金刚石是什么材料构成的呢？

1. 金刚石是什么材料构成的呢？

金刚石的化学成分是碳，（碳12），碳12是原子类型，当然金刚石是由很多的碳12构成，一般除含碳元素外，还含有少量诸如SiO2、MgO、CaO、FeO，Fe2O3、TiO2等杂质。“绝对的”
钻石可以说
这在宝石中是唯一由单一元素组成的。属等轴晶系。晶体形态多呈八面体、菱形十二面体、四面体及它们的聚形。纯净的钻石无色透明，由于微量元素的混入而呈现不同颜色。强金刚光泽。折光率2.417，色散中等，为0.044。均质体。热导率为0.35卡/厘米·秒·度。用热导仪测试，反应最为灵敏。硬度为10，是目前已知最硬的矿物，绝对硬度是石英的1000倍，刚玉的150倍，怕重击，重击后会顺其解理破碎。一组解理完全。密度3.52克/
立方厘米。钻石具有发光性，日光照射后，夜晚能发出淡青色磷光。X射线照射，发出天蓝色荧光。钻石的化学性质很稳定，在常温下不容易溶于酸和碱，酸碱不会对其产生作用。
可以用来做玻璃刀的刀头等等......

2. 金刚石的主要性能与应用

(一)金刚石性能
1.金刚石的力学性质
(1)硬度高
金刚石是世界上已发现矿物中硬度最高的矿物。它的莫氏硬度为10级,其研磨硬度为刚玉(莫氏硬度9级)的150倍,为石英(莫氏硬度7级)的1000倍,是硬合金的6倍,为碳化硅和碳化硼的2～3倍。
金刚石晶面硬度与其结晶体形态有关,八面体的大于十二面体的,十二面体的大于六面的,而且金刚石的晶体硬度还具有各向异性,八面体不同方向上硬度相差不大,十二面体中平行于晶面棱边的硬度最小,六面体中垂直于晶面棱边的硬度最小,而它们对角线方向上硬度最大。因此,在加工表镶钻头时要注意这种方向性。正确利用金刚石各向异性特性,可提高钻头寿命50%～60%。
(2)抗压强度大
金刚石具有极大的抗静压强度(简称强度)。强度的大小取决于金刚石晶体的形态、晶体的完好程度、杂质的成分和含量、晶体的组织结构等。一般浑圆状的、结构完好的金刚石强度大。天然金刚石的抗压强度高达8600MPa,为刚玉的3.5倍,硬质合金的1.5倍,钢的9倍。人造金刚石的强度目前还低于天然金刚石:用于钻探的人造金刚石强度一般要求在2500MPa以上,即60#单晶单颗粒抗压强度在85N以上。
硬度高、强度大是金刚石的独特性能之一。但它的脆性也大,受到冲击载荷易产生裂隙甚至破碎,其动压强度不及静压强度的四分之一。因此,在金刚石钻进中要避免冲破击碰撞,采取有效的减振、防振措施。
(3)耐磨性好
金刚石具有极高的耐磨性。在空气中它与金属的摩擦系数小于0.1。金刚石的耐磨性是刚玉的90倍,是硬质合金的40～200倍,是钢的2000～5000倍,这就决定了金刚石钻头耐磨的特性。金刚石的耐磨性和硬度一样,也具有各向异性,使用时要注意不同晶面及同一晶面不同方向上的耐磨性是不同的。
2.金刚石的物理性质
(1)颜色
纯净的金刚石应是无色透明的。天然金刚石由于含有微量杂质元素,使之呈现出各种颜色。常见的有浅黄色、浅棕色、浅绿色、玫瑰色和深棕色等。金刚石一般以色浅,透明度高的质量好。
(2)密度
金刚石的密度在3.27～3.56g/cm3之间,计算值取3.52g/cm3,它取决于金刚石晶体、杂质、包裹体、裂隙等。
(3)电磁性
金刚石一般是电的不良导体,但随温度升高,导电率有所增加。但含有少量硼的金刚石(呈天蓝色)其电阻率较低,是良好的半导体材料。
(4)导热性和热膨胀性
金刚石具有良好的导热性,金刚石的导热率是硬质合金的7倍,钻头胎体的5倍,一般岩石的10倍以上。这在钻孔中有足够冲洗液的冲洗条件下,对冷却钻头十分有利。
金刚石的热膨胀性,随温度变化而不同。低温时,热膨胀系数很低,有利于钻头的镶嵌;随着温度升高,热膨胀系数剧增。
3.金刚石的化学性质
(1)耐酸碱性
金刚石有很强的耐酸性,常温时不与酸起化学反应,与碱起缓慢作用。因此,可利用强酸来腐蚀废旧钻头,回收金刚石。只有在沸腾温度下,某些强酸(如硝酸、氢氟酸)对金刚石才有明显的腐蚀作用。
(2)亲油疏水性
金刚石是碳的结晶体,是非极性矿物,其表面有很强的亲油疏水性,能吸附一层油膜,而完全不吸水。因此,在钻进中用乳化冲洗液,能起到良好的润滑减阻作用。
(二)金刚石的应用
由于金刚石具有密度大、硬度高、强度大、耐磨耐酸碱性好,因此,在国民经济的各个工程领域、特别是在钻探工程施工中得到了广泛应用。

