钻石的物理和化学性质

1矿物名称为「金刚石」，英文为Diamond，源于古希腊语Adamant，意思是坚硬不可侵犯的物质，是公认的宝石之王。钻石的化学成份有9998%的碳。也就是说，钻石其实是一种密度相当高的碳结晶体。

　　2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。

　　3钻石是依据其原石的外形，来切割成各种不同形状的钻石。其中，受大家欢迎的八种形状有：圆形、椭圆形、榄尖形、心形、梨形、方形、三角型及绿柱石形。圆钻，是最常见的形状。

　　4钻石属天然矿物。钻石的主要产地是澳大利亚、南非、印度；而美国、印度,以色列、比利时则是钻石加工切割的基地。尤其比利时，是全球公认的雕琢钻石贸易中心。

　　5 买钻石 一定要复检

[编辑本段]化学成分

　　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。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�6�1秒�6�1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。一组解理完全。密度352克/立方厘米。钻石具有发光性，日光照射后 ，夜晚能发出淡青色磷光。X射线照射，发出天蓝色荧光。钻石的化学性质很稳定，在常温下不容易溶于酸和碱，酸碱不会对其产生作用。

　　钻石与相似宝石、合成钻石的区别。宝石市场上常见的代用品或赝品有无色宝石、无色尖晶石、立方氧化锆、钛酸锶、钇铝榴石、钇镓榴石、人造金红石。合成钻石于1955年首先由日本研制成功，但未批量生产。因为合成钻石要比天然钻石费用高，所以市场上合成钻石很少见。钻石以其特有的硬度、密度、色散、折光率可以与其相似的宝石区别。如：仿钻立方氧化锆多无色，色散强（0060）、光泽强、密度大，为58克/立方厘米，手掂重感明显。钇铝榴石色散柔和，肉眼很难将它与钻石区别开。

首先，需要注意“锆石”与“合成立方氧化锆（CZ）”的区别。锆石是天然的，而CZ是人工合成的。不过，市场上常说的“锆石”很可能是指“合成立方氧化锆”。

其次，钻石与CZ是等轴晶系，不能见到后刻面棱重影，而锆石是四方晶系，可见后刻面棱重影。其实可以简单地通过密度来区分这三者。

钻石的分子式是c（就是碳）。

钻石是指经过琢磨的金刚石，金刚石是一种天然矿物，是钻石的原石。简单地讲，钻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。是爱情和忠贞的象征。

晶体的科学分类是以晶体的对称特点为基础的，所以先简要介绍一下晶体的对称特点。

一、晶体的对称

对称是指物体相同部分有规律地重复，如某些动物、植物的叶子和花瓣等。但物体对称的高低程度有所不同，有的对称程度很高，有的很低，或者说不具某些对称性（见图1-1-3）。

从宏观上来看，晶体的对称表现为构成其外部几何形态的面、棱和角顶有规律地重复。

从微观角度来看，由于晶体都具有格子构造，而格子构造本身就是质点在三维空间周期性重复的体现，因此从这种意义上来讲，所有的晶体都是对称的。

图1-1-3 蝴蝶的对称性（a）和树叶的不对称性（b）

晶体的对称特点取决于它内在的格子构造。不同的宝石矿物由于其格子构造不同，因而具有不同的对称性。有的矿物晶体对称性很高（如钻石和尖晶石等），有的则对称性较低（如黄玉、斜长石）。只有符合格子构造规律的对称才能在晶体上体现出来，因此晶体的对称是有限的。

另外晶体的对称不仅体现在外形上，同时也体现在物理性质（如光学、热学和电学性质等）上，即晶体的对称不仅仅是几何意义上的对称，也包括物理意义上的对称。

为了研究和分析晶体的对称性，往往要进行一系列的操作。使晶体中相同部分重复而进行的操作叫对称操作。进行对称操作所借助的几何要素（点、线、面）称为对称要素，一般对称要素包括对称面、对称轴和对称中心等。

1对称面（P）

对称面是一个假想的通过晶体中心的平面，它将晶体平分为互为镜像的两个相等部分。对称面可以垂直并平分晶面，可以垂直晶棱并通过它的中点，也可以包含晶棱（见图1-1-4）。

