人造金刚石与天然金刚石有什么不同？

      天然钻石与人造钻石的区别：

      为了大家更好的理解，首先说说金刚石和钻石

      金刚石是一种天然矿物，是钻石的原石，也就是没有经过加工的矿石

钻石：钻石是指经过琢磨的金刚石，简单地讲，钻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。

人造钻石：人造钻石是通过模拟地下2300℃、15到18万个大气压的高温高压环境，在中心放一

颗很小的天然钻石作为种子，在种钻周围是高温金属液体，在金属溶液的上层是石墨，在这种

环境下石墨中的碳原子会从金属原子中列队走向钻石从而形成新的钻石，这样培育出来的钻石

就是人造钻石

本族包括碳的同质多像变体有金刚石、六方金刚石（lonsdaleite）石墨、赵击石（chaoite）。六方金刚石和赵击石在自然界很罕见。后来发现的碳物质富勒烯（fullerene）以痕量仅见于陨石中。其分子为C60，即由60个碳原子组成，结构以5个碳原子的环和6个碳原子的环相互连接成球（图7-7），构成一个与现代足球形状相同的中空球状分子。

金刚石Diamond—C

晶体参数　等轴晶系，对称型m3m。空间群Fd3m;a0＝0356nm;Z=8。

成分与结构　成分中常含有其他元素，如Si、Al、Ga、Mg和Mn，以及N、Na、Ba、B、Fe、Cr、Ti等元素。金刚石的结构表现为碳原子位于立方晶胞的8个角顶和6个面中心，还有4个位于晶胞内（将晶胞分为8个小立方体，相间的小立方体中心分布着碳原子，共有4个）。结构中的每个碳原子都与周围4个碳原子相连接，并且每两个相邻原子之间的距离均相等（0154nm）。金刚石结构中的碳原子形成4个共价键，键角109°28′16″（图7-8）。

图7-7 C60分子结构与形态

（据赵珊茸，2004）

A—C60分子形状；B—C60形态

图7-8 金刚石的结构

形态　常呈八面体（图7-9A）、菱形十二面体，前者晶面上蚀像呈倒三角形凹坑，后者晶面常弯曲呈凸晶（图7-9B）。而立方体晶面上的蚀像呈四边形凹坑。通常呈圆粒状或碎粒产出。依（111）呈双晶。1905年在南非找到一颗重达3106ct

1ct=002g。

的金刚石晶块，大小为10cm×65cm×5cm，称为“库利南”。它是世界上已知最大的一颗金刚石。后加工成4颗大钻石和101颗小钻石。其中最大的一颗称为“非洲之星”，重5302ct。1977年我国山东临沭地区发现一颗重158786ct的金刚石，为立方体与曲面四六面体聚形，透明，呈淡**，是我国目前所发现的最大的一颗金刚石，称为“常林钻石”。

图7-9 金刚石的晶形

A—八面体；B—凸晶（菱形十二面体）；C—金刚石晶体（据Klein等，2007）

物理性质　无色透明或带有蓝、黄、褐和黑色；金刚光泽。平行{111}解理中等，硬度10；密度350～352g/cm3；性脆；显磷光；导热性良好，室温下其热导率几乎是铜的5倍。折射率N=240～248，对光具有强色散，在切割面上产生宝石光和“出火”。黑金刚石（carbonado）是黑色的，无解理，不透明，在自然界罕见。

鉴定特征　以极高硬度、标准金刚光泽、晶形轮廓常呈浑圆状和显磷光为其特征。

成因与产状　金刚石是岩浆作用的产物，见于金伯利岩中。它产生于高温高压下。与金刚石共生的矿物有橄榄石、镁铝榴石和铬透辉石等。当含金刚石的岩石遭受风化后，形成金刚石砂矿。世界上著名金刚石产地有南非、扎伊尔、俄罗斯雅库梯等。我国山东、辽宁等地相继发现金刚石的原生矿床。

主要用途　金刚石根据用途，分为宝石金刚石和工业金刚石。前者经人工琢磨成各种多面体后就成为“钻石”。工业金刚石用作高硬切割材料、金属和化纤上的拉丝模、集成电路中的散热片、原子能工业上的高温半导体材料，等等。

