天然金刚石（天然金刚石原石图片）

人造金刚石和天然金刚石有什么区别

区别如下：

1、人造金刚石和金刚石的区别之溶剂的不同。

天然的金刚石是硅酸盐溶液中生长的，所以碳的溶解度非常低。不过人造金刚石就不一样，它的碳的溶解度比硅酸盐高得多，

2、人造金刚石和金刚石的区别之温度不同。

天然的金刚石的生长温度是约1000-1300摄氏度，人造金刚石的生长温度要在1400摄氏度以上。

3、人造金刚石和金刚石的区别之饱和度。

人造金刚石成长时的过饱和度大于天然金刚石，因而无论如何都可以预测人造金刚石的表面是较粗糙的，然而实际所观察到的人造金刚石却显示出一个较光滑的界面。

扩展资料

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1.2亿年前至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。

金刚石具有哪些特点？

金刚石是自然界中最硬的矿物，它晶莹美丽，含量稀少，因此被人们誉为宝石之王。

坚硬、漂亮的金刚石，与又软又滑的石墨是同胞兄弟，它们出自同一个母体——碳。只是形成的条件不同，使“兄弟”俩的相貌、脾气不大相同。金刚石是在地球深处高温(1800℃)、高压(7万个大气压)条件下形成的，碳原子间结构十分牢固且作规律性排列，因此金刚石具有高硬度、高熔点、高绝缘性、化学稳定性、耐酸碱腐蚀性等特性。

金刚石的晶面和抛光面呈现夺目的光彩，它在紫外线或X射线照射下会发出天蓝色、紫色荧光，经曝晒后，置于暗室内，能发出淡青色磷光，所以我国古代人们称它为“夜明珠”。珍贵的钻石，就是金刚石琢成的。

金刚石形成于地球深部的岩浆中。在高温、高压的作用下，岩浆中的原生碳结晶生成金刚石。由于地壳运动，岩浆挟带着金刚石颗粒沿着断裂带向地表运动，在适当的部位冷却硬结形成岩浆岩，这便是金刚石矿。这种岩石于1870年最先在南非的金伯利城附近发现，因此地质学家称它为“金伯利岩”。1979年在澳大利亚发现了另一种金刚石的源岩，名叫“钾镁煌斑岩”，它的金刚石含量和规模都超过了南非。

世界上产金刚石的国家，以澳大利亚、博茨瓦纳居首。我国的山东省、辽宁省有原生金刚石矿。重为158.786克拉的常林钻石就是1977年12月21日在山东临沭县境内发现的。

绝大多数的宝石金刚石都很小。1克拉(等于0.2克)以上的就算大钻石；超过100克拉的极其稀少，人们视若珍宝。到目前为止，世界上所发现的重量超过324克拉的天然金刚石只有几十颗。金刚石的价格比黄金还要贵。在国际市场上，1克拉金刚石的价格，相当于两吨大米的价格。

金刚石的导热能力比铜高4倍，是电子技术和激光技术中的优良散热材料。由于它的硬度高，所以常被用作地质钻探的钻头和切削金属的工具，既锋利又不发热。现在，人们已经能用人工合成金刚石了。

