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金刚石 - 数据百科

admin 人造钻石 2020年12月10日

  矿物名称。元素碳家族中的一员。金刚石有天然金刚石和人造金刚石两大类。天然的中国称为金刚钻或钻石。化学成分C,等轴晶系,常见晶形为八面体、菱形十二面体、立方体及其聚形,折射率2.407(红光)、2.409(橙光)、2.417(黄光)、2.427(绿光)、2.435(蓝光)和2.451(紫光),色散值D=2.451(紫 )-2.407(红)=0.044,大于任何天然的无色宝石,因此其内反射光呈现璀璨的彩色。临界角24°25′(黄光),在波长300~480 nm,即包括紫外线和远红外线范围都是透明的。摩氏硬度10,维氏硬度为刚玉的150倍、石英的1000倍,密度3.52 g/cm,热导率1000~2600W/(m·℃)。在空气中加温至850~1000℃时燃烧,发出浅蓝色火焰,全部变成CO不留残渣。在隔绝氧的条件下加温至1000~3000℃时,慢慢地变成石墨,再加温至3700℃时熔融,沸点4830℃。金刚石可以分为Ⅰa、Ⅰb、Ⅱa和Ⅱb等4个类型:Ⅰa型含杂质氮达0.1%~0.3%,短于300 nm的紫外线被全部吸收,紫外线照射有蓝色荧光,不导电,占天然金刚石产量98%以上。Ⅱb型除含氮较少外,其他全同Ⅰa型,它在天然金刚石中仅占0.1%,绝大多数是合成金刚石。Ⅱa型含氮极少或无,对紫外线nm,在紫外线照射下大多无荧光,也无磷光,不导电。Ⅱb型含硼,紫外线照射后有磷光,是半导体。Ⅱ型金刚石极少,但重达几百克拉以上的巨大晶体都是Ⅱ型,从不带黄色。无色至微黄色而透明的金刚石,是珍贵的宝石;透明而又具有鲜艳红、绿、蓝、黄等彩色的金刚石,是极其珍贵的宝石。1978年中国山东临沭县岌山常林发现的常林钻石为31.6 g(158ct),形态别致,世所罕见。1985年美国报道了1颗重达178 g(890ct)的宝石级金刚石,价值1亿美元。1954年美国G.E公司首次合成世界第1颗人造金刚石。现今工业用金刚石有90%为人造金刚石,特别是人造金刚石薄膜备受青睐。人造金刚石系以石墨为原料,在高温(1400~2000℃及2000℃以上)、高压(5.5~7.7 GPa及7.7 GPa以上)和催化剂存在下制成。产品有薄膜状的和颗粒状的。颗粒状的有纳米级(10m级)的超细粉末,也有厘米级的。目前人造金刚石最重的约5.2 g。金刚石有80%用作高硬度的工具材料和高温下工作的仪器和器件。金刚石也是“宝石之源”。


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