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金刚石

金刚石

科技名词定义

中文名称:
金刚石
英文名称:
diamond
定义:
碳的同素异形体,是已知的最硬的物质,有天然和人造两类。
所属学科:
机械工程(一级学科) ;磨料磨具(二级学科) ;磨料(三级学科)
本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布

金刚石 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。

目录

概述
历史
产地
金刚石的性质
  1. 金刚石的硬度
  2. 金刚石的光学性质
金刚石的原材料
鉴别
金刚石和石墨区别
  1. 金刚石和石墨的熔点比较
高硬度人造金刚石
金刚石的开采
其他
  1. 金刚石的矿产资源
作家金刚石


  

金刚石

Diamond

概述

  

三维结构

金刚石[1]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,因此也就具有了许多重要的工业用途,如精细研磨材料、高硬切割工具、各类钻头、拉丝模。金刚石还被作为很多精密仪器的部件。金刚石有各种颜色,从无色到黑色都有。它们可以是透明的,也可以是半透明或不透明。多数金刚石大多带些黄色。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。金刚石仅产出于金伯利岩筒中。金伯利岩是

金刚石

它们的原生地岩石,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。1977年山东省临沭县岌山乡常林的一名村民在地里发现了中国最大的金刚石(约鸡蛋黄大小,右图)。世界上最大的工业用金刚石和宝石级金刚石均产于南非,都超过3100克拉(1克拉=200毫克)其中宝石级金刚石的尺寸为10×6.5×5厘米,名叫“库利南”。上个世纪50年代,美国以石墨为原料,在高温高压下成功制造出人造金刚石[2]。现在人造金刚石已经广泛用于生产和生活中,只是造出大颗粒的金刚石还很困难。   

金刚石

金刚石化学式为C,晶体形态多呈八面体、菱形十二面体、四面体及它们的聚形,没有杂质时,无色透明,与氧反应时,也会生成二氧化碳,与石墨同属于碳的单质。金刚石晶体的键角为109°28′,是一种具有超硬、耐磨、热敏、传热导、半导体及透远等优异的物理性能,素有“硬度之王”和宝石之王的美称,金刚石的结晶体的角度是54度44分8秒。习惯上人们常将加工过的称为钻石,而未加工过的称为金刚石。在我国,金刚石之名最早见于佛家经书中。钻石是自然界中最硬物质,最佳颜色为无色,但也有特殊色,如蓝色、紫色、金黄色等。这些颜色的钻石稀有,是钻石中的珍品。印度是历史上最著名的金刚石出产国,现在世界上许多著名的钻石如“光明之山”,“摄政王”,“奥尔洛夫”均出自印度。金刚石的产量十分稀少,通常成品钻是采矿量的十亿分之一,因而价格十分昂贵。经过琢磨后的钻石一般有圆形、长方形、方形、椭圆形、心形、梨形、榄尖形等。世界上最重的钻石是1905年产于南非的“库里南”,重3106.3克拉,已被分磨成9粒小钻,其中一粒被称为“非洲之星”的库里南1号的钻石重量仍占世界名钻首位。   晶体结构:晶胞为面心立方结构,每个晶胞含有2组8个C原子。   

金刚石

金刚石
常呈黄、褐、蓝、绿和粉红等色,但以无色的为特佳。世界上重量超过620克拉(合124克)的特大宝石级金刚石共发现10粒,其中最大的名库里南(Cullinan),重3106克拉(合621.35克),大小5×6.5×10厘米,1905年发现于南非的普雷米尔岩管。中国常林钻石,重158.786克拉,1977年发现于山东临沭县,列为世界名钻。世界金刚石主要产地有韩国、朝鲜、澳大利亚、扎伊尔、博茨瓦纳、前苏联、南非、巴西、纳米比亚、加纳、中非、塞拉利昂和中国等地。韩半岛的金刚石产量居世界首位。   在摩氏硬度计中它是第十类。   附:我国产出的巨粒和大粒金刚石:   1971年以来的二十年中,在我国陆续发现了几颗50克拉以上和100克拉以上的金刚石,按发现时间的先后排列如下:   [1]1971年9月25日,在江苏省宿迁公路旁发现一颗重52.71克拉的金刚石。   [2]1977年12月21日, 在山东省临沭县常林大队,女社员魏振芳发现1颗重158.786克拉的优质巨钻,全透明,色淡黄,可称金刚石的“中国之最”。被命名为“常林钻石”   [3]1981年8月15日,在山东郯城陈埠发现一颗124.27克拉的巨粒金刚石。被命名为“陈埠一号”。   [4]1982年9月,在山东郯城陈埠发现一颗96.94克拉的金刚石。   [5]1983年5月,在山东郯城陈埠发现一颗92.86克拉的金刚石。   [6]1983年11月14日,在山东蒙阴发现一颗119.01克拉的巨粒金刚石,被命名为“蒙山一号”。   

