钻石的基本性质

钻石的矿物名称为金刚石，英文名称为Diamond，源自希腊语“adamant”，意思是“坚不可摧”。

钻石与红宝石、蓝宝石和祖母绿一起并称为四大珍贵宝石。目前钻石已成为结婚的信物，并被誉为四月的生辰石，象征坚韧、永恒和纯洁无瑕。

一、钻石的化学成分和分类

1化学成分

钻石是具有立方结构的碳。主要成分是C，其质量分数可达9995%，次要成分有N、B、H等。其他微量元素还有Si、Al、Ca、Mg、Mn、Ti、Cr等。

2分类

钻石的分类最早由Robertson、Fox和Martin等三人根据钻石在红外区吸收带和对紫外光透射的差异提出，他们认为Ⅰ型钻石能透过400～300nm的紫外光并在红外区显示与氮有关的吸收带，而Ⅱ型钻石可透过低至220nm的紫外光并在红外区无明显的吸收带。

1959年美国的Kaiser和Bond发现Ⅰ型和Ⅱ型钻石的差异与杂质氮有关，后来人们又发现在含氮的钻石中氮的最常见的存在形式不只一种，氮以单个氮原子分散在钻石中，称为C心、以原子对集合体出现，称为A心、3个氮形成的原子团称为N3中心，而多于4个原子的原子团则称为B集合体(B心)，也可为一些较大的有几个原子厚的扁平层偏片晶氮存在，称为D心。钻石的分类是按照是否含氮和硼及氮的聚型类型划分如下(表14-1-1)。

表14-1-1 钻石的分类

天然钻石中Ⅰa型钻石约占98%以上，Ⅱa型占1%左右，Ⅰb型和Ⅱb型很少，人工合成钻石中以Ⅰb型为主，少量为Ⅰb和Ⅰa型混合型。

二、钻石的结构与形态

1晶体结构

钻石属等轴晶系， ；a0=035595nm；Z=8，具立方面心格子，C原子位于立方体角顶和面的中心，将立方体平分为8个小立方体，在其中4个相间排列的小立方体的中心还存在C原子，呈四次配位。每个C原子以SP3外层电子构型与相邻的4个C原子形成共价键(如图14-1-1)。C—C间距为01542nm，C-C-C键角109°28′16″。

图14-1-1 钻石的晶体结构

2形态

钻石属六八面体晶类，Oh-m3m(3L44L36L29PC)，常见单形：八面体o{111}，菱形十二面体d{110}、立方体a{100}及其聚形(图14-1-2a和图14-1-2b)。

图14-1-2a 钻石的常见晶形

钻石晶体通常呈歪晶，由于溶蚀作用使晶面棱弯曲，晶面常发育阶梯状生长纹、生长锥或蚀象，且不同单形晶面上的蚀象不同，八面体晶面上可见倒三角形凹坑，立方体晶面上可见四边形凹坑，十二面体晶面上可见线理和显微圆盘状花纹。

钻石的双晶依(111)最普遍，可成接触双晶、星状穿插双晶或轮式双晶。其中三角薄片(macle)接触双晶具有典型的扁平三角形外观，在双晶两个平面结合处环绕钻石有明显的青鱼骨刺纹，在钻石贸易中称为结节。

三、钻石的光学性质

1颜色

钻石的颜色分两个系列：即无色—浅**系列和彩色系列。无色—浅**系列钻石的颜色为：无色至浅黄、浅褐；彩色系列钻石的颜色一般为深黄、褐、灰及浅至深的蓝、绿、橙黄、粉红、红、紫红色，偶见黑色。

图14-1-2b 钻石晶体不同聚形示意图

大多数彩钻颜色发暗，强至中等饱和度、颜色艳丽的彩钻极为罕见。彩钻是由于少量杂质 N、B和H原子进入钻石的晶体结构之中，形成各种色心而产生的颜色。另一种原因是晶体塑性变形而产生位错、缺陷，对某些光能的吸收而使钻石呈现颜色。

