钻石的物理特性是?

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。

虽然钻石的硬度最高，但可以有解理，即可沿钻石的某些品面裂开。钻石在4个晶体方向上可以有完全解理，其解理面非常平整。钻石加工工艺师常常利用钻石的解理性质将钻石晶体的多余部分敲掉，以节省研磨时间。而且被敲掉的多余部分还可能研磨成小钻石。

尽管碳元素的原子质量较低，由于钻石晶体致密，其密度较高，为352g/cm3。在所有的贵重宝石中，只有钻石是由单一元素构成的，而且包裹体很少，密度的变化范围极小。用一般的宝石学比重仪来测量钻石的相对密度时，所有宝石级钻石的相对密度都是352，一般钻石的相对密度变化范围小于宝石比重仪的误差范围。比重法是鉴定钻石的有效手段，但过程比较繁杂而很少被使用。

钻石的折射率很高，达242。折射率越高，产生全反射的入射角越小，使有可能将入射到钻石内的光经台面完全反射出来。如果一颗刻面钻石的切工比例符合理想切工比例，由台面入射光的绝大部分可以再由台面反射出来，使得刻面钻石总是闪闪发光，夺目诱人。另外折射率越高表面反射强度也越高，钻石的台面也总是很亮，增加了刻面钻石的诱人程度。即使黑色钻石没有任何内反射光自台面出射，台面的表面反射也会使其闪闪发光，尤其是在钻石的黑色背景下表面反射使黑色钻石格外闪耀。钻石的折射率超出一般宝石学折射仪的测量范围，因此，钻石不可能用宝石学折射仪测试折射率加以鉴定。

钻石的色散率中等，为0044。当光垂直刻面钻石的台面射入钻石时，所反射光的色散并不明显，所以观察到的光都是白光闪闪，没有色散所产生的光谱颜色。当光以较大的入射角进入无色刻面钻石时，由台面出射的反射光可能会出现明显的色散，所观察到的光呈现光谱色，即出现所谓的“火彩”。当远离钻石观察时，容易看到“火彩”，这是因为对于相同的色散角，距离越远色散越大，即距离越远色散越明显。

纯净钻石晶体中不含任何杂质，而且晶体的结构也没有任何缺陷。纯净钻石对可见光完全透过，除表面反射外几乎无吸收，这就是纯净钻石呈现无色的原因。彩色钻石的颜色是由钻石晶体中的杂质或晶体缺陷所造成的，详细原因将在下一章介绍。

纯净钻石是电的绝缘体。在钻石晶体中，碳原子外层的4个电子与周围的4个碳原子的电子组成共价键，在钻石晶体中没有自由电子，因而纯净钻石是电的绝缘体。石墨的导电性质与钻石恰恰相反，是电的导体，这是因为在石墨晶体中碳原子外层的4个电子中只有3个电子与周围碳原子的电子结合，另外一个自由电子能够导电。

钻石是最好的热导体。热在晶体中的传导是通过振动实现的。由于碳原子之间的共价键结合紧密，原子与原子之间的可伸缩范围极小，钻石晶体是刚性最好的材料，因此，在钻石一侧由热引起的热振动会以最快的速度传导到另一侧，所以钻石是热传导率非常高的材料。在室温下，钻石的热传导率大约是铜的5倍。当钻石晶体含有杂质时，热传导率明显下降，不含杂质钻石的热传导率是含氮杂质钻石的1倍以上。典型的不含杂质钻石的热传导率大约为2100 W/(m·K），典型的含氮杂质钻石的热传导率大约只有800 W/(m·K），原因是钻石中的氮元素杂质改变了钻石的晶体结构，造成了热振动传导速度的减缓。

过去利用钻石热导仪可以准确地鉴定钻石。近年来合成莫桑石（Moissanite）问世——由于合成莫桑石的热导率接近钻石的热导率——使得钻石热导仪的使用受到限制。鉴定钻石与莫桑石的有效方法是利用它们之间不同的光学特征：钻石为均质体，无双折射现象，而莫桑石为双折射晶体，且双折射现象很明显，在显微镜下即可以观察到棱角的重影。

钻石晶体中的每一碳原子都有8个共价电子，从而每一碳原子都形成一稳定的原子结构，相当于一个惰性原子。这一稳定的原子结构不仅使钻石具有最高的硬度，也使其成为化学惰性物质。在常温下，钻石不与任何物质发生化学反应。

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。bai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。纯净的钻石无色透明，由于微量元素的混入而呈现不同颜色。强金刚光泽。折光率2417，色散中等，为0044。均质体。热导率为035卡/厘米/秒/度。用热导仪测试，反应最为灵敏。硬度为10，是目前已知最硬的矿物，绝对硬度是石英的1000倍，刚玉的150倍，怕重击，重击后会顺其解理破碎。

热导率是开采钻石时利用热导仪测量钻石的一个重要特性。热导率是指物质传递热量的能力，它取决于物质的结构和原子排列方式。根据钻石的化学成分和晶体结构，其热导率很高，为所有天然材料中最高的之一。

因此，利用热导仪测量钻石的热导率可以较准确地判断钻石的真伪和品质，也可以用于区分不同种类和等级的钻石。在开采钻石时，利用热导仪可以快速地对钻石进行鉴别和分类，提高了生产效率和准确性。因此，热导率是利用热导仪开采钻石时最好的特性之一。

常用金属的热导率：银：429；铜 401；金：317；铝：237；铁：80；锡 67；铅：348。

导热系数（k）是热能在材料内部流动能力的度量。材料内的热能流（q）用单位时间(s)流过的热能(Q)表示：q=Q/s。单位面积（A）的热能流与温度梯度成比例。

铁的导热系数是40×1163W/m·℃ ,1200度时，纯铁导热系数为36，熟铁05%，碳为33，钢15%碳为29，10%碳为29，05%碳为31，单位均为国标单位w/m·度。

含义：

热导率λ很大的物体是优良的热导体；而热导率小的是热的不良导体或为热绝缘体。λ值受温度影响，随温度增高而稍有增加。若物质各部之间温度差不很大时，在实用上对整个物质可视λ为一常数。晶体冷却时，它的热导率增加极快。

各种物质的热导率数值主要靠实验测定，其理论估算是近代物理和物理化学中一个活跃的课题。热导率一般与压力关系不大，但受温度的影响很大。纯金属和大多数液体的热导率随温度的升高而降低，但水例外；非金属和气体的热导率随温度的升高而增大。

-热导率