金剛石俗稱“金剛鉆”。也就是我們常說的鉆石的原身，它是一種由碳元素組成的礦物，是碳元素的同素異形體。金剛石是自然界中天然存在的較堅硬的物質。金剛石的用途非常廣泛，例如：工藝品、工業中的切割工具。石墨可以在高溫、高壓下形成人造金剛石。也是貴重寶石。

金剛石硬度

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。

依照摩氏硬度標準(Mohs hardness scale)共分10級，鉆石(金剛石)為較高等第10級；如小刀其硬度約為5.5、銅幣約為3.5至4、指甲約為2至3、玻璃硬度為6。

等級1滑石

等級2石膏

等級3方解石

等級4螢石

等級5磷灰石

等級6正長石

等級7石英

等級8黃玉

等級9剛玉

等級10鉆石

把任何兩種不同的礦物互相刻劃，兩者中必定會有一種受到損傷。有一種礦物，能夠劃傷其他一切礦物，卻沒有一種礦物能夠劃傷它，這就是金剛石。

金剛石為什么會有如此大的硬度呢？

直到18世紀后半葉，科學家才搞清楚了構成金剛石的“材料”。如前所述，早在公元1世紀的文獻中就有了關于金剛石的記載，然而，在其后的1600多年中，人們始終不知道金剛石的成分是什么。

直到18世紀的70至90年代，才有法國化學家拉瓦錫(1743～1794)等人進行的在氧氣中燃燒金剛石的實驗，結果發現得到的是二氧化碳氣體，即一種由氧和碳結合在一起的物質。這里的碳就來源于金剛石。終于，這些實驗證明了組成金剛石的材料是碳。

知道了金剛石的成分是碳，仍然不能解釋金剛石為什么有那樣大的硬度。例如，制造鉛筆芯的材料是石墨，成分也是碳，然而石墨卻是一種比人的指甲還要軟的礦物。金剛石和石墨這兩種礦物為什么會如此不同？

這個問題，是在1913年才由英國的物理學家威廉·布拉格和他的兒子做出回答。布拉格父子用X射線觀察金剛石，研究金剛石晶體內原子的排列方式。他們發現，在金剛石晶體內部，每一個碳原子都與周圍的4個碳原子緊密結合，形成一種致密的三維結構。這是一種在其他礦物中都未曾見到過的特殊結構。而且，這種致密的結構，使得金剛石的密度為每立方厘米約3.5克，大約是石墨密度的1.5倍。正是這種致密的結構，使得金剛石具有較大的硬度。換句話說，金剛石是碳原子被擠壓而形成的一種礦物。

金剛石顏色和穩定性

金剛石顏色

金剛石有各種顏色，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，這就是金剛石為什么會反射出五彩繽紛閃光的原因。金剛石在X射線照射下會發出藍綠色熒光。金剛石原生礦僅產出于金伯利巖筒或少數鉀鎂煌斑巖中。金伯利巖等是它們的母巖，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。如果將金剛石加熱到1000℃時，它會緩慢地變成石墨。

中國也擁有制造金剛石的技術，但較大也不過0.2克拉左右。

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。金剛石的顏色取決于純凈程度、所含雜質元素的種類和含量，極純凈者無色，一般多呈不同程度的黃、褐、灰、綠、藍、乳白和紫色等；純凈者透明，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；在日光曝曬后至暗室內發淡青藍色磷光；金剛光澤，少數油脂或金屬光澤，高折射率，一般為2.40-2.48。

金剛石穩定性

金剛石化學性質穩定，具有耐酸性和耐堿性，高溫下不與濃HF、HCl、HNO3作用，只在Na2CO3、NaNO3、KNO3的熔融體中，或與K2Cr2O7和H2SO4的混合物一起煮沸時，表面會稍有氧化；在O、CO、CO2、H、Cl、H2O、CH4的高溫氣體中腐蝕。

金剛石還具有非磁性、不良導電性、親油疏水性和摩擦生電性等。唯Ⅱb型金剛石具良好的半導體性能。根據金剛石的氮雜質含量和熱、電、光學性質的差異，可將金剛石分為Ⅰ型和Ⅱ型兩類，并進一步細分為Ⅰa、Ⅰb、Ⅱa、Ⅱb四個亞類。Ⅰ型金剛石，特別是Ⅰa亞型，為常見的普通金剛石，約占天然金剛石總量的98%。Ⅰ型金剛石均含有一定數量的氮，具有較好的導熱性、不良導電性和較好的晶形。Ⅱ型金剛石極為罕見，含極少或幾乎不含氮，具有良好的導熱性和曲面晶體的特點。Ⅱb亞型金剛石具半導電性。由于Ⅱ型金剛石的性能優異，因此多用于空間技術和尖端工業。

世界上較大的工業用金剛石和寶石級金剛石都超過3100克拉（1克拉=200毫克）。其中寶石級金剛石的尺寸為10×6.5×5厘米，名叫“庫利南”，1905年發現于南非的普雷米爾巖管。中國常林鉆石，重158.786克拉，于1977年被山東臨沭縣常林大隊女社員魏振芳發現，后列為世界名鉆。世界金剛石主要產地有南非、澳大利亞、扎伊爾、博茨瓦納、俄羅斯。

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