钻石是世界上最硬的物质吗？

不是

来自芝加哥大学等多所高校科学家组建的一支研究小组指出，超硬材料立方氮化硼是将氮化硼微粒压缩成一种超坚硬物质形式。这种透明的材料甚至超越了钻石的硬度，其维氏硬度达到108 GPa，而合成钻石的维氏硬度为100 GPa，并且该材料是商用立方氮化硼硬度的两倍。

这种材料的最大秘密在于纳米结构，研究人员开始使用类似洋葱结构的氮化硼微粒(像俄罗斯套娃玩偶结构)在1800摄氏度高温下压缩至15GPa，大约承受汽车轮胎压力值的68万倍，这种晶体材料将重组，形成纳米结构。

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在纳米晶体结构下，邻近的原子共享一个边界，这就像是一些公寓住宅。为了使这种材料变得更加坚硬，科学家降低了这些微粒的体积，从而使它变得更加坚硬，无法被刺穿。

田永军解释称，这种纳米结构可以使物质变得更坚硬，难以被刺穿，对于氮化硼而言，维持特征强度的平均尺寸是4纳米，但相应的结果立方氮化硼在高温环境下非常稳定。

未来这种超硬材料与当前商用较低硬度的立方氮化硼价格相当，或许未来可用于机械加工、碾磨、钻探、切削工具，以及用于制造科学仪器。

人民网-科学家发现“最硬”新材料 硬度超钻石

钻石的形成是在地底里数百公里深处的地质层经原始碳受热、压力溶融结晶而成，大部份钻石原生矿附着于云母橄榄岩中，在亿年前经由地壳板块变动、火山爆发，随岩浆喷出带到地表浅层下，其化学成份是C碳元素，当然偶而会参杂其它元素如铁、铬、镁等上万种矿物，即俗称内含物或杂质，内含物愈少就是纯净度愈高愈没有瑕疵。碳元素在较高的温度、压力下，结晶形成石墨（黑色），而在高温、极高气压及还原环境（通常来说就是一种缺氧的环境）中则结晶为珍贵的钻石（白色）。为了便于理解钻石的起源，先看一看含有钻石的原岩。

钻石原岩——金伯利岩(kimberlite)和钾镁煌斑岩（lamproite)

钻石的形成条件一般为压力在45-60Gpa(相当于150-200km的深度），温度为1100-1500℃。

大部分钻石主要形成于33亿年前以及12-17亿年这两个时期。钻石是世界上最古老的宝石。钻石的形成需要一个漫长的历史过程

钻石的硬度为10。

依照摩氏硬度标准共分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激光（比如532nm或者1064nm波长激光）来进行。

钻石的保养方法：

1、做家务时，不要让佩戴的钻石染上油污或漂白水，油污会影响钻饰的光泽，漂白水会使金属产生斑点。

2、不宜佩戴钻饰做粗重工作，钻石虽然坚硬、耐磨，但如依其纹理方向受到重击的话，也可能会受损。

3、切勿将钻饰与其它珠宝一起放在抽屉或首饰盒内，因钻石在摩擦时会将其它珠宝刮伤。同时，铂金首饰也不宜和黄金首饰同时佩戴，因黄金较软，若互相摩擦，不但会使黄金饰品受损，也会使黄金染在铂金上，使之变黄，且很难去掉。

　　钻石是天然物质中最坚硬的，钻石可刻划任何其他宝石。钻石硬度虽大，但是它的脆性同样大。当脆性大的宝石遇上硬物撞击的时候，不管你硬度如何大，它同样会在重力之下瞬间碎掉。很多事物的性能不能仅仅但看一方面来判断它的全部，对于钻石是否会碎，还是要参照硬度和脆性二者之间的相互作用而再下定论。

你也许不曾想到，黑色的石墨和亮闪闪的金刚石其实是由同一种元素——碳构成的，只是它们的外表和性质大不相同。

石墨的质地非常软，只要在纸上轻轻一划，就会留下灰黑色的痕迹，铅笔芯就是用石墨制造的。金刚石是所有自然物质中硬度最高的：人们用镶着金刚石的刀来切割玻璃，无不“迎刃而解”；钻探机的钻头上镶着金刚石，能大大加快向地下钻进的速度；金刚石还能用来加工各种硬度较高的金属。