3. 金刚石具有哪些特点？

金刚石是自然界中最硬的矿物，它晶莹美丽，含量稀少，因此被人们誉为宝石之王。
坚硬、漂亮的金刚石，与又软又滑的石墨是同胞兄弟，它们出自同一个母体——碳。只是形成的条件不同，使“兄弟”俩的相貌、脾气不大相同。金刚石是在地球深处高温(1800℃)、高压(7万个大气压)条件下形成的，碳原子间结构十分牢固且作规律性排列，因此金刚石具有高硬度、高熔点、高绝缘性、化学稳定性、耐酸碱腐蚀性等特性。
金刚石的晶面和抛光面呈现夺目的光彩，它在紫外线或X射线照射下会发出天蓝色、紫色荧光，经曝晒后，置于暗室内，能发出淡青色磷光，所以我国古代人们称它为“夜明珠”。珍贵的钻石，就是金刚石琢成的。
金刚石形成于地球深部的岩浆中。在高温、高压的作用下，岩浆中的原生碳结晶生成金刚石。由于地壳运动，岩浆挟带着金刚石颗粒沿着断裂带向地表运动，在适当的部位冷却硬结形成岩浆岩，这便是金刚石矿。这种岩石于1870年最先在南非的金伯利城附近发现，因此地质学家称它为“金伯利岩”。1979年在澳大利亚发现了另一种金刚石的源岩，名叫“钾镁煌斑岩”，它的金刚石含量和规模都超过了南非。
世界上产金刚石的国家，以澳大利亚、博茨瓦纳居首。我国的山东省、辽宁省有原生金刚石矿。重为158.786克拉的常林钻石就是1977年12月21日在山东临沭县境内发现的。
绝大多数的宝石金刚石都很小。1克拉(等于0.2克)以上的就算大钻石；超过100克拉的极其稀少，人们视若珍宝。到目前为止，世界上所发现的重量超过324克拉的天然金刚石只有几十颗。金刚石的价格比黄金还要贵。在国际市场上，1克拉金刚石的价格，相当于两吨大米的价格。
金刚石的导热能力比铜高4倍，是电子技术和激光技术中的优良散热材料。由于它的硬度高，所以常被用作地质钻探的钻头和切削金属的工具，既锋利又不发热。现在，人们已经能用人工合成金刚石了。
1987年，科学家在流星中发现了微粒金刚石，这表明太空也有金刚石。

