为什么钻石硬度最高

依照摩氏硬度标准(Mohs hardness scale)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。

补充：

钻石是指经过琢磨的金刚石，在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳 (C)元素构成，具有立方结构的天然白色晶体。钻石具有宗教色彩的崇拜和畏惧，同时又把它视为勇敢、权力、地位和尊贵的象征。现在已成为百姓们都可拥有、佩戴的大众宝石。钻石的文化源远流长，也有人把它看成是爱情和忠贞的象征。

十亿很多年前，氧原子紧密联系在地面下列100英里(161公里)或更加深入的锅状、髙压非常高的地区。这类晶体是地球上最硬实的纯天然矿物质，也就是地球上最硬实的纯天然矿物(115零摄氏度)，其工作压力做到水平面工作压力45,000倍。

金钢石掩埋在地球上最深处数千万年，直至火山活动将其以熔岩的方式送到地面。竖直的岩石层称之为“金伯利岩管状”，是这种古时候活火山的遗址。历经一段时间的腐蚀，这种钻石的翡翠原石被从母岩中去除。

伴随着流水和溪流的流动性，这种钻石晶体最后进到沙砾和细沙中，这一般离出产地很远。十九世纪末期之前，在这种冲积层中发现并搜集了全世界的钻石。如今，大部分钻石发现于金伯利岩管状脉，这类管状脉是采掘钻石的关键来源于。

一八六九年，在巴西发现金伯利岩管状毛细血管，意味着当代钻石工业生产的开始。开采主题活动随着发展趋势，每一年可生产制造出数百万卡拉的钻石翡翠原石，在其中包含1967年在博茨瓦纳的一项重特大发现，及其非洲、澳洲、西西伯利亚和澳大利亚西北部地区的别的地域。

到 20 世纪末，土地已不再是钻石的唯一产地。1970 年，通用电气 开始在实验室里制造钻石，1984 年出售了第一颗实验室制造的宝石级钻石。随着科技的进步，人造钻石变得愈发常见，也愈发难以检测。

全世界钻石的储量和生产概况：

已探明天然钻石储量大约有25亿克拉，其中澳大利亚65亿克拉，扎伊尔55亿克拉。按开采水平现有钻石储量只能开采25年，但随找矿科技水平的提高，每年都发现有新的矿区，近几年加拿大钻石储量明显增加。

自从钻石开采以来，共采出钻石350吨左右，即175亿克拉，全世界每年开采钻石在9000万-1亿克拉，其中宝石级占17%-20%。20%宝石级钻石价值相当于80%工业级金刚石价值的5倍。

石墨内部的碳原子呈层状排列，一个碳原子周围只有3个碳原子与其相连，碳与碳组成了六边形的环状，无限多的六边形组成了一层。层与层之间联系力非常弱，而层内三个碳原子联系很牢，因此受力后层间就很容易滑动，这就是石墨很软能写字的原因。 钻石内部的碳原子呈“骨架”状三维空间排列，一个碳原子周围有4个碳原子相连，因此在三维空间形成了一个骨架状，这种结构在各个方向联系力均匀，联结力很强，因此使金刚石具有高硬度的特性。

钻石的成分和晶体结构

钻石的主要成分是碳(C)， 含C量96%-999%。即使很纯净的钻石也含有0001%的杂质。钻石中的杂质组分有Si、Al、Ca、Mg、Mn、Ti、Cr、N 等。 除 N 以外，其余杂质通常都以矿物包裹体形式存在，钻石中常含有磁铁矿、钛铁矿、镁铝榴石、铬透辉石、橄榄石、石墨等矿物包裹体。

氮(N)是钻石中一种重要的杂质组分，N在钻石晶体结构中组成各种缺陷中心，可以单个N、A中心、B中心、N3小晶片等形式存在。 根据N的含量和聚结形式可将钻石划分为Ⅰ型和Ⅱ型。Ⅰ型钻石含N量较多(005%-03%)。 Ⅰa型钻石中N以N3小晶片形式存在，Ⅰb型钻石中N以分散状态的顺磁方式存在。

Ⅱ型钻石含N量较少(<005%)，N呈自由状态存在。Ⅰ型和Ⅱ型钻石在某些物理性质上有所不同。自然界的钻石绝大部分是Ⅰ型钻石。

钻石为等轴晶系，晶体结构为立方面心格子，晶胞参数a°=356A(1A=1mm/1千万)(见左图)。C原子位于立方晶胞的八个角顶和六个面中心，并在其八个小立方格的半数中心相间地分布着四个C原子，每个C原子都与周围四个C原子相连接，每两个相邻C原子之间的距离都相等(154A)。这种结构C原子间形成极其牢固的共价键， 要分开这种化学健必须给以很大的能量。这就决定了金刚石具有一些特殊的性质，如极高的硬度和化学稳定性。

钻石的晶形最常见的是八面体，其次是菱形十二面体，较少见的是立方体。此外，可长成各种复杂形态的聚形或歪晶。

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