石墨和金刚石都是碳元素构成的，为什么它们的性质相差如此悬殊呢？

原来，石墨中的碳原子是成层排列的，每层原子之间的A合力很小，就像一副叠起来的扑克牌，很容易滑动、散开。而金刚石中的碳原子是整齐排列的立体结构，每个碳原子都紧密地与其他4个碳原子连接，构成一个牢固的结晶体，因而显得特别坚硬。

天然金刚石的产量很少，只有在非常高的温度和巨大的压力之下，地下熔岩里的碳才有可能形成金刚石。由于它产量少、价格贵，人们往往会利用高温高压来合成人造金刚石。

不会！钻石会被铁锤砸碎。钻石除了看起来非常漂亮之外，还有一个更重要的特征，那就是它的硬度。迄今为止，钻石仍然是地球上发现的最坚硬的天然物质。因此，钻石不仅可以作为珠宝收藏，还可以广泛应用于各行各业，具有较高的实用价值。在高温高压的地球上，碳元素形成一种特殊的晶体，晶体中的每个碳原子与附近的4个碳原子形成共价键。这种晶体称为钻石结构，即抛光前的天然钻石。碳原子有四个外部电子。钻石晶体中所有的外电子都用来形成共价键，所以钻石晶体中没有自由电子。这种结构使金刚石坚硬，不具有导电性能。

这是因为尽管钻石的硬度最高，但它的韧性很低。韧性，也称为脆性，是物体抗裂能力的物理指标。物体的韧性越高，破裂的可能性就越小。应该指出，物体的韧性和硬度是完全不同的概念。当钻石受到强烈冲击时，里面的晶体会沿着一定的结晶方向破裂，从而变成一堆更小的钻石，这就是我们所说的“被砸碎”。

然而，这并不意味着锤子比钻石更坚固。如果你缓慢而坚定地把锤子压在钻石上，不管你用多用力，钻石都不会断裂，锤子也会像我们之前想象的那样被钻石弄凹。

据说一家日本公司曾经做过一个实验，将该公司制造的人造钻石放在钢板上，然后用压路机从上面慢慢压出来。实验的结果是钻石毫发无损，并击败了压路机。可以想象，如果这个实验中的压路机行驶得更快，那么这可能是另一个结果。　

事实上，因为钻石非常坚硬，所以很容易破碎。钻石越大，越容易破碎。

钻石即金刚石，是一种由碳元素组成的矿物，也是自然界天然存在的最坚硬的物质。由于其硬度很高，金刚石经常被用来作为工艺品和工业中的切割工具。

钻石的莫氏硬度高达10，是铁的两倍多。那么既然钻石那么硬，用大铁锤砸它会怎么样呢？答案是铁锤会赢，钻石会碎。那么问题来了：不是说钻石是最硬的嘛，究竟是为什么它那么容易碎呢？天然钻石是碳原子四面体排列，共价键结合形成的原子晶体。并且不可避免带有一些位错、滑移、裂纹和杂质缺陷。由于碳碳键键长短，键能大，共价键的结合力非常强，不容易断开，因此，钻石有很高的硬度和化学稳定性，是世界上最硬的物体之一。

但是过强的共价键和四面体共价键骨架，使钻石在受到外力的时候，倾向于自身不变形，而将受力原样传递下去，这样会造成盈应力在钻石的某些部位集中，在这些部位的缺陷率先造成结构破坏。而单晶的钻石就有解理面，这些结构破坏就会顺着解理面传递，从而使整块钻石裂开。

从另一方面来讲，铁锤砸钻石的过程，除了硬度，还有“断裂韧性”的因素。“断裂韧性”是材料阻止裂纹扩展的能力，是度量材料的韧性好坏的一个定量指标，通俗的说就是考验材料的抵抗脆断能力的一个数值。“断裂韧性”越高，意味着该材料越不容易碎裂。

钻石的“断裂韧性”与玻璃几乎相同，因此用铁锤去砸钻石，那其实和砸玻璃没多大区别。如果铁锤能给予足够的冲击力，是完全可以将钻石打碎的，不过铁锤也可能会产生一个坑。