(1)黄至棕**钻石的颜色是由于N原子代替C原子而产生的。理想的钻石晶体是禁带很宽的半导体，宽的禁带避免了可见光范围内的一切可能吸收，因此理想的钻石是无色的。当N原子代替部分C原子时，由于氮外层有5个电子，代替碳原子后多余一个电子，这电子在禁带中形成一个新的能级，相当于减少了禁带宽度，从而使得晶体能吸收可见光范围内的光能而呈现颜色。N原子代替C原子有不同的形式，一种情况是孤立的N原子代替C原子，它对能量高于22eV(波长小于560nm)的入射光有明显的吸收，使钻石呈现一系列**、褐色、棕色，其颜色很鲜艳浓郁，Ⅰb型钻石的颜色往往由该种色心引起；另一种情况是金刚石内N原子可移动聚合在一起形成多个N原子集合体，这种集合体对400～425nm光有明显的吸收作用，同时对4772nm有弱吸收，由于人们对4772nm吸收反应灵敏，4772nm蓝光被吸收后，钻石呈现**。

(2)蓝色钻石：从晶体完美程度来讲，蓝色钻石是最好的，也是极罕见的。它不含N却含有微量B(wB＜1%)，属Ⅱb型钻石。正是这些B使钻石呈现美丽的蓝色。少数含H杂质的钻石也呈蓝色。

(3)粉红色钻石和褐色钻石：这两种彩钻都是由于钻石在高温和各向异性压力的作用下发生晶格变形而产生的颜色，相比之下粉红色钻石罕见得多，因而极其昂贵。这种晶体缺陷在极端情况下可形成紫红色钻石。

(4)绿色钻石：绿色和蓝绿色钻石通常是由于长期天然辐射作用而形成的。当辐射线的能量高于晶体的阈值时，碳原子被打入间隙位置，形成一系列空位-间隙原子对，使钻石的电子结构发生变化，从而产生一系列新的吸收，使钻石着色。若辐照时间足够长或辐照剂量足够大，可使钻石变成深绿色甚至黑色。辐射造成的晶格损伤有时还可形成蓝色钻石和黄褐色钻石。

2光泽

钻石具有特征的金刚光泽，金刚光泽是自然界透明矿物最强的光泽。但钻石的光泽有时会因表面不平而显得暗淡。

3透明度

钻石的透明度为透明-不透明。纯净的钻石应该是无色透明的，但由于地质条件的复杂性，常有杂质元素进入钻石的晶格或以包裹体的形式存在于钻石中，使钻石的透明度受到一定的影响。

4光性

钻石属等轴晶系，为均质体，在正交偏光下全消光，但有些钻石由于内部应变或内部含有包裹体，偶见异常消光。

5折射率

钻石为单折射宝石，在钠光(5893nm)中折射率为2417，超过了常规折射仪的测试范围，是透明矿物中折射率最大的。

6色散

钻石的色散强，色散值为0044，比天然无色透明宝石的色散都高，所以我们在切割标准的钻石表面能看到漂亮的“火彩”。

7发光性

(1)紫外荧光：钻石在紫外灯下的荧光可有不同的反应，有些钻石发光很强，有些则不发光。钻石在长短波紫外光下可呈现从无至强的蓝色、**、橙**、粉色等荧光，通常长波较短波的荧光强。

(2)X射线荧光：钻石在X射线下一般呈现蓝白色的荧光，且稳定性好，在钻石开采中可根据钻石X射线下的荧光特性，将其他砾石分选出去。

(3)阴极发光：阴极发光可揭示钻石的内部生长结构，钻石在阴极发光仪的电子束照射下，绝大多数钻石会发出阴极荧光，主要呈现蓝色、橙红色和黄绿色，天然钻石和合成钻石的生长条件不同，表现出的生长结构也不同，目前阴极发光技术已成为鉴别钻石是天然的还是合成的主要手段之一。

8吸收光谱

无色—浅**的钻石，在紫色区4155nm处有一吸收谱带；其他颜色的钻石的吸收线位于453nm，466nm和478nm处；褐—绿色钻石，在绿区504nm处有一条吸收窄带，有的钻石可能同时具有415nm和504nm处的两条吸收带。辐照改色的**钻石可能在498nm，504nm和592nm处有吸收带。