石墨Graphite—C

晶体参数　六方晶系，对称型6/mmm。空间群P63/mmc;a0=0246nm,c0=0670nm;Z=4。

成分与结构　成分纯净者极少，往往含各种杂质，如铁的氧化物、黏土或其他矿物。石墨的晶体结构表现为碳原子成层排列。每6个碳原子构成一个小六方环，每一层由碳原子六方环相互连接组成。同层中碳原子与相邻的3个碳原子之间的距离均相等，为0143nm；而上下两层中碳原子之间的距离比同一层内碳原子之间的距离要大得多，为0335nm（图7-10A）。石墨具多键型，层内主要为共价键，部分为金属键。这是因为每一碳原子最外层有4个电子，除去已用于形成层内共价键的3个外，尚多余一个。此电子可在层内移动，类似金属中的自由电子；而层与层之间则为分子键。石墨有两个多型，即石墨－2H和石墨－3R。后者较少见。

形态　单晶体呈片状或板状、纤维状（图7-10B），通常为鳞片状、块状和土状集合体。

图7-10 石墨晶体结构与石墨矿物

A—石墨的晶体结构（据陈武等，1985）；B—石墨呈纤维状，金刚石呈八面体（据Klein等，2007）

物理性质　颜色和条痕均为黑色，半金属光泽，隐晶质则暗淡。平行{0001}解理极完全，薄片具挠性。有滑感，易污手。硬度1～2，密度221～226g/cm3。具导电性。

鉴定特征　黑色，硬度低，密度小，有滑感。

成因与产状　石墨形成于高温条件下。分布最广的是沉积变质成因的石墨，系由富含有机质或炭质的沉积岩经受区域变质作用而形成。接触变质成因的石墨，见于侵入体与碳酸盐类岩石的接触带，是由碳酸盐矿物分解的产物。我国石墨产地很多，其中以黑龙江鸡西市柳毛为最大的产地。

主要用途　石墨由于其熔点高、抗腐蚀、不溶于酸等特性，用于制作冶炼用的高温坩埚；具滑感，作为机械工业的润滑剂；导电性良好，制作电极等。成分纯净的所谓高碳石墨可做原子能反应堆中的中子减速剂用于国防工业。3R型石墨用于人工合成金刚石的原料。

金属光泽是光泽强度的等级之一。一般指反射率R>025者，宛如金属抛光后所产生的光泽。同时金属光泽也是矿物光泽的一种。一些硫化物和氧化物矿物。如黄铁矿、方铅矿、镜铁矿等就具有金属光泽。金属光泽矿物均属不透明矿物，很少用作宝石。

