金刚石的物理性质和化学性质

金刚石物理化学性质

(1)化学成分：C。常含有Cr、Mn、Ti、Mg、Al、Ca、Si、N、B等。

(2)颜色：常见的为浅**、浅黄褐色、浅黄绿色、褐色，无色(浅黄白、白、优白)占有一定数量，玫瑰色、粉红色、浅蓝色、绿色、黑色、茶色十分稀少。

(3)透明度：无色及浅色金刚石均成透明状，在无色中的白、优白金刚石测定透过率达95%以上，深色金刚石及具毛玻璃蚀象的透明度减弱呈现半透明状，当金刚石中包体含量增加亦影响透明度。

(4)硬度：摩氏硬度10，新摩氏硬度15，显微硬度10000kg/mm2，显微硬度比石英高1000倍，比刚玉高150倍。金刚石硬度具有方向性，八面体晶面硬度大于菱形十二面体晶面硬度，菱形十二面体晶面硬度大于六面体晶面硬度。

(5)密度：金刚石密度与金刚石晶体中的包含物密切相关，无色透明质纯的金刚石密度为352g/cm3，当具有包含物时密度为344~353g/cm3。

(6)偏光性：绝大多数金刚石在偏光下显示非均性，金刚石属等轴晶系矿物，理论上应为均质性，但由金刚石形成于压力变化的地质体中，由于应力作用使金刚石晶体内结构产生局部错位，因而显示不均匀的非均质性，表现在消光上的不一致性，干涉色很低的一级灰色，极少数还可测得一轴晶干涉图像。

(7)折射率(N)：24493(λ436μm)、24354(λ486μm)、24237(λ546μm)、24176(λ589μm)、24103(λ656μm)。

(8)反射率(R)：油浸下5308%，空气中1729%。

(9)亲油疏水性：金刚石是一种亲油疏水性矿物，在晶体表面擦上油质后可见晕色，在晶面上滴上油珠立即扩散，而滴上水珠则不扩散，因此在选矿中利用油选可将金刚石分离出来。

(10)电磁性：金刚石为无磁性重部分矿物(p>29)因此在选矿中不能采用电磁选(中磁性、弱磁性)方法。

(11)导电性：绝大多数金刚石是电介质，电阻率：5×104Ωcm，Ⅰ型及Ⅱ型(Ⅱa)金刚石为绝缘体，比电阻>1016Ωcm，I型(H b)金刚石为P型半导体，比电阻10~103Ωcm，温度上升到600℃或下降到-150℃时，电阻提高。

(12)刚度、强度：金刚石具有极大的弹性模量，是自然界最高的磨削材料，弹性模量达90000kg/mm。摩擦系数小，有极高的抗磨能力，因此在金刚石选矿中利用这一特性，采用球磨机、锥形磨矿机来分离金刚石。但金刚石极脆，不能承受正向的外力撞击。

(13)熔点：金刚石熔点达4000℃，在空气中燃烧温度为850~1000℃，在纯氧中720~800℃燃烧，金刚石发出浅蓝色火焰，并转化成二氧化碳。

(14)发光性：在X射线下金刚石产生天蓝色、浅绿色荧光，在长波、短波紫外线下产生浅黄、天蓝荧光，但有相当一部分不发光。有的在日光下曝晒后发浅蓝色磷光。阴极射线下显蓝、绿荧光。

(15)光泽：属标准金刚光泽，由于熔蚀作用及毛玻璃蚀象等可出现油脂光泽或光泽减弱。

(16)色散：金刚石色散为0044。在自然光的照射下，具备一定的入射角度在钻石表面产生分解的光谱色，俗称火彩(影响钻石火彩强弱还与体色、净度、刻面角度等有关)。

(17)热导性：金刚石热导性好，热导率高达66989~200966W/(m℃)，其中Ⅱ型(Ⅱa)金刚石热导性极好，在液氮温度下为铜的25倍，在室温下为铜的5倍。

(18)热膨胀：热膨胀系数小。

(19)解理：|111|中等，|110|不完全。

(20)断口：见壳状。

(21)化学稳定性：化学性质非常稳定，在酸、碱中均不分解，在熔融的硝酸钠、硝酸钾、碳酸钠中溶解。

［化学组成］无色透明的金刚石质纯，带色和不透明的常含N，B，Si，Al，Na，Ba，Fe，Cr，Ti，Ca，Mg，Mn等元素。

［晶体结构］等轴晶系。在金刚石的晶体结构(图11-4)中C分布于立方晶胞的8个角顶和6个面中心，在将晶胞平均分为8个小立方体时，其中的4个相间的小立方体中心分布有C(图11-4A)。金刚石结构中的C以共价键与周围的另外4个C相连，键角109°28'16″，形成四面体配位(图11-4B)。

图11-4金刚石的晶体结构

［结晶形态］自然界中金刚石大多数呈单晶产出(图11-5，图11-6)，常见圆粒状或碎粒。其单形主要是八面体{111}，菱形十二面体{110}及它们的聚形，少数为八面体{111}、菱形十二面体{110}与立方体{100}、四六面体{hk0}的聚形。由于熔蚀作用常见晶体呈浑圆状，晶面弯曲，并出现蚀像，不同的单形有不同的蚀像，如八面体晶面出现三角形，立方体晶面出现四边形熔蚀坑。

［物理性质］成分较纯的金刚石为无色透明，由于微量元素的混入而呈不同的颜色，常常带深浅不同的**色调，也有呈乳白色、浅绿色、天蓝色、褐色和黑色等;典型的金刚石光泽，断口具油脂光泽。平行{111}解理中等。硬度10。相对密度351～352。性脆。纯净金刚石导热性良好，室温下其热导率几乎是铜的5倍。具发光性。

图11-5呈八面体晶形的金刚石单晶体

图11-6金刚石的晶形

［成因及产状］金刚石仅形成于高温高压的条件下，为岩浆作用的产物，目前仅见于超基性岩的金伯利岩(角砾云母橄榄岩)、钾镁煌斑岩及高级变质岩榴辉岩中。

当含金刚石的岩石遭受风化后，可以形成金刚石砂矿。

世界上著名金刚石产地有南非、扎伊尔、俄罗斯雅库特等。我国山东、辽宁、贵州等地相继发现金刚石的原生矿床。山东发现一颗重158786克拉的金刚石。

［鉴定特征］极高的硬度，标准金刚光泽，晶形轮廓常呈浑圆状。

［主要用途］根据用途不同可分为宝石金刚石和工业金刚石。前者主要利用其光彩诱人的色泽和极高的硬度，经人工琢磨成各种多面体后就成为“钻石”，钻石至今仍然是最紧俏、最名贵的宝石，质优粒大者价格更为昂贵，如大于1g的优质钻石价格可达5000美元/克拉以上。后者主要利用其各种特性，如利用金刚石的高硬度制作仪表轴承、玻璃刀、表镶钻头、固体微波器及激光器件折散热片;利用其优良的红外线穿透性制造卫星窗口和高功率激光器的红外窗口;利用其半导体性能制作整流器、三极管，等等。随着科学技术的迅速发展，金刚石的用途越来越广泛。