四、钻石的力学性质

1解理

钻石有四组八面体{111}方向的中等解理，{110}、{221}的不完全解理。图14-1-3为钻石{111}方向解理示意图。

图14-1-3 钻石{111}方向解理示意图

2硬度

钻石的摩氏硬度为10，是自然界最硬的矿物，钻石的硬度具有各向异性的特征，不同方向硬度不同，其八面体晶面的硬度大于立方体晶面的硬度，因此在钻石加工中可用钻石研磨钻石。

钻石具有很强的抗磨性能，摩擦系数小，其抗磨能力是刚玉的90倍。这种特性使钻石能高度抛光，并使每个小面边棱锐利、挺直。但值得注意的是，钻石虽硬，但常显脆性，在外力冲击作用下很容易破碎。

3密度

钻石的密度为352(±001)g/cm3，因钻石成分单一，并且纯度较高，所以钻石的密度相对很稳定。

五、钻石的内含物

钻石的内含物主要有浅色至深色矿物包体、云状物、点状包体、羽状纹和生长纹。矿物包裹体主要是钻石、橄榄石、辉石、石榴子石、锆石、刚玉、黑色石墨、暗色的赤铁矿、钛铁矿、铬铁矿、硫化物等。云状物由云雾状白色或灰色包体组成，羽状体则包括开放式裂隙和隐蔽式裂隙两种裂隙类型。此外，钻石中还可见生长纹和解理等特征。

六、钻石的电学性质和热学性质

1电学性质

Ⅰ型和Ⅱa型钻石是绝缘体，室温下电阻率为1014～1015Ω·cm。通常情况下，Ⅱb型钻石因含硼而电阻率降低，为25～108Ω·cm，为P型半导体，钻石半导体的电阻值随温度变化特别灵敏，甚至连很微小的变化(00024℃±)都能在瞬间被记录下来，这一特点被广泛应用于真空仪器和精密测温的仪器中。

2热学性质

(1)导热性：钻石具有很高的导热率，且导热率与含氮量有关。若300°K下其导热率为铜的3倍，则其含氮量＜300×10-6。Ⅰa型钻石的含氮量多高于此值，故不宜作散热元件。Ⅰb和Ⅱ型钻石含氮量低，均具有很高的导热率，适于作散热元件。其中Ⅱa型钻石的导热率最好，约比铜高6倍，在190℃则升至30倍左右。

根据钻石的高导热率，宝石鉴定中可用钻石笔(热导仪)鉴定钻石和其仿制品；若简单地对着样品哈气，如果是钻石，则表面上的那层雾气比仿制品要消失得快，这是因为钻石传热快，钻石提供的热量让水膜迅速蒸发的缘故。

(2)热膨胀性：钻石的热膨胀性非常低，温度的突然变化对钻石的影响很小，但若钻石中有裂隙或含有热膨胀性大于钻石的包裹体时，温度的突变可能使钻石发生破裂。

(3)可燃性：高温下钻石可燃，燃点在空气中为850～1000℃，钻石在氧中加热到650℃时，即缓慢燃烧而变为气体二氧化碳。燃点和钻石与空气的接触面及增温率有关，一般小颗粒钻石比大颗粒钻石易燃。激光打孔就是利用该原理在很小区域内提供集中的热量，使空气中的氧将钻石中的暗色物质烧掉。在绝氧并加压的真空条件下，钻石加热到1800℃，可转变成石墨。

3其他性质

(1)表面性质：钻石表面具有亲油性和疏水性。由于钻石由非极性的碳原子组成，对水的H+和(OH)-不产生吸附作用，即水对钻石不产生极化作用，故钻石具有疏水性。

(2)化学稳定性：钻石对任何酸都是稳定的，甚至在高温下，酸对钻石也不显示任何作用，但在含氧盐类和金属熔体中，钻石很容易受侵蚀。

钻石的十大特性是硬度、韧度、比重、热导率、热膨胀率、折射率、色散率、光泽、亲油性、对化学药品的反应  。

1、硬度

钻石的摩氏硬度为10，是讫今为止人类所发现的最硬的天然物质。与其它宝石相比，钻石镶在首饰上，更能抵抗一切物质对它的磨损、划伤，因此钻石一旦拥有，便可世代留传，因为钻饰永不磨损，常戴常新。

