。金剛石一般為粒狀。如果将金剛石加熱到1000℃時,它會緩慢地變成石墨。
引用亞洲寶石協會(GIG)報告:金剛石的化學成分為C,與石墨同是碳的同質多象變體。在礦物化學組成中,總含有Si、Mg、Al、Ca、Mn、Ni等元素,并常含有Na、B、Cu、Fe、Co、Cr、Ti、N等雜質元素,以及碳水化合物。
金剛石礦物晶體構造屬等軸晶系同極鍵四面體型構造。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,距離為154pm。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。
金剛石的絕對硬度是剛玉的4倍,石英的8倍。詳細絕對硬度如下:
金剛石:10000-2500
剛玉:2500-2100
石英:1550-1200。
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。礦物質純,密度一般為3470-3560kg/m3。金剛石的顔色取決于純淨程度、所含雜質元素的種類和含量,極純淨者無色,一般多呈不同程度的黃、褐、灰、綠、藍、乳白和紫色等;純淨者透明,含雜質的半透明或不透明;在陰極射線、X射線和紫外線下,會發出不同的綠色、天藍、紫色、黃綠色等色的熒光;在日光曝曬後至暗室内發淡青藍色磷光;金剛光澤,少數油脂或金屬光澤,高折射率,一般為2.40-2.48。



