金刚石俗称“金刚钻”。也就是我们常说的钻石的原身，它是一种由碳元素组成的矿物，是碳元素的同素异形体。金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质。金刚石的用途非常广泛，例如：工艺品、工业中的切割工具。石墨可以在高温、高压下形成人造金刚石。也是贵重宝石。

2018年12月，加拿大出土了一颗重量高达552克拉的**钻石，这使它成为了在北美洲发现的最大的一颗钻石。

基本介绍 中文名 ：金刚石 英文名 ：diamond 别称 ：金刚钻 化学式 ：C 分子量 ：120107（8） CAS登录号 ：7782-40-3 EINECS登录号 ：231-953-2 绝对硬度 ：10000-2500 物性数据,计算化学数据,物理性质,硬度,颜色,化学性质,结构性质,光学性质,稳定性,金刚石和石墨,人造金刚石,主要产地,用途,工业用途,慢性毒药,观赏宝石, 物性数据 1 性状：粉末 2 密度（g/mLat 25°C）：35 3 熔点（ºC）：3550°C-4000°C 4绝对硬度：10000-2500 计算化学数据 1、 疏水参数计算参考值（XlogP）：-11 2、 氢键供体数量：0 3、 氢键受体数量：2 4、 可旋转化学键数量：0 5、 互变异构体数量： 6、 拓扑分子极性表面积（TPSA）：341 7、 重原子数量：2 8、 表面电荷：0 9、 复杂度：0 10、 同位素原子数量：0 11、 确定原子立构中心数量：0 12、 不确定原子立构中心数量：0 13、 确定化学键立构中心数量：0 14、 不确定化学键立构中心数量：0 15、 共价键单元数量：1 物理性质 硬度 摩氏硬度10，新摩氏硬度15，显微硬度10000kg/mm 2 ，显微硬度比石英高1000倍，比刚玉高150倍。金刚石硬度具有方向性，八面体晶面硬度大于菱形十二面体晶面硬度，菱形十二面体晶面硬度大于六面体晶面硬度。 依照摩氏硬度标准(Mohs hardness scale)共分10级，钻石(金刚石)为最高级第10级；如小刀其硬度约为55、铜币约为35至4、指甲约为2至3、玻璃硬度为6。 由于硬度最高,金刚石的切削和加工必须使用钻石粉或雷射(比如532nm或者1064nm波长雷射)来进行。金刚石的密度为352g/cm，折射率为2417(在500纳米光波下)，色散率为0044。 颜色 金刚石有各种颜色，从无色到黑色都有，以无色的为特佳。它们可以是透明的，也可以是半透明或不透明。许多金刚石带些**，这主要是由于金刚石中含有杂质。 金刚石的折射率非常高，色散性能也很强，这就是金刚石为什么会反射出五彩缤纷闪光的原因。金刚石在X射线照射下会发出蓝绿色萤光。金刚石原生矿仅产出于金伯利岩筒或少数钾镁煌斑岩中。金伯利岩等是它们的母岩，其他地方的金刚石都是被河流、冰川等搬运过去的。金刚石一般为粒状。如果将金刚石加热到1000℃时，它会缓慢地变成石墨。 中国也拥有制造金刚石的技术，但最大也不过02克拉左右。 引用亚洲宝石协会（GIG）报告：金刚石的化学成分为C，与石墨同是碳的同质多象变体。在矿物化学组成中，总含有Si、Mg、Al、Ca、Mn、Ni等元素，并常含有Na、B、Cu、Fe、Co、Cr、Ti、N等杂质元素，以及碳水化合物。 金刚石矿物晶体构造属等轴晶系同极键四面体型构造。碳原子位于四面体的角顶及中心，具有高度的对称性。单位晶胞中碳原子间以同极键相连结，距离为154pm。常见晶形有八面体、菱形十二面体、立方体、四面体和六八面体等。 金刚石的绝对硬度是刚玉的4倍，石英的8倍。详细绝对硬度如下： 金刚石10000-2500 刚玉2500-2100 石英1550-1200。 矿物性脆，贝壳状或参差状断口，在不大的冲击力下会沿晶体解理面裂开，具有平行八面体的中等或完全解理，平行十二面体的不完全解理。矿物质纯，密度一般为3470-3560kg/m3。金刚石的颜色取决于纯净程度、所含杂质元素的种类和含量，极纯净者无色，一般多呈不同程度的黄、褐、灰、绿、蓝、乳白和紫色等；纯净者透明，含杂质的半透明或不透明；在阴极射线、X射线和紫外线下，会发出不同的绿色、天蓝、紫色、黄绿色等色的萤光；在日光曝晒后至暗室内发淡青蓝色磷光；金刚光泽，少数油脂或金属光泽，高折射率，一般为240-248。 化学性质 金刚石是在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳元素组成的单质晶体，是指经过琢磨的金刚石。金刚石是无色正八面体晶体，其成分为纯碳，由碳原子以四价键连结，为目前已知自然存在最硬物质。由于金刚石中的C-C键很强，所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以金刚石硬度非常大，熔点在华氏6900度，金刚石在纯氧中燃点为720~800℃，在空气中为850~1000℃，而且不导电。 结构性质 金刚石结构分为；等轴晶系四面六面体立方体与六方晶系钻石。 在钻石晶体中，碳原子按四面体成键方式互相连线，组成无限的三维骨架，是典型的原子晶体。每个碳原子都以SP3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键，构成正四面体。由于钻石中的C-C键很强，所以所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以钻石不仅硬度大，熔点极高，而且不导电。在工业上，钻石主要用于制造钻探用的探头和磨削工具，形状完整的还用于制造手饰等高档装饰品，其价格十分昂贵。 钻石的摩氏硬度为10；由于在自然界物质中硬度最高，钻石的切削和加工必须使用钻石粉来进行。钻石的密度为352g/cm3，折射率为2417，色散率为0044。 光学性质 (1) 亮度（Brilliance）金刚石因为具有极高的反射率，其反射临界角较小，全反射的范围宽，光容易发生全反射，反射光量大，从而产生很高的亮度。 (2) 闪烁（Scintillation）金刚石的闪烁就是闪光，即当金刚石或者光源、 观察者相对移动时其表面对于白光的反射和闪光。无色透明、结晶良好的八面体或者曲面体聚形钻石，即使不加切磨也可展露良好的闪烁光。 (3) 色散或出火（Dispersion or fire）金刚石多样的晶面象三棱镜一样，能把通过折射、反射和全反射进入晶体内部的白光分解成白光的组成颜色——红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光。 (4) 光泽（Luster）刚石出类拔萃般坚硬的、平整光亮的晶面或解理面对于白光的反射作用特别强烈，而这种非常特征的反光作用就叫作金刚光泽。 稳定性 金刚石化学性质稳定，具有耐酸性和耐碱性，高温下不与浓HF、HCl、HNO 3 作用，只在Na 2 CO 3 、NaNO 3 、KNO 3 的熔融体中，或与K 2 Cr 2 O 7 和H 2 SO 4 的混合物一起煮沸时，表面会稍有氧化；在O、CO、CO 2 、H、Cl、H 2 O、CH 4 的高温气体中腐蚀。 