2、韧度

钻石具有较高韧度，但它的边棱却是比较脆的，因此佩戴时应避免碰撞。  

3、比重

钻石的比重为352克/立方厘米，钻石的比重比一般宝石都大，即意味着它的原子堆积得更紧密。  

4、热导率

钻石是已知物质中传导热的能力最强的物质，这一性质使钻石在航空工业和微电子工业中得到广泛使用。  

5、热膨胀率

钻石的热膨胀率很低，不会因温度的变化而有明显的热胀冷缩现象。  

6、折射率

钻石的折射率2417，是所有天然无色宝石中最高的，使光线进入钻石后向中心聚合。  

7、色散率

钻石的色散率高，为0044。这也是所有天然无色宝石之最。钻石因其能将白光分散成光谱式的彩虹颜色而具备这一性质。  

8、光泽

光泽与折射率相关，是物体表面反射光线时所表现出的特点。钻石为典型的金刚光泽，这使得钻石经切磨后具有极其耀眼的光泽。  

9、亲油性

钻石表面很容易沾油，具有强列的亲油性。

10、对化学药品的反应  

钻石具有很高的化学稳定性，酸、碱及一般化学药品对它不起作用。

扩展资料：

一、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。

二、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。

三、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

密度高，硬度高，自然界最硬的物质。

脆，如果钻石上有一个缺口，可以很容易用刀就切开。原始的钻石切割就使用特制的刀劈开的

亲油，很容易沾上油污

色散率，折射率都很高，这也是钻石的火彩漂亮的原因

化学性非常稳定，基本不会腐蚀

贵哈哈

原因，脆性材料抗压能力比塑性强，塑性抗拉能力比脆性强，微观分析切削过程是刀头对材料产生一个压力，使材料破坏并分离，这是压力性质的，不是拉力性质，所以抗压能力较强的脆性材料对刀头的冲击较强。也可以极端点比较，钻石是脆性的，中碳钢是塑性的，你说哪原因，脆性材料抗压能力比塑性强，塑性抗拉能力比脆性强，微观分析切削过程是刀头对材料产生一个压力，使材料破坏并分离，这是压力性质的，不是拉力性质，所以抗压能力较强的脆性材料对刀头的冲击较强。也可以极端点比较，钻石是脆性的，中碳钢是塑性的，你说哪个对刀头冲击比较大？个对刀头冲击比较大？

钻石在天然矿物中的硬度最高，其脆性也相当高，用力碰撞就会碎裂。

钻石其实是一种密度相当高的碳结晶体。

钻石的化学成分是碳，这在宝石中是唯一由单一元素组成的，属等轴晶系。

常含有005%-02%的杂质元素，其中最重要的是N和B，他们的存在关系到钻石的类型和性质。晶体形态多呈八面体、菱形十二面体、四面体及它们的聚形。

钻石的产地分布：

世界各地均有钻石产出，已有30多个国家拥有钻石资源，年产量一亿克拉左右。产量前五位的国家是澳大利亚、扎伊尔、博茨瓦纳、俄罗斯、南非。

这五个国家的钻石产量占全世界钻石产量的90%左右。其它产钻石的国家有刚果（金）、巴西、圭亚那、委内瑞拉、安哥拉、中非、加纳、几内亚、象牙海岸、利比利亚、纳米比亚、塞拉利昂、坦桑尼亚、津巴布韦、印度尼西亚、印度、中国、加拿大等。

世界主要的钻石切磨中心有：比利时安特卫普，以色列特拉维夫，美国纽约，印度孟买，泰国曼谷。安特卫普有＂世界钻石之都＂的美誉，全世界钻石交易有一半左右在这里完成，“安特卫普切工”便是完美切工的代名词。