1987年，科学家在流星中发现了微粒金刚石，这表明太空也有金刚石。

天然金刚石是怎样来的

金刚石： 疏水性：金刚石对水不润湿，然而容易粘油。这种疏水亲油的特征是由金刚石的 sp 3 杂化的非极性键的本质决定的。这一特性不仅提示人们可以使用油脂去提取金刚石，而且在制造金刚石磨具时，宜选用亲油基团的有机物作为金刚石的润湿剂。 常温下的化学稳定性：在常温下，金刚石对一切酸碱盐等化学试剂都表现出很强的惰性，王水也不会与它发生化学变化。在加热情况下（ 1000 ℃以下），仅有个别氧化剂与之反应。利用金刚石的化学稳定性，可以用酸碱来提纯金刚石。 热稳定性：金刚石在纯氧中 600 ℃就开始失去光泽，出现黑色表皮， 700 ～ 800 ℃开始燃烧，生成二氧化碳。人造金刚石在空气中开始氧化的温度是 740 ～ 840 ℃，有的产品在 600 ℃就开始氧化。金刚石在空气中开始燃烧的温度大约在 850 ～ 1000 ℃。金刚石的热稳定性与晶体的完整程度以及杂质的含量有关。 金刚石的石墨化现象：在真空或者惰性气氛中，当加热到某一高温时，金刚石就会发生石墨化现象，即发生向石墨的转变。 1500 ℃的时候能检验出表面开始石墨化，随着温度的升高，石墨化速度加快，并且在 1700 ℃左右开始整个晶体迅速石墨化。在 2100 ℃时，一颗 0.1 克拉（ 1 克拉＝ 0.2 克）的八面体钻石在 3 分钟内全部化为灰烬。当存在哪怕少量氧气时，石墨化在较低温度下就开始了。过渡金属的存在会加速金刚石的石墨化过程。 与过渡金属的化学作用：一些过渡金属能够与金刚石起化学作用，促使金刚石发生解体。这些金属分为两类：一类是周期表中的Ⅶ B 族和Ⅷ族的元素，如铁、钴、镍、锰以及铂系金属，这些元素在熔融状态下是碳的溶剂，在磨削高温下会使金刚石产生溶剂化现象；另一类是容易生成稳定碳化物的金属，其中包括Ⅳ B 、Ⅴ B 、Ⅵ B 族，例如钨、钒、钛等，这些元素易于和金刚石发生结合，生成相应的稳定碳化物。金刚石与过渡金属的作用是用它加工这些材料时发生粘刀现象的本质，从而也决定了金刚石工具、磨具的使用范围。 石墨： 石墨是碳质元素结晶矿物，它的结晶格架为六边形层状结构，见图1—1。每一网层间的距离为3.40人，同一网层中碳原子的间距为1．42A。属六方晶系，具完整的层状解理。解理面以分子键为主，对分子吸引力较弱，故其天然可浮性很好。 石墨质软，黑灰色；有油腻感，可污染纸张。硬度为1～2，沿垂直方向随杂质的增加其硬度可增至3～5。比重为1．9～2．3。在隔绝氧气条件下，其熔点在3000℃以上，是最耐温的矿物之一。 自然界中纯净的石墨是没有的，其中往往含有Si02、A1203、Fe0、CaO、P2O5、Cu0等杂质。这些杂质常以石英、黄铁矿、碳酸盐等矿物形式出现。此外，还有水、沥青、CO2、H2、CH4、N2等气体部分。因此对石墨的分析，除测定固定碳含量外，还必须同时测定挥发分和灰分的含量。 石墨的工艺特性主要决定于它的结晶形态。结晶形态不同的石墨矿物，具有不同的工业价值和用途。工业上，根据结晶形态不同，将天然石墨分为三类。 1．致密结晶状石墨 致密结晶状石墨又叫块状石墨。此类石墨结晶明显晶体肉眼可见。颗粒直径大于0．1毫米。晶体排列杂乱无章，呈致密块状构造。这 种：石墨的特点是品位很高，一般含碳量为60～ 65％，有时达80～98％，但其可塑性和滑腻性不 如鳞片石墨好。 2．鳞片石墨 石墨晶体呈鳞片状；这是在高强度的压力下变质 而成的，有大鳞片和细鳞片之分。此类石墨矿石的特 点是品位不高，一般在2～3％，或100～25％之 间。是自然界中可浮性最好的矿石之一，经过多磨多 选可得高品位石墨精矿。这类石墨的可浮性、润滑性、 可塑性均比其他类型石墨优越；因此它的工业价值最 大。 3．隐晶质石墨 隐品质石墨又称非晶质石墨或土状石墨，这种石墨的晶体直径一般小于1微米，是微晶石墨的集合体，只有在电子显微镜下才能见到晶形。此类石墨的特点是表面呈土状，缺乏光泽，润滑性也差。品位较高。一般的60～80％。少数高达90％以上。矿石可选性较差。 石墨由于其特殊结构，而具有如下特殊性质： 1） 耐高温型：石墨的熔点为3850±50℃，沸点为4250℃，即使经超高温电弧灼烧，重量的损失很小，热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强，在2000℃时，石墨强度提高一倍。 2） 导电、导热性：石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低，甚至在极高的温度下，石墨成绝热体。 3） 润滑性：石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小，鳞片越大，摩擦系数越小，润滑性能越好。 4） 化学稳定性：石墨在常温下有良好的化学稳定性，能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。 5） 可塑性：石墨的韧性好，可年成很薄的薄片。 6） 抗热震性：石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏，温度突变时，石墨的体积变化不大，不会产生裂纹。 C60 C60分子是一种由60个碳原子构成的分子，它形似足球，因此又名足球烯。 C60是单纯由碳原子结合形成的稳定分子，它具有60个顶点和32个面，其中12个为正五边形，20个为正六边形。其相对分子质量约为720。 处于顶点的碳原子与相邻顶点的碳原子各用sp杂化轨道重叠形成σ键，每个碳原子的三个σ键分别为一个五边形的边和两个六边形的边。碳原子的三个σ键不是共平面的，键角约为108°或120°，因此整个分子为球状。每个碳原子用剩下的一个p轨道互相重叠形成一个含60个π电子的闭壳层电子结构，因此在近似球形的笼内和笼外都围绕着π电子云。分子轨道计算表明，足球烯具有较大的离域能。

天然金刚石是钻石原石吗

天然金刚石不完全是钻石原石。

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。金刚石是目前在地球上发现的众多天然存在中最坚硬的物质。金刚石的用途非常广泛，例如：工艺品、工业中的切割工具。

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，它们主要储存在金伯利岩或钾镁煌斑岩中，其形成年代相当久远。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，或长途迁徙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。还有一种金刚石是在外太空产出的，太空撞击‘纳米金刚石’，它同样也是纯的单一的‘碳单质’的特性。

什么是天然金刚石？

天然金刚石晶体以硬度高、耐磨损、化学惰性良好等特性而广泛用作超精密切削加工的刀具材料，因此天然金刚石刀具的刃磨技术一直是研究的热点。天然金刚石晶体是各向异性特征明显的材料，并采用扫描和透射电子显微镜对刀具质量和使用进行跟踪、对比。金刚石晶体表面的压痕微硬度越高，刀具耐磨损性能也越佳。为了给天然金刚石刀具的使用寿命延长提供一种全新的技术方法，目前已经提出了基于纳米氧化铜的真空热化学腐蚀新工艺，用于后处理机械刃磨工艺加工的天然金刚石晶体。