金刚石还具有非磁性、不良导电性、亲油疏水性和摩擦生电性等。唯Ⅱb型金刚石具良好的半导体性能。根据金刚石的氮杂质含量和热、电、光学性质的差异，可将金刚石分为Ⅰ型和Ⅱ型两类，并进一步细分为Ⅰa、Ⅰb、Ⅱa、Ⅱb四个亚类。Ⅰ型金刚石，特别是Ⅰa亚型，为常见的普通金刚石，约占天然金刚石总量的98%。Ⅰ型金刚石均含有一定数量的氮，具有较好的导热性、不良导电性和较好的晶形。Ⅱ型金刚石极为罕见，含极少或几乎不含氮，具有良好的导热性和曲面晶体的特点。Ⅱb亚型金刚石具半导电性。由于Ⅱ型金刚石的性能优异，因此多用于空间技术和尖端工业。 世界上最大的工业用金刚石和宝石级金刚石都超过3100克拉（1克拉=200毫克）。其中宝石级金刚石的尺寸为10×65×5厘米，名叫“库利南”，1905年发现于南非的普雷米尔岩管。中国常林钻石，重158786克拉，于1977年被山东临沭县常林大队女社员魏振芳发现，后列为世界名钻。世界金刚石主要产地有南非、澳大利亚、萨伊、波札那、俄罗斯。 金刚石和石墨 石墨和金刚石都属于碳单质，他们的化学性质完全相同，但金刚石和石墨不是同种物质，它们是由相同元素构成的同素异型体。 所不同的是物理结构特征。 二者的化学式都是C。 石墨原子间构成正六边形是平面结构，呈片状。 金刚石原子间是立体的正四面体结构。 金刚石和石墨的熔点比较： 金刚石的熔点是3550℃，石墨的熔点是3652℃～3697℃(升华)。石墨熔点高于金刚石。 从片层内部来看，石墨是原子晶体；从片层之间来看，石墨是分子晶体(总体说来，石墨应该是混合型晶体)；而金刚石是原子晶体。石墨晶体的熔点反而高于金刚石，似乎不可思议，但石墨晶体片层内共价键的键长是142×10－10m，金刚石晶体内共价键的键长是155×10－10m。同为共价键，键长越小，键能越大，键越牢固，破坏它也就越难，也就需要提供更多的能量，故而熔点应该更高。 (主要就是石墨的原子晶体属性导致它的熔点变高) 人造金刚石 人工合成金刚石的方法主要有两种，高温高压法及化学气相沉积法。 高温高压法技术已非常成熟，并形成产业。国内产量极高，为世界之最。 化学气相沉积法仍主要存在于实验室中。 主要产地 伯纳特兄弟于1870年发现了金伯利金刚石矿。正是这一发现，使人们知道了在哪种岩石中有可能含有金刚石。 原来，那是一种在远古时代的岩浆冷却以后所形成的火山岩。接着，研究者又发现，在这种火山岩中除了金刚石，还含有被称为石榴石和橄榄石的两种矿物。因此，在那些出产石榴石和橄榄石的地点，找到金刚石矿的可能性就相对大。于是，石榴石和橄榄石就成为寻找金刚石的“指示矿物”。 根据指示矿物来寻找金刚石矿的方法并不是在哪一天突然发现的。上世纪70年代，美国史密森研究所的地球化学家约翰·贾尼在仔细研究了石榴石和金刚石之间的关系后发表了他的研究结果。但是，在那之前，即上世纪50年代，德比尔斯公司的地质人员早就根据指示矿物在世界各地寻找金刚石矿了。 世界各地都发现了金刚石矿。其中，澳大利亚、刚果、俄罗斯、波札那和南非是著名的五大金刚石产地。 美国麻萨诸塞大学的地球物理学家史蒂文·哈格蒂博士在1999年研究了世界各地含有金刚石的熔岩的年代，结果发现，这些含有金刚石的熔岩至少是在过去7个不同的时期在各地喷出的岩浆所形成的，其中最古老的熔岩则是在大约10亿年前形成的。在这7个岩浆喷发时期中，以在非洲各地和巴西等地区于12亿年前至8000万年前喷出的岩浆中所含有的金刚石为最多。那时正值恐龙时代极盛期的中生代白垩纪。含有金刚石的熔岩，最晚的，是在2200万年以前喷出的岩浆形成的。至于在那以后形成的熔岩中是否含有金刚石，则还无法肯定。 1971年以来的二十年中，在中国陆续发现了几颗50克拉以上和100克拉以上的金刚石，按发现时间的先后排列如下： 1．1971年9月25日，在江苏省宿迁公路旁发现一颗重52．71克拉的金刚石。 2．1977年12月21日，在山东省临沭县常林大队，女社员魏振芳发现1颗重158786克拉的优质巨钻，全透明，色淡黄，可称金刚石的“中国之最”。被命名为“常林钻石” 3．1981年8月15日，在山东郯城陈埠发现一颗124．27克拉的巨粒金刚石。被命名为“陈埠一号”。 4．1982年9月，在山东郯城陈埠发现一颗96．94克拉的金刚石。 5．1983年5月，在山东郯城陈埠发现一颗92．86克拉的金刚石。 6．1983年11月14日，在山东蒙阴发现一颗119．01克拉的巨粒金刚石，被命名为“蒙山一号”。蒙阴金刚石矿是全国最大的原生矿。 据1987年资料，中国主要金刚石成矿区有：①辽东—吉南成矿区，有中生代和中古生代两期金伯利岩。②鲁西、苏北、皖北成矿区，下古生代可能有多期金伯利岩。③晋、豫、冀成矿区，已在太行山、嵩山、五台山等地发现金伯利岩。④湘、黔、鄂、川成矿区，已在湖南沅水流域发现了4个具工业价值的金刚石砂矿。 湖南金刚石，产于湖南省常德丁家港、桃源、黔阳等地。湖南金刚石以砂矿为主，主要分布在沅水流域，分布零散，品位低，但质量好，宝石级金刚石约占40%。相传在明朝年间，湖南沅江流域就有零星的金刚石发现，大规模的寻矿则始于二十世纪五十年代。沅江整个水域均有金刚石分布，但有开采价值的仅常德丁家港、桃源县车溪冲、溆浦县（黔阳）新庄垅、沅陵县窑头等4处。 湖南金刚石的颜色深浅不一，内外颜色差异明显，呈带状、斑状分布。其褐色系列金刚石，晶体呈黄褐色，内部洁净，表面有大量的褐色斑点，其褐斑的颜色有**、黄褐色、褐色、黑色等，主要分布在金刚石的溶蚀面上，褐色主要由自然界放射性粒子的辐照造成。金刚石总体颗粒小，但质地较好，以单晶为主，约占总产量的98%；晶体比较完整，以八面体、十二面体、六八面体为多；绝大多数晶体浅色透明或呈黄、褐色等；粒重多小于28mg，一般为109～15mg；22%晶体中含包裹体；60%的晶体表面有裂纹，表面溶蚀不重。 2018年12月，加拿大出土了一颗重量高达552克拉的**钻石，这使它成为了在北美洲发现的最大的一颗钻石。美国媒体15日报导，该颗钻石长3374毫米，宽5456毫米，由统领钻石公司(Dominion Diamond Mines)于10月份在加拿大西北地区的戴维科钻石矿区(Diavik Diamond Mine)发现。 用途 工业用途 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。 若涂在音响纸盆上，音箱音质会大为改善。 慢性毒药 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。 观赏宝石 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。 钻石分为一型和二型两种，这主要是根据它是否含有N元素：一型含；二型不含。而蓝色的钻石是二B型的，是半导体。

