金刚石的性质和类型
钻石是最坚硬的天然材料。莫氏硬度标度（钻石为“10”，刚玉（蓝宝石）为“9”）不能充分证明这种难以置信的硬度，因为钻石的硬度比刚玉高出指数。钻石也是最难压缩和最坚硬的物质。
钻石是一种特殊的导热体——比铜好4倍——这使钻石被称为“冰”具有重要意义。金刚石具有极低的热膨胀性，对大多数酸和碱具有化学惰性，从远红外到深紫外是透明的，并且是少数具有负功函数（电子亲和性）的材料之一。负电子亲和力的一个结果是钻石排斥水，但很容易接受蜡或油脂等碳氢化合物。
钻石导电性不好，尽管有些是半导体。如果在氧气存在的情况下经受高温，钻石会燃烧。钻石具有很高的比重；考虑到碳的低原子量，它的密度惊人。钻石的光辉和火焰是由于它的高色散和高折射率。在所有透明物质中，钻石的反射率和折射率最高。
钻石宝石通常是透明或淡蓝色的，但彩色钻石被称为“奇葩”，可以在彩虹的所有颜色中找到。硼和氮是常见的微量杂质，硼呈现蓝色，而氮则增加了黄色。可能含有钻石的两种火山岩是金伯利岩和煌斑岩。钻石晶体通常含有其他矿物的包裹体，如石榴石或铬铁矿。许多钻石发出蓝色到紫色的荧光，有时强烈到可以在日光下看到。一些蓝色荧光钻石发出黄色磷光（在黑暗中发出余辉反应）。
钻石种类
天然钻石
天然钻石按其内部杂质的类型和数量进行分类。
- Ia型-这是最常见的天然钻石类型，含氮量高达0.3%。
- Ib型-这种类型的天然钻石很少（~0.1%），但几乎所有的合成工业钻石都是。Ib型钻石含氮量高达500 ppm。
- IIa型-这种类型在自然界中非常罕见。IIa型钻石含氮量极低，无法用红外或紫外吸收法检测。
- IIb型-这种类型在自然界中也非常罕见。IIb型钻石所含氮非常少（甚至低于IIa型），因此该晶体为p型半导体。
人造工业钻石
合成工业金刚石采用高压高温合成（HPHT）工艺生产。在HPHT合成中，石墨和金属催化剂在高温高压下放置在液压机中。在几个小时的时间里，石墨转变成钻石。由此产生的钻石通常只有几毫米大小，瑕疵太大，无法用作宝石，但它们在切割工具和钻头上用作刃口以及被压缩以产生非常高的压力时非常有用。（有趣的旁注：尽管钻石用于切割、研磨和抛光许多材料，但由于铁和碳之间的高温反应，钻石磨损非常快，因此钻石不用于加工铁合金。）
薄膜金刚石
一种称为化学气相沉积（CVD）的工艺可用于沉积聚晶金刚石薄膜。CVD技术可以在机器零件上涂上“零磨损”涂层，使用金刚石涂层吸收电子元件的热量，在宽波长范围内透明的时尚窗口，以及利用金刚石的其他特性。
- 发表于 2021-10-04 05:33
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- 分类：化学
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