莫桑石与钻石的区别应该怎么区分开？

莫桑石与钻石两者的区别在于莫桑钻本身是无色的，因折射率高，令其火彩在不同的环境均会随光线的强弱产生不同的火彩效果。钻石的颜色，从无色到黑色都有，以无色的为特佳。莫桑钻是碳与硅两种矿物，钻石则是碳矿物。

莫桑石和钻石的区别大致有以下几点：

1 、同等品质的钻石和莫桑，火彩的区别，钻石是放射状的冷光，火彩是折射形的暖光。莫桑的火彩是钻石火彩的25倍以上。用白光直射石头，就可以看出二者的区别。

莫桑的火彩比钻石更加绚丽

2 、组成元素区别，钻石是碳元素，莫桑石是碳化硅，和莫桑都可以通过测钻笔

3 、硬度区别，钻石的硬度是10莫桑钻是925左右。同样可以割玻璃，而石头本身不受损，硬度虽高，但两者都怕剧烈的摔碰和撞击。

4 、密度区别，用二碘甲烷（密度332克/立方厘米）液测，莫桑石上浮，钻石下沉，如果按照钻石的一克拉标准大小去切割莫桑钻，实际的重量会小于1克拉。

5 、折射率区别，用10倍放大镜观看，钻石的切割线明朗清晰没有重影，莫桑石会有微弱的重影。

市场上的莫桑钻现如今天品质最好的为魔星钻，比利时魔星钻达到极白D色（真正的D色），在品质方面完美超越美国CC莫桑钻。

金刚石要能代替芯片的基本材料硅的话，母猪都能上树。在半导体发展 历史 上，最初流行锗半导体，不久就被硅半导体打败，最终硅统治了半导体王国，锗半导体仅在少数领域刷存在感。实话实说，金刚石虽然能俘虏女人的心，但在半导体行业人士眼里，商业价值甚至比不过锗。

下面，我条分缕析，一一解析原因。

要替代硅，元素含量必须丰富，容易开采

硅被称为“上帝赐给人类的财富”，原因之一是，它占地壳总质量的264%，是仅次于氧的含量第二丰富的元素，随便抓起一把沙子、泥土，拿起一块石头，里面都含有大量的硅的氧化物——二氧化硅。

相比之下，锗的含量只有100万分之7，含量十分稀少，而且几乎没有比较集中的锗矿，

这就造成锗的开采成本是硅的几百倍，商业价值很低。

金刚石虽然有集中的金刚石矿，但含量太少了。2015年，全球半导体级的多晶硅需求超过6万吨，每年都在增长。想要替代硅的话，上哪去找每年6万多吨的金刚石？

金刚石提纯难

金刚石含有或多或少的杂质，要去除这些杂质，以目前的 科技 ，很难做到。而硅的提纯相对容易得多，将硅石在电弧炉中熔化，用碳或石墨还原，得到硅含量985%的工业硅（又叫“金属贵”），然后粉碎成微细粉末，与液态氯化氢（不是盐酸，盐酸是氯化氢的水溶液）在大约300摄氏度发生反应，生成三氯氢硅，经蒸馏、精制，获得很高的纯度，然后将高纯三氯氢硅与超高纯氢发生还原反应，得到纯度99999999999%的多晶硅（比纯金多7个9），然后拉制单晶硅。

一根直径12英寸（目前最大）的单晶硅棒，高约2米，重约350公斤，纯度99999999999%，相当于100亿个硅原子中，允许1个杂质原子存在。

从上述过程可以看出，硅的提纯就是一系列连续的氧化、还原反应。要让化学反应产生，元素的化学性质需要相对活泼，但金刚石的主要成分是碳元素，碳的化学性质远不及硅活泼，难以进行去除杂质的氧化、还原反应，纯度提升很难。