基本介绍 中文名 ：金属光泽 外文名 ：metal luster 定义 ：表面所反射的光泽 反光 ：极强 属性 ：是矿物光泽的一种 套用学科 ：冶金术语 概述,金属光泽釉,金属光泽油墨,金属光泽印刷,金银墨印刷,电化铝烫印,非金属光泽, 概述 矿物光泽是指矿物对可见光反射的能力。矿物光泽的强弱取决于矿物的折射率、吸收系数和反射率。反射率越大，矿物的光泽就越强。 金属光泽是光泽强度的等级之一。一般指反射率R>025者，宛如金属抛光后所产生的光泽。同时金属光泽也是矿物光泽的一种。一些硫化物和氧化物矿物。如黄铁矿、方铅矿、镜铁矿等就具有金属光泽。金属光泽矿物均属不透明矿物，很少用作宝石。 金属光泽是指如同金属抛光后的表面所反射的光泽，如同平滑的金属光洁表面所呈现的光泽，反光极强，同非金属光泽、半金属光泽并列。 金属光泽釉 金属光泽釉是一种外观似金属的釉料，在釉面砖和外墙砖生产中广泛套用。一座大厦用不同颜色的金属光泽釉制品铺贴后，在阳光和灯光的照射下，非常美丽，因此深受广大用户的欢迎。 金属光泽釉是指具有一定的组成，经过处理(或烧成)后产生的色调和光泽等外观性质类似于某种金属的釉。如类似铜的铜金属光泽釉、类似金的仿金光泽釉、类似银的银金属光泽釉。广义地说，金属光泽釉是陶瓷制品表面金属化技术。表面金属化目前主要有以下3种方法： (1)喷涂法。在炽热的陶瓷表面直接喷涂有机或无机金属溶液，经还原热处理，形成金属化装饰层。 (2)喷溅法。在陶瓷制品表面直接喷溅熔融金属层，又称为镀金法。 (3)烧结法。在一定组成的釉中，加人适当的金属氧化物，经过一定的热处理，产生类似金属光泽的效果。从本质上看，这种方法制备的才是真正意义上的金属光泽釉。 这三种种方法相比较而言，各有优缺点： 第一种方法，原材料昂贵，工艺精度要求高； 第二种方法，要求特殊的喷溅设备，投资大，对建筑陶瓷大批量生产意义不大； 第三种方法，工艺简单。成本低，不需增加设备。 目前使用广泛的是第一种和第三种方法。 金属光泽油墨 金属光泽油墨(metallic-luster ink，MH)就是油墨中的颜料的主要成分是金粉和银粉。金粉和银粉都属于金属颜料，是金**的铜粉和银白色的铝粉的俗称。它们都是采用机械的方法，把铜和铝的金属颗粒分别与硬脂酸等一起混合研磨，然后根据其颗粒的粗细程度(粒径)进行分级，再经过抛光等工序而制成的鳞片状金属粉末。钞票平版印刷中用的金粉规格一般为1000目一1200目；银粉的规格一般为400目--800目。 用以金粉或银粉为颜料的油墨印刷的图文在可见光的照射下，能够呈现出特有的金属颜色，形成金属闪光的效果，增加了钞票的自然美感。由于这种油墨属于特种专用油墨，市场上没有销售，因此，用这种油墨印刷的钞票具有较高的防伪性能。 现已在印钞中使用的有大西洋银行2005年版澳门币的背面中上位置大西洋银行的右侧有一个用平版印刷的“一帆风顺”图案，10澳门元和20澳门元分别是用橙红色和蓝紫色油墨印刷的，与其背景融为一体，而100澳门元、500澳门元和1000澳门元则是用金属光泽油墨印刷的，100澳门元用加入了银粉的金属光泽油墨印刷的。 金属光泽印刷 这里讲的金属光泽印刷是指用金银墨印刷和用电化铝材料烫印，使承印材料具有闪光的金属光泽。这种金色或银色给人以华美、富丽的感觉，用于装潢产品的包装，不仅可以美化商品。还可以摇高产品的附加值。 金银墨印刷 金银墨印刷的特点是用金粉或银粉调制出来的油墨，与普通的彩色油墨相比，具有闪光的金属光泽。金银墨在实际套用中有两种情况：第一种是在使用之前将金粉、银粉与连结料、辅助料调和，随调随用；第二种是由专业油墨厂制成金银墨成品，并能存放一段时间，随时可以用于生产，在有效期内金属光泽保持不变。 金银墨印刷适应性较强，套用较简单，平版、凸版、凹版、丝网印刷工艺中都能套用，且生产成本不高，经济效益较好，是包装印刷领域中具有相当发展前途的工艺。 金银墨印刷材料主要是金粉、银粉，金银墨的连结料和印刷用纸。 金粉银粉都是金属颜料，是金**的铜粉和银白色的铝粉之俗称。它们均采用机械的方法，把铜和铝金属颗粒分别与硬脂酸等一起进行研磨、分级、抛光等工序制成的极细的鳞片状金属粉末。一般来讲，粉末粒径大的光反射面就宽，呈现金属色的呈色性就强；粉末粒径小、光反射面就窄，呈现金属色的呈色性就弱。 金银墨的连结料是一种特殊的调墨油，简称调金油或调银油。它们是由特种树脂、干性植物油及多种有机溶剂，经高温精炼而成。金银墨印刷墨层的光亮度主要取决于金属粉末本身的呈色性、金属粉末的悬浮性和粉末颗粒直径与形状等因素之外，还有调金油或调银油舜金属粉末的亲和性能因素的影响。因此，为了使金银墨具有良好的印刷性能，达到理想的日刷效果，要求调金油或调银油必须具备以下特性。 ①必须有足够的黏度，与金、银粉调和后基本达到印刷油墨的黏性、流动度等性能的指标。若调金油或调银油黏度低，没有足够的拉力，就不能很好地传递金、银粉，往往会连成堆墨辊、堆印版等故障。 ②酸值要低，化学性能较稳定。 ③能与金、银粉均匀地混合，保证金属粉末悬浮体的稳定和良好的印刷性能。 ④能改善金、银粉的呈色性能，使金属粉末的光泽和着色力更强，所以必须保持透明。 ⑤必须具备快乾和快固著的性能，印到纸面上迅速干燥，不使背面沾脏。 一般情况下，在凸版印刷中调金油或调银油与金、银粉的混合比例为1：1或3：2；相平版胶印中的混合比例约为2：3。 根据产品特殊需要选择符合适性的纸张来印刷，才能获得理想的金银色印刷效果。纸张表面平滑度越好，则印件的金属光泽越好；一般选用铜版纸、压光白纸板为佳，因为它们具有较高的平滑度，吸墨性能小，表面强度高，pH值适中，对光的反射系数比在平滑度较差纸张上的反射系数大，印刷金银色特别光亮醒目，不易产生拉毛脱粉、金属粉末变色、消色现象，而且网点清晰、层次丰富、色泽鲜艳，不易造成背面沾脏，产品质量较好。虽然玻璃卡纸表面光泽度、平滑度都好，用来印金印银，大面积印金印银会遮住了纸张本身的洁白光亮度，反而削弱玻璃卡纸的特点，所以不宜选用。 电化铝烫印 电化铝烫印是一种利用铜、锌凸版，在一定的温度、时间和压力作用下，将烫印材料上的彩色铝箔转移到承印材料或物品上，从而获得精美的图案和文字的方法。 电化铝箔是目前烫印装帧中使用最为广泛的材料，它适用于在纸张、塑胶、皮革、人造革、有机玻璃等材料上进行烫印。常用的电化铝箔由5层不同材料构成： (1)片基层：也称基膜层，由双向拉伸涤纶薄膜或聚酯纤维薄膜构成，主要对电化铝箔其他各层起支撑作用，片基层厚度为12～25mm，电化铝箔其他各层物质依次黏附在片基层上。片基层要求耐温、抗拉强度大，在烫印时不能因温度升高而熔化，并在烫印压力作用下能敏感动作。 (2)隔离层：也称为脱离层、剥离层，它的作用是使镀铝层与片基层相互隔离，以便于烫印时自动熔化使片基层剥离下来。隔离层一般采用有机矽树脂溶液，也可用黏附力较小的连结料均匀地涂布在片基层表面，容易与片基层分离。 (3)染色层：也称为颜色层，是电化铝箔的色彩层，烫印后覆盖在图文表面，呈现需要的颜色，表面光滑明亮。在烫印温度和压力作用下，染色层和片基薄膜分开，保证图案部分的电化铝箔迅速从膜层上脱离而转印到烫印物上去。染色层由合成树脂和染料组成，将其涂布在隔离层表面，经烘干后形成彩色薄膜。染色层具有成膜性、耐热性和透明性。 染色层各种颜色在铝层衬托下，发出闪光的颜色。如加**染色层，就显出金子一般的颜色，闪闪发光；加人其他颜色，如红、绿、蓝等，使电化铝品种花色增加，五彩缤纷，美不胜收。 (4)镀铝层：利用铝具有高反射率，能较好地反射光线的特点，呈现光彩夺目的金属光泽，使染色层的颜色增加光辉，这就是烫金的效果。 把已经涂布隔离层和染色层的片基置于真空镀铝机的真空室内，通过电阻加热到1500℃将铝丝熔融、汽化，连续蒸发到表面温度约80℃左右的薄膜的染色层表面，附着在染色层表面上，形成厚度均匀的镀铝层。由于在真空条件下完成镀铝过程，也称为真空镀铝。镀铝时利用电阻加热镀铝，电热烫印，所以称为“电化铝”。 (5)胶黏层：作用是烫印时，通过加热加压，将镀铝层和染色层贴上到承印材料上。在储存和运输时胶黏层保护电化铝膜。胶黏层主要由热塑性树脂、古巴胶或虫胶、松香溶于有机溶剂中或配成水乳液，制成涂布胶液。通过涂布机将配制好的胶液均匀地涂布在真空镀铝层的表面，经烘干形成胶黏层。胶黏层要适应纸张、布、塑胶、皮革等材料的黏合，涂层厚度均匀。 常见电化铝箔的颜色有金色、银色、大红色、棕红色、蓝色、绿色、草绿色、翠绿色、淡绿色等数十种颜色。其中金色是最常用的，其次是银色。 非金属光泽 非金属光泽是除金属光泽和半金属光泽之外的其余各种光泽的统称。特点为不具金属感，通常反射较弱，但有的也较强。具有此类光泽的矿物通常是非金属矿物，并表现为透明或半透明矿物。可进一步分为: 1)金刚光泽，是指同金刚石等宝石的磨光面上所反射的光泽，如白铅矿的光泽。 2)玻璃光泽，如同玻璃表面所反射的光泽，例如方解石的光泽。 3)珍珠光泽，某些矿物呈浅色透明状，由于一系列平行的解理对光多次反射的结果而呈现出如蚌壳内面的珍珠层所表现的那种光泽，例如透石膏、白云母等。 4)油脂光泽，也称"脂肪光泽"。在某些透明矿物的断口上，由于反射表面不平滑，使部分光发生散射而呈现的如同油脂般的光泽，例如石英、霞石断口上的光泽。 5)树脂光泽，也称"松脂光泽"，在某些呈黄、棕或褐色的矿物上，由于反射表面的不平滑，使部分光发生散射而呈现如同松香般的光泽，例如浅色的闪锌矿。 6)丝绢光泽，在呈纤维状集合体的浅色透明矿物中，由于各个纤维的反射光相互影响的结果，而呈现出如一束蚕丝所表现的那种光泽，例如石棉的光泽。 7)蜡状光泽，某些隐晶质块体或胶凝体矿物表面，呈现出如石蜡所表现的那种光泽，例如块状叶蜡石、蛇纹石的光泽。它们是软玉类矿物，可做印章和工艺品。 8)土状光泽，在矿物的土状集合体上，由于反射表面疏松多孔，使光几乎全部发生散射而呈现如同土状般的暗淡光泽，如高岭石土状块体的光泽。