金刚石的几种特性金刚石是自然元素类矿物的典型代表，化学成分是碳。金刚石是自然界最硬的物质，硬度10，绝对硬度为石英的1000倍，刚玉的150倍。承压力最大，平均每平方毫米可承受10吨压力。抗磨性最强，但性脆，不耐摔打。金刚石有较强的折光率，呈标准的金刚光泽，经白光照射，立即可被分散成明亮刺眼的单色光折射出来；金刚石有稳定的化学性质，耐强酸强碱腐蚀，熔点较高；金刚石，白天经曝光照射后，晚上能自动发光，历来被称为“夜明珠”。 钻石的颜色钻石的颜色对它质量的评价有极大的影响。由于无色中带“黄”是最常见的减等色素，故目前鉴别钻石的颜色等级（简称色级）时，就以含**素的多少来分颜色等级（简称色级）时，就以含**素的多少来分颜色等级。色级以百分区别。100色亦称“十足色”，就是纯正的“净水钻”；95色以上都是仅有极微的**，在不与纯正钻石相比的情况下，外行人看不出**；90色-95色之间亦仅带极微的**，略可感觉到色素存在；85色指有较明显的淡**；80色指有明显的淡**；75色指有显著**。75色以下的钻石，一般就很少作装饰物了。有些特殊颜色的钻石，如纯正的艳红，称为“红钻”，艳紫色称为“紫钻”，深蓝称为“蓝钻”，鲜绿称为“绿钻”，蛋黄或深（金）黄称为“金钻”，乌黑称为“黑钻”等等，这些都是极难得的珍品。 两类金刚石矿床 1、原生金刚石矿床：此类矿床都产在金铂利岩中。金铂利岩是一种碱质超基性火山颈岩石，斑状结构。岩石的主要矿物成分镁橄榄石、普通辉石、黑云母、钛铁矿、磷灰石、镁铝榴石、黑色镁钛铁矿铬透辉石，及部分后期热液或自变质次生矿物，伴生斑晶主要为橄榄石、金云母、石榴石钛铁矿等。金刚石以八面体积和菱形十二面体最常见。 2、砂矿金刚石矿床：是指含刚石的金铂利岩经过风化剥蚀而成的残（坡）积砂矿、冲积（河成）砂矿、海成砂矿、冰川漂砾砂矿等。其中以河成冲积砂矿最为重要。如非洲许多国家和我国的湖南、山东、江苏、辽宁等现代河流水系和古河谷阶地中都有重要的金刚石砂矿。 金刚石的重量分级和价格金刚石按每颗不同重量来分级。一般把001-024克拉的钻石，叫小钻；把025-099克拉的钻石，中中钻；大于1克拉的钻石叫大钻。大于100克拉的称特大钻石。在国际市场上，不同重量的钻石，每克拉的价格是不同的，钻石愈大价格愈高。一般的计算公式是： N（钻石价格）=M/2×（M+2）×K 式中M为钻石重量（克拉）；K为一克拉的市价基数。但是，现在世界市场上钻石的定价完全操纵在钻石托拉斯手中，近年来，他们常用的公式是： N（钻石价格）=M2×K 这样，不同重量的钻石，价格差距就大多了。 金刚石产地的变迁 在十八世纪四十年代以前，金刚石的产地主要是印度。曾在这里采到不少世界著名的大特大金刚石。如“莫卧大帝”重793克拉、“皮特”重410克拉等。以后金刚石的产地开始转移到巴西，这里也采到不少世界著名的特大金刚石。如“瓦尔加斯总统”重7266克位、“巴西黑钻”重350克拉等。到1867年，南非发现了更为丰富的金刚石和产金刚石的金伯利岩，采到了更多更好的特大金刚石。如1893年采到的“高贵无比”重9952克拉、1905年采到世界最大的“库里南”重3106克拉，1934年采到的“琼格尔”重726克拉等。 我国的五颗特大金刚石第一颗，镶嵌在西藏日喀则扎什伦布寺内弥勒佛的眉宇间，重约390克拉，正面看足有核桃大。第二颗，是1937年深秋山东郯城罗甸邦老人拣到的，重28125克拉，，形似淡**小雏鸡，故起名“金鸡”。1938年12月21日，被日本侵略军抢走，至今下落不明。第三颗，是1977年12月21日，山东临沭县常林村魏振芳姑娘在地里拣到的，取名“常林钻石”，呈八面体和和菱形十二面体的聚形，透明，微淡**，重15879克拉。第四颗，是1981年8月15日山东郯城陈埠一位农民拣到的，取名“陈埠一号”，重12427克拉。第五颗，是1983年11月14日山东蒙阴金刚石矿一个姓张的临时工在大块矿石上发现的，重11901克拉。 我国发现最早的金刚石戒指我国南京博物馆人员在象山的西晋贵族墓群七号墓中，挖掘出一个金刚石戒指，推测为公元265-316年间的殉葬品，至今已有一千七百多年的历史，为目前我国发现最早的金刚石戒指。这颗金刚石，为八面体晶形，直径一毫米以上。戒指扁圆形，直径为二点二厘米，平素无花纹，上有方形斗状孔长、宽各四毫米。现存于南京博物馆中。 金刚石的晶体形态金刚石，等轴晶系，晶体形态常为八面体、菱形十二面体、立方体及“类球形”的凸八面体、凸十二面体、凸立方体和各种聚形，偶尔见到四面体。“类球形”晶体的形成，一般被认为是晶体成长发育过程中，由于物理化学条件的不稳定，导致已晶出的个体外部，重新软化，使其晶棱、隅角部位溶蚀所造成。近年来在我国辽宁大连金刚石矿里，陆续发现七颗宝石级极为罕见的四面体金刚石，其中一颗有黄豆大小，重144克拉，无色透明，晶体完整，填补了我国四面体金刚石的空白。 世界最大的金刚石——“库利南” 它是1905年1月在南非的普列米尔金刚石矿采场上被发现的。这块宝石后来用矿主的名字取名为“库利南”。它是一个大晶体的解理块，并非完整晶体。颜色是带纯净淡蓝色的“水火色”，质地极佳。重量为3106克拉，差不多有一个拳头那么大。此宝石后来由当时的南非当局献给英王爱德华三世。其后由荷兰阿姆斯特丹的著名工匠加工，制得九颗大钻石。最大的叫作“非洲之星”，重5302克拉，安在英王权杖正中。“库利南第二”重3174克拉，镶在王冠上。这九颗大钻石和其余96颗小钻全为英皇室占有。 “莱索托布朗”特大金刚石 这个重60125克拉的“莱索托布朗”特大金刚石，是一个名叫欧内斯廷的妇女1967年于非洲南部的莱索托发现的。政府派三位专家保护她安全拍卖这颗特大金刚石，先是被比利时矿物收藏家尤金·塞拉菲尼以21636万美元买去。政府只给这个妇女3241万美元；几个月后尤金·塞拉菲尼又以买价的两倍价转手卖给了美国钻石商哈里·温斯顿。1967年12月哈里·温斯顿为庆贺买到这颗特大金刚石而举行招待会，并特邀了发现这颗特大金刚石的欧内斯廷及她的丈夫到美国参加这个招待会。1968年对这颗特大金刚石估价为100万美元，然后加工成为一些精美的钻石。 “光山”和“光海”金刚石 “光山”和“光海”金刚石，也是重400克拉左右、居世界第十位的特大金刚石。 “光山”和“光海”的原石，于17世纪初在印度南部下古生代地层风化的残坡积砂矿中找到，为蓝绿色。据记载，最初被用作神像的眼珠，后来被磨石两颗稀世珍宝的大宝石“光山”和“光海”，一起镶嵌在印度王的宝座上。再后，“光海”被辗转盗卖，于1773年由沙皇叶卡捷琳娜二世的情夫奥尔格夫买来送给了沙皇，从此改名为“奥尔洛夫”，装饰在沙皇的王笏上。经按新式样翻修重琢，由1948克拉减到168克拉。“光山”在印度被英国统治者劫走，后被分为大小两颗钻石，大的重106克拉，为英皇室所有，另一颗存放在“不列颠博物馆”中。 “摄政王”特大金刚石 “摄政王”又名“皮特”，是世界第十位的特大金刚石，重400克拉，它是1701年印度的一名奴隶在矿区找到的。他把自己的腿割破，将这颗金刚石藏在绷带里，带伤逃出矿区，托一名水手为其出售，却被这个水手图财伤害了。水手把它卖给了当时的英国驻印度总督，后经工匠琢磨成一颗重1366克拉的漂亮钻石，转卖给法国的摄政王，取名“摄政王”，现藏于法国国家博物馆里