金刚石加工难

在提纯难关之后，加工的难题才是最大的难题。制作芯片前，单晶硅棒需要切成薄片，硅的硬度虽然高，但可以利用自然界最硬的物质金刚石进行切割。

但，用金刚石做芯片基体材料，切割将是难题，用金刚石切割金刚石，效率低，费用高，只能用硬度更高的人造物质。

目前已知硬度最高的人造物质是碳炔，硬度是金刚石的40倍，但还处于试验阶段，未到大规模商业化阶段。如何将金刚石切片，现在还没有很好的解决办法。

就算不久的将来，碳炔能顺利商用，金刚石能被切成薄片，真正的难题来了：如何制造绝缘膜？

在硅片上制造绝缘膜非常方便，将硅片放到900摄氏度左右的高温水蒸气环境中，硅片就会与氧发生热氧化反应，在表面生长硅氧化膜——二氧化硅（玻璃的主要成分），然后对其涂抹光刻胶，进行刻蚀，再配合其它工艺和材料，就可以得芯片。硅氧化膜具有不吸潮、耐酸碱、导热性好、光学性能稳定、绝缘性能良好的特点（感觉抽象的，脑想想玻璃的特点），是芯片制作的前提，而且通过硅这种基体材料就可以方便地得到硅氧化膜，正是因为硅氧化膜如此重要，得来又如此容易，加上硅含量丰富，所以硅才被称为“上帝赐给人类的财富”。

金刚石做芯片基体的话，氧化膜从那里来？金刚石本身是纯碳，其氧化物是二氧化碳，常温下是气态，充当绝缘？那是不可能的，一形成人家就跑到空气中逍遥自在了。用其它氧化物？试验验证、工艺流程研发、设备改造，花钱海去了，还不一定能成功。

总之，用金刚石做芯片基体材料，不仅含量少，而且加工极难，商业价值极低，由于这些缺点，根本不可能取代硅在芯片行业的地位。

回答这个问题，必须弄清三方面问题：

我认为， 金刚石不能代替芯片的基体材料硅 。

哪些材料能用于芯片基体？

能用于制作芯片基体的半导体材料有如下几类：

由上述分类可以看出，金刚石的确是半导体材料，有做成芯片基体的潜能。接下来需要考虑，金刚石能否满足芯片对基体材料的要求。

金刚石能否替代硅？

这个问题需要从两者的化学特性和工业制作成本来考虑。

一、化学特性对比

硅有无定形硅和晶体硅两种同素异形体，晶体硅为灰黑色，无定形硅为黑色，密度232-234克/立方厘米，熔点1410 ，沸点2355 ，晶体硅属于原子晶体。不溶于水、硝酸和盐酸，溶于氢氟酸和碱液。硬而有金属光泽。

硅的电导率与其温度有很大关系，随着温度升高，电导率增大，在1480 左右达到最大，而温度超过1600 后又随温度的升高而减小。

金刚石它是一种由碳元素组成的矿物，是碳元素的同素异形体，金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质。其结构是正八面体晶体，晶体中每个碳原子都以sp3杂化轨道与另外4个相邻的碳原子形成共价键，每四个相邻的碳原子均构成正四面体。晶体类型金刚石中的CC键很强，所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以金刚石硬度非常大，不导电，熔点在3815 。金刚石在纯氧中燃点为720~800 ，在空气中为850~1000 。

二、工业制作对比

1原料成本

硅也是极为常见的一种元素，然而它极少以单质的形式在自然界出现，而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式，广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。硅在宇宙中的储量排在第八位。在地壳中，它是第二丰富的元素，构成地壳总质量的264%，仅次于第一位的氧（494%）。

世界上有20多个国家赋存有金刚石矿产，主要分布在澳大利亚、非洲西部和南部，以及俄罗斯的亚洲部分。目前，全世界金刚石产量每年超过100百万克拉，其中宝石级15%，近宝石级38%，工业级47%。

相比于硅的来源，金刚石因存量少，原料成本是相当高的。

2制作成本

金刚石的出产是很复杂的，它需要经过采矿、粉碎、冲洗、沉淀、挑选、分类、切割、打磨以及抛光等诸多工序之后才能出现在市场上。从开采的大块岩石中将钻石分离出来是相当困难的。即使有先进的技术，发掘的过程仍然十分复杂。而生产一颗切磨好的1克拉重的金刚石，必须从钻石矿藏中挖出至少约250吨的矿土进行加工处理而成。