图1-1-4 对称面（a）和非对称面（b）

图1-1-5 晶体中的对称轴L2、L3、L4和L6举例下面的图表示垂直该轴的切面

2对称轴（L）

对称轴是一根假想的通过晶体中心的直线，相应的对称操作是围绕此直线的旋转。旋转一周，晶体中相同部分重复的次数叫轴次。晶体外形上可能出现的有意义的对称轴有二次对称轴（L2）、三次对称轴（L3）、四次对称轴（L4）和六次对称轴（L6），轴次高于二次的对称轴，即L3、L4、L6称为高次轴（见图1-1-5）。

3对称中心（C）

对称中心是一个假想的位于晶体中心的点，相应的对称操作就是对此点的反伸。如果通过此点作任意直线，则在此直线上距对称中心等距离的两端必定可找到对应点（见图1-1-6）。

图1-1-6 具有对称中心（C）的图形1与1′、2与2′为对应点

一个晶体中所有对称要素的组合称为该晶体的对称型。例如，钻石晶体存在三个L4、四个L3、六个L2、九个对称面P、一个对称中心C，那么钻石的对称型就是所有这些对称要素的总和，可记为：3L44L36L29PC。自然界中所有晶体归纳起来共有32种对称型（见表1-1-1）。

二、晶体的分类

（一）晶体的分类

根据晶体对称性的特点，可以把晶体划分成七大晶系。再根据晶体是否有高次轴和有几个（一个或多个）高次轴，把七大晶系归纳为低、中、高级三个晶族。低级晶族没有高次轴，它包括三斜晶系（无对称轴和对称面）、单斜晶系（二次轴或对称面不多于一个）和斜方晶系（二次轴或对称面多于一个，无高次轴）；中级晶族（只有一个高次轴）包括四方晶系（有一个四次轴）、三方晶系（有一个三次轴）和六方晶系（有一个六次轴）；高级晶族只有等轴晶系，它有一个以上的高次轴（如都具有四个三次轴）。

（二）晶体的定向及晶格常数

1晶体定向

晶体定向就是在晶体中确定一个坐标系统，也就是选择坐标轴（又可称为晶轴）和确定各晶轴上单位长（轴长）之比（轴率）。给晶体定向的目的是为了更确切地描述和表达构成晶体的晶面、晶棱在空间的展布方位。

晶轴 系指交于晶体中心的三条直线，它们分别为X轴、Y轴和Z轴（有些书籍中采用a、b、c来表示晶轴，它们分别与X、Y、Z相对应），晶轴的展布和正负方向与几何学中的规定相同。对于三方和六方晶系要增加一个U轴，其前端为负，后方为正。晶轴一般与对称轴或对称面的法线重合，或与某个晶棱方向平行。晶轴的选择要遵循一定的结晶学规律，各晶系的选轴原则见表1-1-2。

2晶格常数

轴角 系指晶轴正端之间的夹角，它们分别以a（Y∧Z）、β（Z∧X）、γ（X∧Y）表示。

轴长与轴率。晶轴实际上是格子构造中的行列，该行列上的结点间距称为轴长或轴单位，X、Y、Z轴上的轴单位（结点间距，又称轴长）分别以a0、b0和c0表示。由于结点间距极小（以nm计），需要借助X射线分析才能测定，因此只根据晶体外形的宏观研究是不能确定轴长的。但根据几何结晶学的方法可以确定出它们之间的比率：a:b:c，这一比率称为轴率。

晶体常数 轴率a∶b∶c和轴角a、β、γ合称为晶体常数。在一般性描述中常叙述晶体常数的特征，而不给出具体的轴比率值或非特殊的轴角值。如轴率特征只说明轴单位之间相等或不相等（如a=b≠c），轴角只说明是否为特殊角（如a=90°、β＞90°、γ＝120°）即可。