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。

1、钻石

金刚石是无色正八面体晶体，其成分为纯碳，由碳原子以四价键链接，为目前已知自然存在最硬物质。

由于金刚石中的C-C键很强，所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以金刚石硬度非常大，熔点在华氏6900度，金刚石在纯氧中燃点为720~800℃，在空气中为850~1000℃，而且不导电。

澳大利亚、刚果、俄罗斯、博茨瓦纳和南非是著名的五大金刚石产地。

2、水晶

水晶（英语：quartz）是大陆地壳数量第二多的矿石，仅次于长石，其晶体结构是SiO4硅-氧四面体的连续框架，其中每个氧在两个四面体之间共享，得到SiO2的总化学式，石英的种类有很多，无色全透明的石英称为水晶。

宝石级的水晶主要产于晶洞或伟晶岩脉中，几乎世球各地均有水晶产出。如马达加斯加、赞比亚、巴西、德国、俄罗斯、缅甸、阿富汗等

3、红宝石

主要成分是氧化铝（Al2O3），红色来自铬（Cr）。自然没有铬的宝石是蓝色的蓝宝石。

天然红宝石大多来自亚洲（缅甸、泰国、斯里兰卡、中国新疆、中国云南等），非洲，大洋洲（澳大利亚），以及美洲（美国的蒙大拿州和南卡罗来纳州）。

4、蓝宝石

主要成分是氧化铝（Al2O3）。

产地主要有缅甸、斯里兰卡、泰国、澳大利亚、中国等，但就宝石质量而言，以缅甸、斯里兰卡质量最佳。依据地质成因不同，可分两类：一类是缅甸、斯里兰卡和印度克什米尔产的蓝宝石。另一类是澳大利亚、泰国、中国产的蓝宝石。

5、玛瑙

主要成分为二氧化硅，由于与水化二氧化硅（硅酸）交替而常重复成层。因其夹杂氧化金属，颜色可从极淡色以至暗色。用铁、钴、镍等盐类，任它们自然渗透于硅酸凝胶中，能人工制成"玛瑙"，天然玛瑙可能亦是在相似情形下生成的。

世界上玛瑙著名产地有：中国、印度、巴西、马达加斯加、美国、埃及、澳大利亚、墨西哥等国。墨西哥、美国和纳米比亚还产有花边状纹带的玛瑙，称为“花边玛瑙”。美国黄石公园、怀俄明州及蒙大拿州还产有“风景玛瑙”。我国玛瑙产地分布也很广泛，几乎各省都有，著名产地有：云南、黑龙江逊克、辽宁、河北、新疆、宁夏、内蒙古等。

-钻石

-水晶

--蓝宝石

--玛瑙

--红宝石

摘要：金刚石是什么？金刚石俗称“金刚钻”。也就是我们常说的钻石的原身，它是一种由碳元素组成的矿物。金刚石是自然界中最坚硬的物质。金刚石的用途非常广泛，例如：工艺品、工业中的切割工具。石墨可以在高温、高压下形成金刚石。下面小编为大家介绍了金刚石主要产地、结构性质、硬度、光学性质，分类等基础知识，感兴趣的朋友们一起来了解下吧！金刚石是什么金刚石的硬度是多少金刚石的化学式怎么写

金刚石是什么

金刚石(其中纯净的叫钻石)的化学式C----4个C(碳原子),空间结构问稳定的正三棱锥交替链接而成金刚石是原子晶体,一块金刚石是一个巨分子，N个C的聚合体。只能用它的元素符号加注释来表示[C(金刚石)]。

钻石就是我们常说的金刚石,它是一种由碳元素组成的矿物。金刚石是自然界中最坚硬的物质，因此也就具有了许多重要的工业用途，如精细研磨材料、高硬切割工具、各类钻头、拉丝模。还被作为很多精密仪器的部件金刚石与石墨同属于碳的单质。是一种具有超硬、耐磨、热敏、传热导、半导体及透远等优异的物理性能，素有“硬度之王”和宝石之王的美称，金刚石的结晶体的角度是54度44分8秒。20世纪50年代，美国以石墨为原料，在高温高压下成功制造出人造金刚石。人造金刚石已经广泛用于生产和生活中，虽然造出大颗粒的金刚石还很困难（所以大颗粒的天然金刚石仍然价值连城），但是已经可以制成了金刚石的薄膜。

金刚石颜色

金刚石有各种颜色，从无色到黑色都有，以无色的为特佳。它们可以是透明的，也可以是半透明或不透明。许多金刚石带些**，这主要是由于金刚石中含有杂质。金刚石的折射率非常高，色散性能也很强，这就是金刚石为什么会反射出五彩缤纷闪光的原因。金刚石在X射线照射下会发出蓝绿色荧光。金刚石原生矿仅产出于金伯利岩筒或少数钾镁煌斑岩中。金伯利岩等是它们的原生地岩石，其他地方的金刚石都是被河流、冰川等搬运过去的。金刚石一般为粒状。如果将金刚石加热到1000℃时，它会缓慢地变成石墨。

中国也拥有制造金刚石的技术，但最大也不过02克拉左右。

引用亚洲宝石协会（GIG）报告：金刚石的化学成分为C，与石墨同是碳的同质多象变体。在矿物化学组成中，总含有Si、Mg、Al、Ca、Mn、Ni等元素，并常含有Na、B、Cu、Fe、Co、Cr、Ti、N等杂质元素，以及碳水化合物。