金刚石还因硬度太高，难以加工；此外，相比于单晶硅，金刚石提纯工艺复杂，很难提纯到6个9或7个9的等级。

总结

金刚石从理论上来说，是可以作为芯片基体材料的。但是，从工业制作的角度来说，原料储存少、加工难度大的金刚石，不适合替代硅制作芯片，即便制作出来了，价格也是难以承受的。

第三代半导体离不开金刚石

特殊情况，特殊对待。一般是没有那么替的

不会，因为它不具备半导体特性，而且加工提纯困难。

未来碳基芯片有可能替代硅基芯片。

碳化硅（SIC）是半导体界公认的“一种未来的材料”，是新世纪有广阔发展潜力的新型半导体材料。预计在今后5 10年将会快速发展和有显著成果出现。促使碳化硅发展的主要因素是硅（SI）材料的负载量已到达极限，以硅作为基片的半导体器件性能和能力极限已无可突破的空间。而金刚石虽然说本质也是碳，但原子排列不一样，目前不能代替芯片材料！至少是几十年以内！

硅的性质，氧化二氧化硅，可作绝缘材料，单晶硅，渗其它元素后，形成极性，可外延可，气相叠加，可化学刻录图案，而金刚石，是碳，有以工能吗，如有气相叠加单晶硅，有可以作极性材料，一是散热率，二导电率。

对这个问题我们首先分析这两种材料的特性之后再做判断。

一、硅

化学成分

硅是重要的半导体材料，化学元素符号Si。电活性杂质磷和硼在合格半导体和多晶硅中应分别低于04ppb和01ppb。拉制单晶时要掺入一定量的电活性杂质，以获得所要求的导电类型和电阻率。重金属铜、金、铁等和非金属碳都是极有害的杂质，它们的存在会使PN结性能变坏。硅中碳含量较高，低于1ppm者可认为是低碳单晶。碳含量超过3ppm时其有害作用已较显著。硅中氧含量甚高。氧的存在有益也有害。直拉硅单晶氧含量在5 40ppm范围内；区熔硅单晶氧含量可低于1ppm。

硅的性质

硅具有优良的半导体电学性质。禁带宽度适中，为112电子伏。载流子迁移率较高，电子迁移率为1350厘米2/伏·秒，空穴迁移率为480厘米2/伏·秒。本征电阻率在室温(300K)下高达23 105欧·厘米,掺杂后电阻率可控制在104 10-4 欧·厘米的宽广范围内，能满足制造各种器件的需要。硅单晶的非平衡少数载流子寿命较长,在几十微秒至1毫秒之间。

热导率较大。化学性质稳定，又易于形成稳定的热氧化膜。在平面型硅器件制造中可以用氧化膜实现PN结表面钝化和保护，还可以形成金属-氧化物-半导体结构,制造MOS场效应晶体管和集成电路。上述性质使PN结具有良好特性，使硅器件具有耐高压、反向漏电流小、效率高、使用寿命长、可靠性好、热传导好，并能在200高温下运行等优点。

技术参数

硅单晶主要技术参数有导电类型、电阻率与均匀度、非平衡载流子寿命、晶向与晶向偏离度、晶体缺陷等。

导电类型导电类型由掺入的施主或受主杂质决定。P型单晶多掺硼，N型单晶多掺磷,外延片衬底用N型单晶掺锑或砷。

电阻率与均匀度拉制单晶时掺入一定杂质以控制单晶的电阻率。由于杂质分布不匀，电阻率也不均匀。电阻率均匀性包括纵向电阻率均匀度、断面电阻率均匀度和微区电阻率均匀度。它直接影响器件参数的一致性和成品率。

非平衡载流子寿命光照或电注入产生的附加电子和空穴瞬即复合而消失，它们平均存在的时间称为非平衡载流子的寿命。非平衡载流子寿命同器件放大倍数、反向电流和开关特性等均有关系。寿命值又间接地反映硅单晶的纯度，存在重金属杂质会使寿命值大大降低。