4. 金刚石具有哪些特点？

金刚石是自然界中最硬的矿物，它晶莹美丽，含量稀少，因此被人们誉为宝石之王。
坚硬、漂亮的金刚石，与又软又滑的石墨是同胞兄弟，它们出自同一个母体——碳。只是形成的条件不同，使“兄弟”俩的相貌、脾气不大相同。金刚石是在地球深处高温(1800℃)、高压(7万个大气压)条件下形成的，碳原子间结构十分牢固且作规律性排列，因此金刚石具有高硬度、高熔点、高绝缘性、化学稳定性、耐酸碱腐蚀性等特性。
金刚石的晶面和抛光面呈现夺目的光彩，它在紫外线或X射线照射下会发出天蓝色、紫色荧光，经曝晒后，置于暗室内，能发出淡青色磷光，所以我国古代人们称它为“夜明珠”。珍贵的钻石，就是金刚石琢成的。
金刚石形成于地球深部的岩浆中。在高温、高压的作用下，岩浆中的原生碳结晶生成金刚石。由于地壳运动，岩浆挟带着金刚石颗粒沿着断裂带向地表运动，在适当的部位冷却硬结形成岩浆岩，这便是金刚石矿。这种岩石于1870年最先在南非的金伯利城附近发现，因此地质学家称它为“金伯利岩”。1979年在澳大利亚发现了另一种金刚石的源岩，名叫“钾镁煌斑岩”，它的金刚石含量和规模都超过了南非。
世界上产金刚石的国家，以澳大利亚、博茨瓦纳居首。我国的山东省、辽宁省有原生金刚石矿。重为158.786克拉的常林钻石就是1977年12月21日在山东临沭县境内发现的。
绝大多数的宝石金刚石都很小。1克拉(等于0.2克)以上的就算大钻石；超过100克拉的极其稀少，人们视若珍宝。到目前为止，世界上所发现的重量超过324克拉的天然金刚石只有几十颗。金刚石的价格比黄金还要贵。在国际市场上，1克拉金刚石的价格，相当于两吨大米的价格。
金刚石的导热能力比铜高4倍，是电子技术和激光技术中的优良散热材料。由于它的硬度高，所以常被用作地质钻探的钻头和切削金属的工具，既锋利又不发热。现在，人们已经能用人工合成金刚石了。
1987年，科学家在流星中发现了微粒金刚石，这表明太空也有金刚石。

5. 比金刚石的硬度更大合金有哪些？

金刚石就是我们常说的钻石（钻石是它的俗称），它是一种由纯碳组成的矿物，它是自然界中最坚硬的物质。金属中最硬的是铬。 合金中最硬的是钛合金。其它很硬的还有刚玉（氧化铝）。
       依照摩氏硬度标准(Mohs hardness scale)共分10级，金刚石(钻石)为最高级第10级。
       因此， 金刚石(钻石)是目前硬度最大的物质，各种合金的硬度都比金刚石(钻石)小 。

6. 金刚石结构性能和加工三个因素之间的关系

金刚石结构性能和加工因素之间的关系：
由于金刚石具有密度大、硬度高、强度大、耐磨耐酸碱性好,因此,在国民经济的各个工程领域、特别是在钻探工程施工中得到了广泛应用。

(一)金刚石性能

1.金刚石的力学性质

(1)硬度高

金刚石是世界上已发现矿物中硬度最高的矿物。它的莫氏硬度为10级,其研磨硬度为刚玉(莫氏硬度9级)的150倍,为石英(莫氏硬度7级)的1000倍,是硬合金的6倍,为碳化硅和碳化硼的2～3倍。

金刚石晶面硬度与其结晶体形态有关,八面体的大于十二面体的,十二面体的大于六面的,而且金刚石的晶体硬度还具有各向异性,八面体不同方向上硬度相差不大,十二面体中平行于晶面棱边的硬度最小,六面体中垂直于晶面棱边的硬度最小,而它们对角线方向上硬度最大。因此,在加工表镶钻头时要注意这种方向性。正确利用金刚石各向异性特性,可提高钻头寿命50%～60%。

(2)抗压强度大

金刚石具有极大的抗静压强度(简称强度)。强度的大小取决于金刚石晶体的形态、晶体的完好程度、杂质的成分和含量、晶体的组织结构等。一般浑圆状的、结构完好的金刚石强度大。天然金刚石的抗压强度高达8600MPa,为刚玉的3.5倍,硬质合金的1.5倍,钢的9倍。人造金刚石的强度目前还低于天然金刚石:用于钻探的人造金刚石强度一般要求在2500MPa以上,即60#单晶单颗粒抗压强度在85N以上。

硬度高、强度大是金刚石的独特性能之一。但它的脆性也大,受到冲击载荷易产生裂隙甚至破碎,其动压强度不及静压强度的四分之一。因此,在金刚石钻进中要避免冲破击碰撞,采取有效的减震、防震措施。

(3)耐磨性好

金刚石具有极高的耐磨性。在空气中它与金属的摩擦系数小于0.1。金刚石的耐磨性是刚玉的90倍,是硬质合金的40～200倍,是钢的2000～5000倍,这就决定了金刚石钻头耐磨的特性。金刚石的耐磨性和硬度一样,也具有各向异性,使用时要注意不同晶面及同一晶面不同方向上的耐磨性是不同的。