金刚石矿物晶体构造属等轴晶系同极键四面体型构造。碳原子位于四面体的角顶及中心，具有高度的对称性。单位晶胞中碳原子间以同极键相连结，距离为154pm。常见晶形有八面体、菱形十二面体、立方体、四面体和六八面体等。

金刚石的硬度是刚玉的4倍，石英的8倍。详细绝对硬度如下：金刚石10000-2500刚玉2500-2100石英1550-1200。

矿物性脆，贝壳状或参差状断口，在不大的冲击力下会沿晶体解理面裂开，具有平行八面体的中等或完全解理，平行十二面体的不完全解理。矿物质纯，密度一般为3470-3560kg/m3。

金刚石的颜色取决于纯净程度、所含杂质元素的种类和含量，极纯净者无色，一般多呈不同程度的黄、褐、灰、绿、蓝、乳白和紫色等；纯净者透明，含杂质的半透明或不透明；在阴极射线、X射线和紫外线下，会发出不同的绿色、天蓝、紫色、黄绿色等色的荧光；在日光曝晒后至暗室内发淡青蓝色磷光；金刚光泽，少数油脂或金属光泽，高折射率，一般为240-248。

金刚石热导率

金刚石的热导率一般为13616w/（m·k），其中Ⅱa型金刚石热导率极高，在液氮温度下为铜的25倍，并随温度的升高而急剧下降，如在室温时为铜的5倍；比热容随温度上升而增加，如在-106℃时为39984J/（kg·k），107℃时为47227J/（kg·k）；热膨胀系数极小，随温度上升而增高，如在-388℃时为0，0℃时为56×10-7；在纯氧中燃点为720～800℃，在空气中为850-1000℃，在绝氧下2000-3000℃转变为石墨。

金刚石稳定性

金刚石化学性质稳定，具有耐酸性和耐碱性，高温下不与浓HF、HCl、HNO3作用，只在Na2CO3、NaNO3、KNO3的熔融体中，或与K2Cr2O7和H2SO4的混合物一起煮沸时，表面会稍有氧化；在O、CO、CO2、H、Cl、H2O、CH4的高温气体中腐蚀。

金刚石还具有非磁性、不良导电性、亲油疏水性和摩擦生电性等。唯Ⅱb型金刚石具良好的半导体性能。根据金刚石的氮杂质含量和热、电、光学性质的差异，可将金刚石分为Ⅰ型和Ⅱ型两类，并进一步细分为Ⅰa、Ⅰb、Ⅱa、Ⅱb四个亚类。Ⅰ型金刚石，特别是Ⅰa亚型，为常见的普通金刚石，约占天然金刚石总量的98%。Ⅰ型金刚石均含有一定数量的氮，具有较好的导热性、不良导电性和较好的晶形。Ⅱ型金刚石极为罕见，含极少或几乎不含氮，具良好的导热性和曲面晶体的特点。Ⅱb亚型金刚石具半导电性。由于Ⅱ型金刚石的性能优异，因此多用于空间技术和尖端工业。

1977年12月21日，在山东省临沭县常林大队，女社员魏振芳发现1颗重158786克拉的优质巨钻----中国最大的金刚石。（约鸡蛋黄大小）。世界上最大的工业用金刚石和宝石级金刚石都超过3100克拉（1克拉=200毫克）。其中宝石级金刚石的尺寸为10×65×5厘米，名叫“库利南”，1905年发现于南非的普雷米尔岩管。中国常林钻石，重158786克拉，1977年发现于山东临沭县，列为世界名钻。世界金刚石主要产地有澳大利亚、扎伊尔、博茨瓦纳、俄罗斯。

金刚石的化学式怎么写

金刚石的化学式是C。金刚石是一种由碳元素组成的矿物，是碳元素的同素异形体。同时金刚石还是我们所说的钻石的原身，金刚石十分的坚硬，是自然界自然存在的最坚硬的物质。

在钻石晶体中，碳原子按四面体成键方式互相连接，组成无限的三维骨架，是典型的原子晶体。每个碳原子都以SP3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键，构成正四面体。由于钻石中的C-C键很强，所以所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以钻石不仅硬度大，熔点极高，而且不导电。在工业上，钻石主要用于制造钻探用的探头和磨削工具，形状完整的还用于制造手饰等高档装饰品，其价格十分昂贵。

钻石的摩氏硬度为10；由于硬度最高，钻石的切削和加工必须使用钻石粉来进行。钻石的密度为352g/cm3，折射率为2417，色散率为0044。

金刚石的硬度是多少

摩氏硬度10，新摩氏硬度15，显微硬度10000kg/mm2，显微硬度比石英高1000倍，比刚玉高150倍。金刚石硬度具有方向性，八面体晶面硬度大于菱形十二面体晶面硬度，菱形十二面体晶面硬度大于六面体晶面硬度。

依照摩氏硬度标准(Mohshardnessscale)共分10级，钻石(金刚石)为最高级第10级；如小刀其硬度约为55、铜币约为35至4、指甲约为2至3、玻璃硬度为6。

等级1滑石

等级2石膏

等级3方解石

等级4萤石

等级5磷灰石

等级6正长石

等级7石英

等级8黄玉

等级9刚玉

等级10钻石

把任何两种不同的矿物互相刻划，两者中必定会有一种受到损伤。有一种矿物，能够划伤其他一切矿物，却没有一种矿物能够划伤它，这就是金刚石。

金刚石为什么会有如此大的硬度呢？

直到18世纪后半叶，科学家才搞清楚了构成金刚石的“材料”。如前所述，早在公元1世纪的文献中就有了关于金刚石的记载，然而，在其后的1600多年中，人们始终不知道金刚石的成分是什么。

直到18世纪的70至90年代，才有法国化学家拉瓦锡(1743～1794)等人进行的在氧气中燃烧金刚石的实验，结果发现得到的是二氧化碳气体，即一种由氧和碳结合在一起的物质。这里的碳就来源于金刚石。终于，这些实验证明了组成金刚石的材料是碳。

知道了金刚石的成分是碳，仍然不能解释金刚石为什么有那样大的硬度。例如，制造铅笔芯的材料是石墨，成分也是碳，然而石墨却是一种比人的指甲还要软的矿物。金刚石和石墨这两种矿物为什么会如此不同？

这个问题，是在1913年才由英国的物理学家威廉·布拉格和他的儿子做出回答。布拉格父子用X射线观察金刚石，研究金刚石晶体内原子的排列方式。他们发现，在金刚石晶体内部，每一个碳原子都与周围的4个碳原子紧密结合，形成一种致密的三维结构。这是一种在其他矿物中都未曾见到过的特殊结构。而且，这种致密的结构，使得金刚石的密度为每立方厘米约35克，大约是石墨密度的15倍。正是这种致密的结构，使得金刚石具有最大的硬度。换句话说，金刚石是碳原子被挤压而形成的一种矿物。

光学性质

光学鉴定之亮度（Brilliance）金刚石因为具有极高的反射率，其反射临界角较小，全反射的范围宽，光容易发生全反射，反射光量大，从而产生很高的亮度。

(2)闪烁（Scintillation）金刚石的闪烁就是闪光，即当金刚石或者光源、观察者相对移动时其表面对于白光的反射和闪光。无色透明、结晶良好的八面体或者曲面体聚形钻石，即使不加切磨也可展露良好的闪烁光。