晶向与晶向偏离度常用的单晶晶向多为 (111)和(100)（见图）。晶体的轴与晶体方向不吻合时，其偏离的角度称为晶向偏离度。

单晶硅的制作

硅单晶按拉制方法不同分为无坩埚区熔(FZ)单晶与有坩埚直拉(CZ)单晶。区熔单晶不受坩埚污染，纯度较高，适于生产电阻率高于20欧·厘米的N型硅单晶（包括中子嬗变掺杂单晶）和高阻 P型硅单晶。由于含氧量低，区熔单晶机械强度较差。

大量区熔单晶用于制造高压整流器、晶体闸流管、高压晶体管等器件。直接法易于获得大直径单晶，但纯度低于区熔单晶，适于生产20欧·厘米以下的硅单晶。由于含氧量高,直拉单晶机械强度较好。大量直拉单晶用于制造MOS集成电路、大功率晶体管等器件。外延片衬底单晶也用直拉法生产。硅单晶商品多制成抛光片，但对FZ单晶片与CZ单晶片须加以区别。外延片是在硅单晶片衬底（或尖晶石、蓝宝石等绝缘衬底）上外延生长硅单晶薄层而制成，大量用于制造双极型集成电路、高频晶体管、小功率晶体管等器件。

单晶硅的应用

单晶硅在太阳能电池中的应用，高纯的单晶硅是重要的半导体材料。在光伏技术和微小型半导体逆变器技术飞速发展的今天，利用硅单晶所生产的太阳能电池可以直接把太阳能转化为光能，实现了迈向绿色能源革命的开始。

二、金刚石

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。金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质。金刚石的用途非常广泛，例如：工艺品、工业中的切割工具。石墨可以在高温、高压下形成人造金刚石。也是贵重宝石。

化学性质

金刚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，是指经过琢磨的金刚石。金刚石是无色正八面体晶体，其成分为纯碳，由碳原子以四价键链接，为目前已知自然存在最硬物质。由于金刚石中的C-C键很强，所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以金刚石硬度非常大，熔点在华氏6900度，金刚石在纯氧中燃点为720~800 ，在空气中为850~1000 ，而且不导电。

结构性质

金刚石结构分为；等轴晶系四面六面体立方体与六方晶系钻石。

在钻石晶体中，碳原子按四面体成键方式互相连接，组成无限的三维骨架，是典型的原子晶体。每个碳原子都以SP3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键，构成正四面体。由于钻石中的C-C键很强，所以所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以钻石不仅硬度大，熔点极高，而且不导电。在工业上，钻石主要用于制造钻探用的探头和磨削工具，形状完整的还用于制造手饰等高档装饰品，其价格十分昂贵。

结论：金刚石不能代替芯片的基体材料硅。

不要再提 豫金刚石 啦，它已经被关啦

化学式

C

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，同时‘金刚石’不是只有在地球才有产出，现发现在天体陨落的陨石中也有‘金刚石’的生成态相。金刚石的用途非常广泛，例如：工艺品、工业中的切割工具。石墨可以在高温、高压下形成人造金刚石，[1] 也是贵重宝石。需要注意，石墨与金刚石物理性质完全不同。[2]

中文名

金刚石

英文名

diamond

别 称

金刚钻

化学式

C

分子量

120107（8）

熔 点

3550℃-4000℃

水溶性

不溶

密 度

3470-3560kg/m3

外 观

等轴晶系四面六面体立方体与六方晶系钻石

应 用

观赏，地质钻头，切割玻璃，

安全性描述

安全

绝对硬度

10000-2500

钻石的形成

火山爆发以及矿石中的钻石均是在地球内部经过高温高压后形成的。

钻石在地下 160～480km 处形成。大部分钻石被发现位于一种称作 “金伯利岩” 的火山岩中，这种岩石埋藏于火山活动依然活跃的地带。其他任何被直接发现的钻石，都是经其他作用而直接从原始的金伯利岩中分离出来的。