2.金刚石的物理性质

(1)颜色

纯净的金刚石应是无色透明的。天然金刚石由于含有微量杂质元素,使之呈现出各种颜色。常见的有浅黄色、浅棕色、浅绿色、玫瑰色和深棕色等。金刚石一般以色浅,透明度高的质量好。

(2)密度

金刚石的密度在3.27～3.56g/cm3之间,计算值取3.52g/cm3,它取决于金刚石晶体、杂质、包裹体、裂隙等。

(3)电磁性

金刚石一般是电的不良导体,但随温度升高,导电率有所增加。但含有少量硼的金刚石(呈天蓝色)其电阻率较低,是良好的半导体材料。

(4)导热性和热膨胀性

金刚石具有良好的导热性,金刚石的导热率是硬质合金的7倍,钻头胎体的5倍,一般岩石的10倍以上。这在钻孔中有足够冲洗液的冲洗条件下,对冷却钻头十分有利。

金刚石的热膨胀性,随温度变化而不同。低温时,热膨胀系数很低,有利于钻头的镶嵌;随着温度升高,热膨胀系数剧增。

3.金刚石的化学性质

(1)耐酸碱性

金刚石有很强的耐酸性,常温时不与酸起化学反应,与碱起缓慢作用。因此,可利用强酸来腐蚀废旧钻头,回收金刚石。只有在沸腾温度下,某些强酸(如硝酸、氢氟酸)对金刚石才有明显的腐蚀作用。

(2)亲油疏水性

金刚石是碳的结晶体,是非极性矿物,其表面有很强的亲油疏水性,能吸附一层油膜,而完全不吸水。因此,在钻进中用乳化冲洗液,能起到良好的润滑减阻作用。

(二)金刚石的应用

由于金刚石具有密度大、硬度高、强度大、耐磨耐酸碱性好,因此,在国民经济的各个工程领域、特别是在钻探工程施工中得到了广泛应用。

7. 金刚石应用在什么方面？

金刚石主要应用于珠宝首饰和工业用途。宝石级和近宝石级金刚石大部分作为宝石用于珠宝首饰。部分宝石级和近宝石级金刚石以及工业级金刚石应用于工业和高科技领域。

金刚石具有许多特殊的优良性质：①高热传导率，②低热膨胀系数，③低摩擦系数，④高硬度，⑤在可见光和红外光下高透明性，⑥高折射系数，⑦化学和放射性惰性等。因此，它广泛应用于工业和科研的特殊领域，例如，可作为切割工具、研磨料、不利环境中的热探头、放射性检出仪、压力敏感器、荧光显增器、光学窗、微型机械元件，以及高密度、高能量电子元件等。

8. 金刚石的主要用途有哪些 金刚石的主要用途介绍

  金刚石按其用途,可大致分为宝石级(饰用)金刚石和工业级金刚石两大类。 
  
  
   宝石级金刚石主要用于作钻戒、项链、耳环、胸花等饰品和王冠、权杖等特殊用品以及原石收藏等方面。
  据统计,在全世界每年的珠宝贸易总额中,钻石交易额约占80%。  
   
   工业级金刚石的用途日益广泛,当前主要用于作车刀、锯片、拉丝模、扩孔器、玻璃刀、钻探(镶在钻头上),金刚石粉则用作高级研磨材料。此外,还可用于军事工业和空间技术等方面。
  
   随着科学技术和现代工业的迅速发展,金刚石的用途将越来越广,用量也会越来越多,而天然金刚石资源十分稀少,加强人造金刚石的生产和科研,将是世界各国的奋斗目标之一。 
  
  
  
   金刚石的主要用途介绍
  
   地质钻头和石油钻头金刚石、拉丝模用金刚石、磨料用金刚石、修整器用金刚石、玻璃刀用金刚石、硬度计压头用金刚石、工艺品用金刚石。
  
   文艺复兴时期，用金刚石粉末制成的慢性毒药曾流行在义大利豪门之间。当人服食下金刚石粉末后，金刚石粉末会粘在胃壁上，在长期的摩擦中，会让人得胃溃疡，不及时治疗会死于胃出血，是种难以让人提防的慢性毒剂。 
  
  
  
   钻石由于折射率高，在灯光下显得闪闪生辉，成为女士最爱的宝石。巨型的美钻可以价值连城。而掺有深颜色的钻石的价钱更高。目前最昂贵的有色钻石，要数带有微蓝的水蓝钻石。