(3)色散或出火（Dispersionorfire）金刚石多样的晶面象三棱镜一样，能把通过折射、反射和全反射进入晶体内部的白光分解成白光的组成颜色——红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光。

(4)光泽（Luster）刚石出类拔萃般坚硬的、平整光亮的晶面或解理面对于白光的反射作用特别强烈，而这种非常特征的反光作用就叫作金刚光泽。

金刚石分类

一般分类金刚石是碳在高温高压条件下的结晶体，是自然界最硬的出土的大金刚石出土的大金刚石矿物。其名称来源于希腊文“Adamas”，意为坚硬无敌。金刚石是一种稀有、贵重的非金属矿产，在国民经济中具有重要的作用。金刚石按用途分为两类：质优粒大可用作装饰品的称宝石级金刚石，质差粒细用于工业的称工业用金刚石。

宝石级金刚石，又称钻石，光泽灿烂，晶莹剔透，被誉为“宝石之王”，价值昂贵，是世界公认的第一货品，其占有程度和消费水平往往被视为是衡量个人和国家经济富裕程度的标志。达不到宝石级的金刚石（工业用金刚石），以其超硬性广泛用于机电、光学、建筑、交通、冶金、地勘、国防等工业领域和现代高、新技术领域。

金刚石按所含微量元素可分为Ⅰ型金刚石和Ⅱ型金刚石两个类型。Ⅰ型金刚石多为常见的普通金刚石。Ⅱ型金刚石比较罕见，仅占金刚石总量的1%～2%。Ⅱ型金刚石因常具有良好的导热性、解理性和半导体性等，多用于空间技术和尖端工业。具微蓝色彩的优质大粒Ⅱ型金刚石视为钻石中之珍品，如重3106ct（Carat，克拉）世界著名的“库利南”钻石，即属此类。

矿物学分类

1类。晶体具有八面体形态，晶面平整均匀，或者带有台阶状发育特征，但生长平面都是（111）面，很少观察到理想的（100）平面；晶体是透明的，它们没有带状结构，大多数为无色，但常见淡**；氮以单位原子形态类质同晶地取代碳，具有顺磁性，以及产生及收光谱N3系的中心，特别是它决定了晶体的**及蓝色发光作用。

2类。基本形态为立方体；晶体是透明的，没有现带状结构；顺磁中心的单原子态氮杂质含量比较高，这些中心均匀地分布在整个晶体中间，常常显示**及橙**的光致发光。

3类。金刚石中有立方形和少数聚形晶体，其特征是形成平面的和不规则的连生体，以及服从从尖晶石律的穿插双晶体；晶体半透明，无色或者在不同程度上的灰色的，或者几乎是黑色的不透明金刚石，内部结构复杂，中心有无色透明区带，在外部有显微包裹体；第三类晶体都是I型金刚石，富集氮杂质，在红外吸光谱中看到了附加谱带。

4类。被称为有壳的金刚石，因为晶体的外层一般是混浊的乳白色，浅灰色或不同程度染有**或绿色，而内核通常是透明的晶体，具有第一类晶体的同样特点，在带色的外层里常有含量较高的顺磁态氮杂质。

5类。是深色或完全黑色的金刚石，其颜色决定于晶体外层中大量的同生石墨包裹体，晶体的中间部分是透明无色的。

6类。具有放射状条纹结构的球粒金刚石，称为巴拉斯，是金刚石中稀有的结晶形态，一般为完全规则的球形，但也有滴状或梨形，大多数表面有特殊花纹，巴拉斯有无色的，浅灰色的及完全黑色的，其中也有些乳白色，蛋白色的。

7类。半透明金刚石晶体的连生体，晶体本身通常是浅黄，有裂纹及石墨包裹体等缺陷而成半透明，组成这些连生体的晶体生长形态是八面体。

8类。属博特类，是大量晶面较好，尺寸大体相同的小晶体的集合体。连生体总的形状是椭圆形或球形，很像小晶体的闭块晶簇。组成连生体的各单体生长形态为八面体，常常有台阶状晶面结构，这造成了假菱形十二面体的发育。

9类。亦属博特类。这类全晶粒质金刚石连生体为不规则的块状，组成它们的颗粒很易区分，没有规整的晶形，集合体不透明，呈深灰及全黑，有时是不均匀的粒状结构。

10类。属卡邦纳多类，是隐晶或微晶体，具有不规则的块状或碎块状，一般的棱角多多少少是浑圆形，无粘结物，不透明具有各种颜色，通常，卡邦纳多表面颜色更重要些，有时外部它们完全是暗色的，而内部是浅色的。

6自然界状原生金刚石是在地下深外处(130--180Km)高温(900--1300℃)高压(45--60)&215;108Pa下结晶而成的，它们储存在金伯利岩或榴辉岩中，其形成年代相当久远。南非金伯利矿，橄榄岩型钻石约形成于距今33亿年前，这个年龄几乎与地球同岁；而澳大利亚阿盖尔矿、博茨瓦纳奥拉伯矿，榴辉岩型的钻石虽说年轻，也分别已有158亿年和99亿年了。藏于如此大的地下深处达亿万年之久的钻石晶体要重见天日，得有助于火山喷发，熔岩流将含有钻石的岩浆带入至地球近地表处，或长途迁徒沉淀于河流沙土之中。前者形成的是原生管状矿，后者形成的则为冲积矿。

开发简史

人类对金刚石的认识和开发具有悠久的历史。早在公元前3世纪古印度就发现了金刚石。自公元纪年起至今，钻石一直是国家与王宫贵族、达官显贵的财富、权势、地位的象征。

世界金刚石矿产资源不丰富，1996年世界探明金刚石储量基础仅19亿ct，远不能满足宝石与工业消费的需要。

20世纪60年代以来，人工合成金刚石技术兴起，至90年代日臻完善，人造金刚石几乎已完全取代工业用天然金刚石，其用量占世界工业用金刚石消费量的90%以上（在中国已达99%以上）。

金刚石主要生产国为澳大利亚、俄罗斯、南非、博茨瓦纳和扎伊尔等。世界钻石的经销主要由迪比尔斯中央销售组织控制。

中国发现金刚石约在200-300年前，在明清朝之际（约17世纪），湖南省农民在河砂中淘到过金刚石。金刚石的地质勘查工作始于20世纪50年代。迄今，在中国发现的重量大于90ct的著名金刚石有6颗，如重约158ct的“常林钻石”等中国金刚石矿产资源比较贫乏，通过近50年的地质工作，仅在辽宁、山东、湖南和江苏4省探明了储量。截至1996年底，中国保有金刚石储量208978万ct，在世界上不占重要地位。在质量上，中国辽宁省所产金刚石质地优良，宝石级金刚石产量约占总产量的70%。20世纪90年代以来，中国年产金刚石约10～15万ct，远不能满足本国消费的需要。国家所需工业用金刚石99%以上依赖国产人造金刚石，1997年中国人造金刚石产量达44亿ct，天然工业用金刚石所占消费比重极为有限。

