Question

为什么金刚石是最坚硬的物质

Answer 1

金刚石现在的主要用处却不再是用来做宝石，由于它是人们已发现的一种最坚硬的物质，已被用来作为制作切割、钻孔、研磨等工具的非常重要的工业材料。

钻石的矿物名称叫金刚石，人们一般称经过琢磨的金刚石为钻石。金刚石的化学成分是纯碳，硬度为10，是自然界中最坚硬的物质，比重3.47至3.55，折光率2.42。为八面或十二面体的结晶。性脆、透明，不怕强酸强碱的侵蚀。

金刚石的化学成分是纯碳，石墨的化学成分也是纯碳，金刚石坚硬无比，而石墨质地非常软。这是因为石墨中的碳原子是成层排列的，原子间的结合力很小，金刚石中的碳原子则是交错整齐地排列成立方体结构，每个碳原子都紧密地与其它4个碳原子直接连接，构成一个牢固的结晶体。要使碳原子形成这样的结构，需要2千摄氏度高温和5万个大气压。人们现在已经能够利用高温高压制造出人造金刚石。

金刚石一般是无色的。经过琢磨的金刚石可以产生耀眼的光芒。一般认为1克拉以上的为大金刚石，100克拉以上的为特大金刚石。特大块的金刚石极为罕见，目前世界上仅三十余块，其中最大的“库利南”重3106克拉，是1905年在南非发现的（库利南钻石是世界上最大的金刚石，发现于1905年，产地为南非德兰士瓦的普雷米尔矿山。发现此矿山的人姓库利南，金刚石即此得名。库利南钻石无色，重3106克拉，约合621克。此钻石被当地政府购买后作为礼物赠给当时的英王爱德华七世。后由著名的阿姆斯特丹公司切割成9块大钻石和96粒小钻石，这些钻石全部无瑕，其中最大的一颗取名非洲之星（也叫库利南一号），重530.2克拉，被加工成梨形镶在英国国王的令牌上，第二大的叫库得南二号，重317克拉，镶在英王王冠上）。

评价钻石的标准称为四C标准，即重量、颜色、洁净和琢磨（这四个词的英文第一个字母都是C）。其它条件相同，越重则越珍贵；钻石因各种原因，常有颜色方面的不同，各国的分级标准也不统一。最常见的为白色、淡黄色，有些蓝色、粉红色、绿色、紫色等，被视为特殊色，由于稀有，成为钻石中的珍品；多数钻石中都有程度不同的瑕疵，如外面的擦痕、蹦碴、刻痕等，内部的裂痕、白花、黑点等。瑕疵自然是越少越好，瑕疵越靠近中间越不好；对金刚石的加工很有讲究，标准的钻石冠部角度应是34°30，亭部角度应是40°45，这样才能充分利用钻石的折光率，显示出耀眼的光辉。

金刚石原生于金伯利岩中，除金刚石外，金伯利岩中还可含镁铝榴石和贵橄榄石。金伯利岩属于岩浆型矿床，金刚石晶体不均匀地散布在金伯利岩的基质中，以小晶体为主，平均重量为百分之几克拉到十分之几克拉。实际选矿回收的是大小在0.5至1毫米以上的金刚石颗粒。最大的含金刚石的金伯利岩矿床位于赤道非洲和南部非洲。金伯利岩，又称蓝地。是一种深色的、重的、常常经过蚀变和角砾化的（破碎的）侵入岩，是已知的唯一在母岩中找到原生金刚石的岩石。

关于金刚石的成因有多种说法，最值得注意的是深部岩浆成因的概念。这种概念认为金刚石是早期岩浆矿物，因金伯利岩浆中压力不断增高而结晶出来的。