钻石骗局

钻石又名金刚石，其本质上是由碳构成的一种单质，其除了外观精美和硬度极高也并无多大特点。

其实在19世纪钻石本应不是那样稀有和昂贵，而当今如此昂贵的钻石可以说完全是由 钻石巨头戴比尔斯一手吹捧出来的。

1870年采矿工人在南非先后发现几个巨大的钻石矿场，仅在当时的开采技术下一天便可开采出上吨的钻石。

于是钻石商联合成立了戴比尔斯公司将几乎所有的钻石矿坑都收入囊中，从此便开始了饥饿营销的模式，之后更是在媒体吹捧钻石象征着永辉的爱情，于是这个概念便一直深入人心。

人工钻石

所谓人工钻石就是如天然钻石形成一般模拟高温高压的条件合成钻石。而且现如今的人工钻石已经达到宝石级别。2005年美国人造钻石的产能已达到每小时5克拉，且随着技术的进步要造出与天然钻石无异的钻石只是时间的问题。

钻石是一种昂贵的宝石，是由金刚石加工而成。除了首饰行业会用到钻石，工业领域也会用金刚石制作钻头、玻璃刀等。金刚石是碳元素组成的单质，和石墨为同素异形体。在知道了金刚石是由纯碳组成之后，就有人想方设法用碳制造金刚石，并且早就取得了成功。上世纪70年代人类就有能力制造出1克拉以上的钻石，目前很难统计出市场上的钻石有多少是人造钻石。

金刚石为正八面体结构，不论是中国产的还是南非产的，也不论是地球上的金刚石还是火星上的金刚石， 也不论是天然的金刚石还是人造的金刚石。

地球表面附近的金刚石比较少，内部的金刚石相对就要多很多。地球上天然的金刚石一般是在高温、高压的环境下产生的，地球内部的温度及压强比较高，碳元素要比在地面附近更容易结晶成金刚石。地壳深处的金刚石可以通过火山喷发或大地震到达地球表面附近。人工制造金刚石的时候可以用石墨做原料，在高温、高压的环境中改变碳原子的排列结构，就有可能制造出金刚石。人造金刚石的成本要远低于钻石的价格，只是目前限于技术手段，人造金刚石的尺寸还达不到几十克拉、几百克拉之巨。

除了价格低廉，人工制造金刚石的时候还可以掺入一些杂质，使得制造出的钻石具有某种特定的绚丽色彩。这是人造钻石的其中一个优势。有时候可以根据掺杂在钻石中的杂质鉴定出这是一枚人工制造的钻石，若是制造钻石的时候没有留下类似的痕迹，还能不能鉴定出那是一枚人工制造的钻石？难！很难！因为钻石的结构都一样，物理性质、化学性质也是一样的。

钻石虽然价格昂贵，但它没有金融属性，不像黄金那样可以作为支付手段或金融储备。钻石有工业用途，除此之外就是一件奢饰品。如果你不是小资女人，不是傻白甜，不是土豪，没必要关心钻石是人造的还是天然的。

天然钻石也是在高温高压的地方产生，所以钻石矿附近一般曾有小行星撞击或者火山喷发。模拟天然钻石的形成时的高温高压环境就可以制造钻石，但其晶体结构和天然化石有所不同。

天然钻石一般是在地下 压力在45到6Gpa，温度在1100到1500℃。大致换算下来相当于地下150到200km的环境中 形成，然后被火山喷发等地质运动过程带到地球表面，形成钻石储量较高的矿藏；而另一种情况是小行星撞击，由于短时间内大量动能转化为热能，撞击时的压力也非常高，也能形成钻石晶体。钻石可以分为等轴晶系四面六面体立方体与六方晶系钻石，是均匀性质相同的碳单质晶体，密度（g/mLat 25°C）：35， 熔点3550°C-4000°C，绝对硬度10000-2500，因为含有的杂质元素不同，也是钻石有不同的颜色，有粉的、黄的、蓝的等等颜色，而天然的钻石未经打磨，形状可能不是很规则，而且也不会像经打磨的钻石一样形成正八面体的规则、闪耀的晶体。