金刚石

据1987年资料,中国主要金刚石成矿区有:①辽东—吉南成矿区,有中生代和中古生代两期金伯利岩。②鲁西、苏北、皖北成矿区,下古生代可能有多期金伯利岩。③晋、豫、冀成矿区,已在太行山、嵩山、五台山等地发现金伯利岩。④湘、黔、鄂、川成矿区,已在湖南沅水流域发现了4个具工业价值的金刚石砂矿。   湖南金刚石,产于湖南省常德丁家港、桃源、黔阳等地。湖南金刚石以砂矿为主,主要分布在沅水流域,分布零散,品位低,但质量好,宝石级金刚石约占40%。相传在明朝年间,湖南沅江流域就有零星的金刚石发现,大规模的寻矿则始于二十世纪五十年代。沅江整个水域均有金刚石分布,但有开采价值的仅常德丁家港、桃源县车溪冲、溆浦县(黔阳)新庄垅、沅陵县窑头等4处。   湖南金刚石的颜色深浅不一,内外颜色差异明显,呈带状、斑状分布。其褐色系列金刚石,晶体呈黄褐色,内部洁净,表面有大量的褐色斑点,其褐斑的颜色有黄色、黄褐色、褐色、黑色等,主要分布在金刚石的溶蚀面上,褐色主要由自然界放射性粒子的辐照造成。金刚石总体颗粒小,但质地较好,以单晶为主,约占总产量的98%;晶体比较完整,以八面体、十二面体、六八面体为多;绝大多数晶体浅色透明或呈黄、褐色等;粒重多小于28mg,一般为10.9~15mg;22%晶体中含包裹体;60%的晶体表面有裂纹,表面溶蚀不重。

历史

  美丽的东西必难求,就像钻石总是与毒蛇共生一样。听听古罗马的著名哲学家普林尼(Pliny)给您带来的钻石之谷的故事。   相传公元前350年,马其顿国王亚历山大(Alexandera)东征印度,在一个深坑中发现有钻石,但深坑内有许多毒蛇守护着,这些毒蛇可以在数丈远的地方就使人毙命。亚历山大命令士兵用镜子折光(聚光),将毒蛇烧死,然后把羊肉扔进坑内,坑中的钻石就粘在羊肉上面,羊肉引来了秃鹰,秃鹰连羊肉带钻石吃进腹内飞走后,士兵跟踪追杀秃鹰得到了钻石。从此传说毒蛇是金刚石的守护神。   毒蛇真是上帝派来守护金刚石的吗?与蛇共舞,其实靠的还是金刚石的独特魅力,这就是金刚石特有的荧光现象。金刚石受X光或者紫外线的照射后会发光,特别是在黑暗的地方或夜里会发出蓝、青、绿、黄等颜色的荧光。我国古时候称有这种特性的金刚石为“夜明珠”。印度木夫梯里附近深谷中的金刚石,白天受到太阳紫外线照射后,夜里会发出淡青色的荧光。这些荧光吸引了许多有趋光性的昆虫飞来,昆虫又引来大量的青蛙,青蛙又招来许多毒蛇。环环相扣,这就是有金刚石的深谷中多毒蛇的原因。   直到19世纪中叶,人们还把金刚石视为一种神奇的石头。在已知的全部大约4200种矿物中,金刚石为什么会最坚硬?金刚石是在何地、如何产生出来的?所有这些,当时的人们还都全然不知。   人类同金刚石打交道有悠久的历史。早在公元1世纪,当时罗马的文献中就有了关于金刚石的记载。那时,罗马人还没有把金刚石当作装饰用的宝石,只是利用它们无比的硬度,当作雕琢工具使用。   后来,随着技术的进步,金刚石才被当作宝石用于饰品,而且价格越来越昂贵。到了15世纪,在欧洲的一些城市,如巴黎、伦敦和安特卫普(比利时北部城市)等,已经能够看到一些匠人利用金刚石的粉末来研磨大块金刚石,对金刚石进行加工。   金刚石作为宝石越来越昂贵,然而,对金刚石

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