金刚石是由碳原子所构成的，为石墨的同素异形体，具有熔沸点高、硬度大、无色透明等特点。金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质，摩氏硬度为10度，在设计领域和工业领域都应用得较为广泛。金刚石是碳原子以四面体形式排列成的正四面体,它有八个顶点、十条棱和八个面,相邻面之间可以滑动。在这种分子结构中碳原子周围环绕着电子云,因此它具有一定的半径而不是球形。它的性质与金属单质很相似,所以又称为类金属或准金属。
金刚石主要由碳元素组成,也含有少量的氧、氮、氢、硫等元素,是一种纯净物。化学性质稳定,难溶于水和稀酸,但能被硝酸侵蚀;高温下能与许多非金属直接作用(如氢、卤素)生成固体盐类,同时放出大量的热。是自然界中最硬的物质,其它矿物都难与之相比。密度3。60克\/厘米3。摩氏硬度9。5,化学稳定性极强。其中以立方体和八面体两种最为常见,它们都是钻石中的重要组成部分。纯金刚石不导电,熔点为3550℃,沸点为3827℃,硬度为9。5,相对密度为3。52。4克拉重的金刚石的价格昂贵。根据用途不同,可把金刚石分为工业用金刚石和研究用金刚石。前者用于制造钻探机械,后者则用于研究钻石的成因和各种宝石的形成。金刚石晶体结构特征:由于 C- C 键长为1。9nm,键角为109°,键能高达8600J\/ mol,因此,金刚石具有高度的化学稳定性,具有良好的导电性、传热性、导磁性。
是人们已知最坚硬的天然物质,由碳元素组成,分子式 C,原子序数78,原子量196。9,无色透明的晶体,是碳的同素异形体,具有八面体和立方体的对称型。金刚石的莫氏硬度是10,为天然产物中最硬的物质,这样的超硬材料具有很广泛的应用范围。它的基本性质有:1、优良的导热性2、硬度高,仅次于天然钻石3、不易腐蚀,化学性质稳定4、颜色洁白,光泽美丽,多为金黄色5、具高度抗压强度和耐磨损性6、化学性质稳定7、比重大8、熔点高9、化学惰性金刚石的分类:按原子价层的种类划分,金刚石可分为三类:一是碳原子位于顶层的四面体,如六方金刚石(ZGa6);二是碳原子处于三层四面体中心的五面体,如立方金刚石(Zm5);三是碳原子处于第三层四面体中心的六面体,如菱形金刚石(ZW3)。通过研究发现,金刚石除了碳元素外,还含有两种元素,即硅和硫,是典型的含碳元素和硫元素的化合物。另外,金刚石在高温状态下会失去一些元素,从而变得更加纯净。