既然知道了钻石形成的环境，那么人工模拟那样的高温高压环境就能制造钻石，可以在2300℃、15到18个大气压的环境下，以一颗直径1毫米左右的天然钻石作为“种子”，石墨作为碳的来源，在那样的环境中石墨中的碳原子会在天然钻石的外层重新形成结晶，但是由于不能完美地重现地下数百公里或者小行星撞击时的温度或者压力变化曲线，人造钻石的晶体结构更加混乱一些，不像天然钻石是规则的等轴晶系结构。但是硬度方面与天然钻石差别也不是很大，而且经过打磨后肉眼很难分辨天然或者人造。而如今美国的人造钻石生产已经能达到5克拉每小时，由于天然钻石开采的难度而具有一定的稀缺性，人工钻石可以在很多场合替代天然钻石。

通过钻石的人工制造和天然形成过程，可以知道人造钻石并不能完全地替代天然钻石，但也不是过分追求钻石的理由。钻石可以算是“可再生资源”，不过投入市场的钻石不是很多造就了它们的稀有，然而实际上在地下深处钻石的储量还是很高的，据一些科学家估计地球上总共有1000万亿吨钻石。

天然的钻石是在地球的深处，经过几亿、几十亿年的时间，高温高压的环境下自然形成的，火山喷发、地震等自然之力，将钻石从地表以下160公里的深处带到浅层地表。我们可以参照已挖出最深的洞来看，俄罗斯的科拉超深钻孔，仅约123公里，相对来说，160公里简直是遥不可及。天然的钻石是稀有的，不是自然界的钻石少，而是可获取的非常少，除了地球深处有大量钻石，木星、土星、天王星、海王星还会下钻石雨，其大气中的甲烷，在闪电的作用下变成煤灰型态的碳。煤灰在沉降的过程中固化成石墨，高温高压的环境使之变成钻石。

高温高压就能人工造钻石，第一批人工钻石是1954年在通用电气实验室制造的，在1600摄氏度高温和10万个大气压的环境下，使钻石晶种生长成钻石，利用晶种可以缩短钻石形成的时间。 人工钻石是真钻石，天然钻石和人工钻石的主要元素是碳，它们的化学结构和外观基本相同，硬度也一致。 人工钻石与天然钻石之间唯一的化学区别是， 大多数天然钻石含有微量氮，而人工钻石通常不含氮 ，正因为天然钻石的稀有性，人工钻石的价格约为天然钻石价格的30-50%。绝大多数天然钻石是科学家所称的IA型钻石，IA型钻石含有大量的氮，呈团状或成对，目前这种钻石不能人工合成。

因此，想要区分天然钻石还是人工钻石，只能用科学仪器微观鉴定，肉眼是分辨不出来的。现在，你知道在哪里有可能捡到天然钻石吗？

把人工钻石放开进入珠宝市场会把天然钻石市场打的溃不成军……而且不止钻石，很多其他宝石都很容易工业化生产出来

金刚石属于等轴晶系四面六面体立方体，NaCl属于立体对称。

1、金刚石结构分为：等轴晶系四面六面体立方体与六方晶系钻石。金刚石是无色正八面体晶体，其成分为纯碳，由碳原子以四价键链接。

2、氯化钠的晶体形成立体对称。其晶体结构中，较大的氯离子排成立方最密堆积，较小的钠离子则填充氯离子之间的八面体的空隙。每个离子周围都被六个其他的离子包围着。

扩展资料

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。

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。昂贵的有色钻石，要数带有微蓝的水蓝钻石。钻石分为一型和二型两种，这主要是根据它是否含有N元素：一型含；二型不含。而蓝色的钻石是二B型的，是半导体。

氯化钠是白色无臭结晶粉末。熔点801℃，沸点1465℃，微溶于乙醇、丙醇、丁烷，在和丁烷互溶后变为等离子体，易溶于水，水中溶解度为359g（室温）。

NaCl分散在酒精中可以形成胶体，其水中溶解度因氯化氢存在而减少，几乎不溶于浓盐酸。无臭味咸，易潮解。易溶于水，溶于甘油，几乎不溶于乙醚。

-氯化钠

-金刚石