Question

金刚石的成因是什么？

Answer 1

金刚石是作为一种极为珍贵的修饰材料，被广泛应用于装饰品的制作上，如我们通常所见的钻石戒指、钻石项链等。其价格极为昂贵。由于金刚石被精心琢磨后，可以从多个角度反射光线而显得十分璀璨夺目，因而在首饰品中格外受到青睐。然而金刚石的硬度极高，一颗金刚石从原质而打磨成一个名贵的钻石，需要相当长的时间。也正是由于金刚石这种极高的硬度，在工业上被广泛地应用于一些坚硬物质的切割上，以及磨损程度较高或温度较高的部位、部件。

金刚石的化学成分为碳（Ｃ）等轴晶系，多呈八面体晶形。而与金刚石同为一族的石墨却是截然相反的，石墨的硬度为１，而金刚石的硬度则为１０，金刚石坚硬无比，而石墨却只能作为工业上的润滑剂。那么，为什么金刚石会有如此坚硬的个性呢？这是因为金刚石虽然也是由碳元素构成的，但是其碳原子之间的结构极为紧密，各个原子作用力均相等，因而很难使其之间的化学键断裂。这种极为稳定的晶体结构，在化学界是极为少见的，因此说金刚石是化学界的骄子。

人们所获得的金刚石大多数都是天然的。关于金刚石是如何形成的，历来都存在着不同的看法和见解。有人认为是腐殖土和淤泥形成的，并且与炎热的气候有关；也有人认为，金刚石是由腐烂的沼泽在雷电的作用下形成的。在１９８２年召开的一次关于金刚石的国际会议上，有人提出金刚石是由地球深处的压力和温度较高而形成的，并且提出在陨石撞击地球的一瞬间也可以形成金刚石。尽管这种陨石学说也得到了证实，但是人们在陨石中发现的只是一些体积微小的金刚石颗粒，对于较大体积金刚石的成因无法解释，因而人们主要倾向于地球深处形成说。根据压力和温度的推算，金刚石的形成应在距地表１００公里左右的地下。

在人们发现了金刚石的优良特点及可能形成的原因后，科学家们便根据金刚石可能的形成条件进行了实验。这种仿照自然条件通常需要一个９００－１３００℃的高温及５－１０万个大气压的压力环境。功夫不负有心人，早在二十几年前，科学家们就成功地在实验室中合成了金刚石，尽管合成的只是一些微小的颗粒，但这足以证明人工合成金刚石是有可能的。到了８０年代，科学家已不用在超高压的条件下合成了，他们采用的新方法，是在常压下或低于一个大气压的低压下也能成功地合成金刚石，这对于人类是一个极为重大的贡献。