金刚石矿石有岩浆岩和砂矿两类。已知含金刚石的岩浆岩有金伯利岩、钾镁煌斑岩和橄榄岩3种，其中金伯利岩型和钾镁煌斑岩型具有工业意义。

据英国《每日镜报》2012年9月17日报道，俄罗斯克里姆林宫宣称，西伯利亚地区发现的一处小行星碰撞形成的弹坑中蕴藏丰富钻石资源，储存量之大可持续开发长达3000年。这个弹坑名为波皮盖坑，直径约合100公里，里面蕴藏的钻石达数万亿克拉，超过全世界现有的钻石储量。据介绍，波皮盖坑之所以这么多年来一直没得到开发，是因为苏联时代人们把更多精力耗费在了打造人造宝石上。钻石专家根纳迪·尼基汀指出，“这些钻石储量之大让人震惊，对它们的开发会给钻石市价带来什么样的影响，目前尚不清楚。”根纳迪补充说，与制造珠宝首饰相比，这些钻石的价值将更多的体现在工业用途中。

用途工业用途

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。

若涂在音响纸盆上，音箱音质会大为改善。

慢性毒药

文艺复兴时期，用金刚石粉末制成的慢性毒药曾流行在意大利豪门之间。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。

观赏宝石

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。

钻石分为一型和二型两种，这主要是根据它是否含有N元素：一型含；二型不含。而蓝色的钻石是二B型的，是半导体。

鉴别简介

在社会对珠宝钻石需求增加的情况下，人造钻石和其它冒充钻石不断充扩市场，甚至有些珠宝经营者也分不清楚。下面介绍几种简单鉴别钻石真伪的方法。

单折光性

钻石的单折光性，是由于钻石的本质特性决定的。而其它天然宝石或人造宝石大都是双折光性的。冒充的钻石在10倍放大镜观察下，从正面稍斜的角度看，很容易看出棱角线出现重叠影像，并同时呈现出两个底光。双折射率差别小的如锆石等，也可看出底光重叠的影像。

吸附性

钻石对油脂及污垢有一定的亲和力，即油污很容易被钻石吸附。因此，用手指抚摸钻石会感到胶粘性，手指似乎有粘糊的感觉。这是任何宝石所没有的。这种方法需要加以训练方能掌握其中微妙的区别。

一线直落特征

钻石表面抛光很光滑。用一支钢笔蘸上墨水在钻石上划过，若是真钻石，表面留下的是一条光滑连续的线条，特征是一线直落。仿冒品留下的是一个个小圆点组成的线条。用此法观察应借助放大镜。

特有金刚光泽

大致在100度的白炽灯光下，切磨很好的钻石与仿冒品相互比较，很容易看出哪个具有金刚光泽。此方法不宜在过暗或过强的灯光下进行。

主要产地

如前面所介绍的，伯纳特兄弟于1870年发现了金伯利金刚石矿。正是这一发现，使人们知道了在哪种岩石中有可能含有金刚石。

原来，那是一种在远古时代的岩浆冷却以后所形成的火山岩。接着，研究者又发现，在这种火山岩中除了金刚石，还含有被称为石榴石和橄榄石的两种矿物。因此，在那些出产石榴石和橄榄石的地点，找到金刚石矿的可能性就相对大。于是，石榴石和橄榄石就成为寻找金刚石的“指示矿物”。

根据指示矿物来寻找金刚石矿的方法并不是在哪一天突然发现的。上世纪70年代，美国史密森研究所的地球化学家约翰·贾尼在仔细研究了石榴石和金刚石之间的关系后发表了他的研究结果。但是，在那之前，即上世纪50年代，德比尔斯公司的地质人员早就根据指示矿物在世界各地寻找金刚石矿了。

世界各地都发现了金刚石矿。其中，澳大利亚、刚果、俄罗斯、博茨瓦纳和南非是著名的五大金刚石产地。

美国马萨诸塞大学的地球物理学家史蒂文·哈格蒂博士在1999年研究了世界各地含有金刚石的熔岩的年代，结果发现，这些含有金刚石的熔岩至少是在过去7个不同的时期在各地喷出的岩浆所形成的，其中最古老的熔岩则是在大约10亿年前形成的。在这7个岩浆喷发时期中，以在非洲各地和巴西等地区于12亿年前至8000万年前喷出的岩浆中所含有的金刚石为最多。那时正值恐龙时代极盛期的中生代白垩纪。含有金刚石的熔岩，最晚的，是在2200万年以前喷出的岩浆形成的。至于在那以后形成的熔岩中是否含有金刚石，则还无法肯定。

1971年以来的二十年中，在中国陆续发现了几颗50克拉以上和100克拉以上的金刚石，按发现时间的先后排列如下：

1、1971年9月25日，在江苏省宿迁公路旁发现一颗重52．71克拉的金刚石。

2、1977年12月21日，在山东省临沭县常林大队，女社员魏振芳发现1颗重158786克拉的优质巨钻，全透明，色淡黄，可称金刚石的“中国之最”。被命名为“常林钻石”

3、1981年8月15日，在山东郯城陈埠发现一颗124．27克拉的巨粒金刚石。被命名为“陈埠一号”。

4、1982年9月，在山东郯城陈埠发现一颗96．94克拉的金刚石。

5、1983年5月，在山东郯城陈埠发现一颗92．86克拉的金刚石。

6、1983年11月14日，在山东蒙阴发现一颗119．01克拉的巨粒金刚石，被命名为“蒙山一号”。蒙阴金刚石矿是全国最大的原生矿。

据1987年资料，中国主要金刚石成矿区有：①辽东—吉南成矿区，有中生代和中古生代两期金伯利岩。②鲁西、苏北、皖北成矿区，下古生代可能有多期金伯利岩。③晋、豫、冀成矿区，已在太行山、嵩山、五台山等地发现金伯利岩。④湘、黔、鄂、川成矿区，已在湖南沅水流域发现了4个具工业价值的金刚石砂矿。

湖南金刚石，产于湖南省常德丁家港、桃源、黔阳等地。湖南金刚石以砂矿为主，主要分布在沅水流域，分布零散，品位低，但质量好，宝石级金刚石约占40%。相传在明朝年间，湖南沅江流域就有零星的金刚石发现，大规模的寻矿则始于二十世纪五十年代。沅江整个水域均有金刚石分布，但有开采价值的仅常德丁家港、桃源县车溪冲、溆浦县（黔阳）新庄垅、沅陵县窑头等4处。

湖南金刚石的颜色深浅不一，内外颜色差异明显，呈带状、斑状分布。其褐色系列金刚石，晶体呈黄褐色，内部洁净，表面有大量的褐色斑点，其褐斑的颜色有**、黄褐色、褐色、黑色等，主要分布在金刚石的溶蚀面上，褐色主要由自然界放射性粒子的辐照造成。金刚石总体颗粒小，但质地较好，以单晶为主，约占总产量的98%；晶体比较完整，以八面体、十二面体、六八面体为多；绝大多数晶体浅色透明或呈黄、褐色等；粒重多小于28mg，一般为109～15mg；22%晶体中含包裹体；60%的晶体表面有裂纹，表面溶蚀不重。