问题一：钻石掉到地上会摔坏吗 摔一下没问题，不会摔坏，钻石是世界上最坚硬的、成份最场单的宝石，它是由碳元素组成的、具立方结构的天然晶体。钻石的摩氏硬度：10，是天然矿物中的最高硬度。但千万别认为钻石硬度高，就永不破损。其实钻石脆性也相当高，用力碰撞仍会碎裂。

问题二：钻石能不能被摔碎，被汽车压坏，很硬么 钻石是自然界中最硬的物质，是摩氏硬度10级的唯一的矿物，所以被誉为“硬度之王”。它的抗摩硬度是刚玉的140倍，超过石英的1100倍，因而其无与伦比的硬度可想而知。

应当指出：这里说的钻石硬度特别大，是指它抵抗外力刻划的能力强；但它又具有脆性，怕重击，重击或跌撞后将会顺其解理破碎。所以尽管钻石是自然界中最硬的物质，但是用一把锤子也可能把它敲碎。因此，佩戴钻石首饰时，应特别注意保护,今天我讨论了这个问题。记得，高中时我学习过的，钻石就是碳元素罢了，脆的东西本身就爱碎的----------------佳木斯四季丰源张裕名品专卖戴文举

问题三：关于钻石掉地上会不会摔坏 摔一下没问题，不会摔坏，钻石是世界上最坚硬的、成份最简单的宝石，它是由碳元素组成的、具立方结构的天然晶体。钻石的摩氏硬度：10，是天然矿物中的最高硬度。但千万别认为钻石硬度高，就永不破损。其实钻石脆性也相当高，用力碰撞仍会碎裂。

问题四：钻石戒指容易摔碎吗 亲，我可以很明确的告诉你，钻石的硬度级别是10，也就是说钻石是目前我们已知的，日常能接触到的物品硬度最高的，而且我们能见到的钻石颗粒都很小。所以，如果你想把它摔碎的话……至少我觉得是不可能的事情！

问题五：钻石掉到地上会摔坏吗 钻石硬度比较高，但是钻石也比较脆。所以钻石受外力较大的话会碎的

问题六：如果是真的钻石会不会摔破一小块 钻石是自然界中最硬的物质，是摩氏硬度10级的唯一的矿物，所以被誉为“硬度之王”。它的抗摩硬度是刚玉的140倍，超过石英的1100倍，因而其无与伦比的硬度可想而知。

应当指出：这里说的钻石硬度特别大，是指它抵抗外力刻划的能力强；但它又具有脆性，怕重击，重击或跌撞后将会顺其解理破碎。所以尽管钻石是自然界中最硬的物质，但是用一把锤子也可能把它敲碎。因此，佩戴钻石首饰时，应特别注意保护

问题七：钻石会有划痕，会摔坏吗 答：不会有划痕 ,但是有可能会摔坏　　解释：　　钻石是自然界中最硬的物质，是摩氏硬度10级的唯一的矿物，所以被誉为硬度之王。它的抗摩硬度是刚玉的140倍，超过石英的1100倍，因而其无与伦比的硬度可想而知。　　钻石虽是世界上最硬的宝石，但因其具有完全解理，性脆，可能会出现双晶形状，怕摔，如果你的划痕太深的话，如遇外力正好撞击在其解理面上或是划痕上时，钻石也会裂开的。　　应当指出：这里说的钻石硬度特别大，是指它抵抗外力刻划的能力强；但它又具有脆性，怕重击，重击或跌撞后将会顺其解理破碎。所以尽管钻石是自然界中最硬的物质，但是用一把锤子也可能把它敲碎。因此，佩戴钻石首饰时，应特别注意保护。　　一般钻石正常佩戴下是不会摔坏的。贵重首饰要轻拿轻放哦！

问题八：刚买的钻戒用力摔了，因为生气了，会摔坏吗 不想要送给我算了别摔啊。摔不坏的

问题九：钻石镶嵌的时候碎了，还能值多少钱？ 看多大的钻石，以及怎么碎掉的了

问题十：钻戒摔桌上钻石会有裂痕吗 很有可能会，用放大镜看看吧，。钻石很坚硬，没有任性，很脆 摔了很有可能从解理纹裂开，