非金属光泽是除金属光泽和半金属光泽之外的其余各种光泽的统称。特点为不具金属感，通常反射较弱，但有的也较强。具有此类光泽的矿物通常是非金属矿物，并表现为透明或半透明矿物。可进一步分为：

1）金刚光泽，是指同金刚石等宝石的磨光面上所反射的光泽，如白铅矿的光泽。

2）玻璃光泽，如同玻璃表面所反射的光泽，例如方解石的光泽。

3）珍珠光泽，某些矿物呈浅色透明状，由于一系列平行的解理对光多次反射的结果而呈现出如蚌壳内面的珍珠层所表现的那种光泽，例如透石膏、白云母等。

4）油脂光泽，也称“脂肪光泽”。在某些透明矿物的断口上，由于反射表面不平滑，使部分光发生散射而呈现的如同油脂般的光泽，例如石英、霞石断口上的光泽。

5）树脂光泽，也称“松脂光泽”，在某些呈黄、棕或褐色的矿物上，由于反射表面的不平滑，使部分光发生散射而呈现如同松香般的光泽，例如浅色的闪锌矿。

6）丝绢光泽，在呈纤维状集合体的浅色透明矿物中，由于各个纤维的反射光相互影响的结果，而呈现出如一束蚕丝所表现的那种光泽，例如石棉的光泽。

7）蜡状光泽，某些隐晶质块体或胶凝体矿物表面，呈现出如石蜡所表现的那种光泽，例如块状叶蜡石、蛇纹石的光泽。它们是软玉类矿物，可做印章和工艺品。

8）土状光泽，在矿物的土状集合体上，由于反射表面疏松多孔，使光几乎全部发生散射而呈现如同土状般的暗淡光泽，如高岭石土状块体的光泽。

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154(10-10m）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3 470-3 560kg/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 金刚石

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850-1 000℃,在绝氧下2 000-3 000℃转变为石墨　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