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天然鉆石的工藝特性及主要用途
發布者：admin 時間：2021-12-07 16:11:00
1. 工藝特性
(1) 力學性質
硬度：金剛石是目前已知自然界中較硬的物質，其相對硬度（莫氏硬度）為10，顯微硬度（正方錐壓入法）為98588MPa。金剛石絕對硬度是石英的1000倍，是剛玉的150倍。金剛石的產地、礦床、顏色不同，其硬度不同。同一金剛石不同晶面上硬度也不同。
脆性：金剛石雖然很硬，但性脆，在一定的沖擊力下會沿晶形解理面裂開。金剛石的脆性與晶體的內應力、裂縫及其它缺陷有關。晶體的內應力愈大，具有裂縫和其它缺點的晶體，在較低的沖擊下就能被劈開。
密度：金剛石的密度一般為3.47~3.56g/cm3，質純、結晶完好的金剛石密度為3.52g/cm3。金剛石的顏色不同，晶體中包裹體的種類和數量不同，密度也不同。
解理：金剛石具有平行（111）面的中等解理和平行（110）、（221）面的不完全解理。
斷口：金剛石的斷口具有很復雜的結構，但常以貝殼狀或參差狀為特征。
(2) 光學性質
顏色：純凈的金剛石無色，但比較少見。多呈不同顏色，如黃色、綠色、棕色、玫瑰色、藍色、灰色、黑色等。金剛石的顏色與所含雜質及結構缺陷有關。
光澤：金剛石常具有金剛光澤，但少數為油脂光澤、玻璃光澤，甚至無光澤。這是由于長期的化學腐蝕、射線影響、外來物質侵入以及表面為其它物質覆蓋等所致。
透明度：純凈的金剛石晶體是透明的，但有些金剛石為半透明，甚至不透明。
折光率：純凈者達2.40~2.48，在透明礦物中折光率高。折光率愈高，對光的反射力愈強。經過特殊設計和加工的金剛石，可以把射入各個面和射入內部的光線幾乎全部反射出去。
色散性：金剛石具有高度的色散性，其色散系數達0.063，也是透明礦物中的大者。色散系數愈大，分光效果愈好。當一束白光射入琢磨好的金剛石中時，因色散效應，可分成不同顏色的光，使得金剛石光彩奪目。
異常干涉色：等軸晶系礦物在正交偏光鏡下的干涉色應為黑色，但很多金剛石呈異常干涉色，如灰色、黃色、粉紅色、褐色等。
發光性：金剛石在陰極射線下發鮮明的綠色、天藍色、藍色熒光；在X射線下發中等亮度或較微弱的天藍色熒光；在紫外線下發鮮明或中等亮度的天藍色、紫色、黃綠色熒光；日光曝曬后在暗室里發淡青藍色磷光。
(3) 熱學性質
熱導率：金剛石是較好的熱良導體，其熱導率不等，一般為138.16W/(m.K)。Ⅱa型金剛石熱導性特別好，在液氮溫度下為銅的25倍，室溫下為銅的5倍，具有超導熱性。
熱膨脹性：金剛石在低溫時線膨脹系數極小，隨溫度升高線膨脹系數迅速增大。
耐熱性：金剛石在純氧中燃點為720~800℃，在空氣中燃點為850~1000℃，在純氧中2000~3000℃轉化為石墨。金剛石燃燒時火焰呈藍色。
(4) 磁電性能
磁性：純凈的金剛石為非磁性，當含有磁性包裹體時具有一定磁性。
電導率：一般情況下，金剛石是電的不良導體，電導率小，為0.211×10-14 ~0.309×
10-13S/m。隨著溫度的升高，電導率有所增大。2b型金剛石具有良好的半導體性能。
光電導性：當用波長為2100×10-7~3000×10-7mm的紫外線照射金剛石時，發現金剛石中有光電流。當用紅外線和紫外線同時照射時，其光電流增大近2倍。在同樣情況下Ⅱ型金剛石的光電流比Ⅰ型金剛石大若干數量級。
介電常數：金剛石的相對介電常數在15℃時為16~16.5，其數據隨測定時的電場強度、頻率和室溫而異。
摩擦電性：金剛石與玻璃、硬橡膠、有機玻璃表面摩擦時均產生摩擦電荷。摩擦電荷的符號為正，大小隨摩擦時間而異。當摩擦時間60s時，摩擦電荷約為+3×10-9~10×10-9C。
(5) 表面性質
金剛石表面具有較強的親油性，其新鮮表面潤濕接觸角為80~120°。自然界中的金剛石表面往往被污染，因而潤濕觸角變小。
(6) 化學性質
金剛石具有很好的化學穩定性，耐酸、耐堿，高溫下也不與濃的HF、HCI、HNO3反應。只有在NaCO3、KNO3的熔融體中，或與K2Cr2O7和H2SO4的混合物一起煮沸時，表面才稍微有氧化。
2.主要用途
金剛石的主要用途可分為裝飾品用和工業用兩大方面，分述如下：
對裝飾用的金剛石質量要求很高。要求晶形完整，無色或色彩鮮艷，透明度高，無裂隙和雜質。一般晶體愈大，價值愈高。顏色愈淡，價值愈高。對彩色金剛石來說，色調愈濃，價值愈高。
工業用金剛石：對于Ⅰ型金剛石，主要是利用它的高硬度、高耐磨性。對于Ⅱ型金剛石，主要是利用它的良好的導熱性和半導體性能。
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