表1-1-1 晶体的分类

表1-1-2 各晶系选择晶轴的原则及晶体常数特点

（三）各晶系对称及晶格常数特征

1等轴晶系

等轴晶系有三个等长且相互垂直的结晶轴，即a=b=c,α＝β＝y=90°（见图1-1-7）。该晶系最高对称型为3L44L36L29PC。三个结晶轴相当于该晶系中三个相互重直的L4或L2。其常见单形为立方体、八面体、菱形十二面体、五角十二面体、四角三八面体和四面体等。属于等轴晶系的宝石矿物有钻石、石榴石、尖晶石、萤石和方钠石等。

图1-1-7 等轴晶系的晶体及对称特点

2四方晶系

四方晶系有三个相互垂直的结晶轴，其中两个水平轴（X轴和Y轴）等长，但与纵轴（Z轴）不等长，即a=b≠c,a＝β＝γ＝90°（如图1-1-8）。该晶系最高对称型 。该晶系唯一的一个高次轴——四次轴（L4）相当于纵轴（Z轴），另外两个相互垂直的二次轴（L2）或对称面的法线（若无L2或P,X、y轴平行晶棱选取）分别相当于X轴和Y轴。

该晶系的常见单形为四方柱和四方双锥。属于四方晶系的宝石矿物有锆石、金红石、锡石、方柱石和符山石等。

3六方晶系

六方晶系的晶体有四个结晶轴，其纵轴（Z轴）与其他三个水平轴（X、Y、U）不相等（长或短）；三个水平轴等长且彼此间呈120°交角，即a=b≠c,a＝β＝90°，γ＝120°（见图1-1-9）。该晶系最高对称型为 六次轴（L6）相当于纵轴（Z），三个彼此相交为120°角的L2或P的法线相当于三个水平轴。若无L2或P，则三个水平轴平行晶棱选取。

图1-1-8 四方晶系的晶体及对称特点

该晶系的常见单形为六方柱和六方双锥等。属于六方晶系的宝石矿物有磷灰石、绿柱石和蓝锥矿等。

图1-1-9 六方晶系的晶体及对称特点

4三方晶系

三方晶系与六方晶系相同，晶体有四个结晶轴，其纵轴（Z轴）与其他三个水平轴（X、Y、U）不相等（长或短）；三个水平轴等长且彼此间呈120°交角，即a=b≠c,α＝β＝90°，γ＝120°（图1-1-10）。该晶系最高对称型为 。该晶系唯一的一个高次轴——三次轴（L3）相当于纵轴（Z），三个相交成120°角的二次轴（L2）或P的法线相当于三个水平轴（X、Y、U），若无L2和P，则三个横轴平行晶棱选取。

图1-1-10 三方晶系的晶体及对称特点

三方晶系的常见单形为三方柱、三方双锥、菱面体和六方柱等（见图1-1-10）。属于三方晶系的宝石矿物有蓝宝石、红宝石、电气石、石英（水晶、紫晶、黄晶、烟晶、芙蓉石）和菱锰矿等。

5斜方晶系

斜方晶系具三个相互垂直但互不相等的结晶轴，即a≠b≠c,α＝β＝y=90°。纵轴（Z）处于直立状态，水平轴（X、Y）穿过晶体侧面（见图1-1-11）。该晶系最高对称型 。三个结晶轴分别相当于三个互相垂直的二次轴（在L22P对称型中以L2为Z轴，以两个P的法线为X、Y轴）。

常见单形为斜方柱和斜方双锥等。属于该晶系的宝石矿物有橄榄石、黄玉、黝帘石、堇青石、金绿宝石、红柱石、柱晶石、赛黄晶和顽火辉石等。

图1-1-11 斜方晶系的晶体及对称特点

6单斜晶系

单斜晶系具三个互不相等的结晶轴，Y轴垂直于X轴和Z轴，X轴斜交于包含Z轴和Y轴的平面，即a≠b≠c,a=y=90°，β＞90°（见图1-1-12）。这个晶系有时用如下方式说明，即假设一个底面为长方形的柱体，其一边被推而底面留在原地不动，即朝一个方向倾斜。该晶系最高对称型为 。唯一的一个二次轴（L2）或对称面（P）的法线相当于Y轴。

常见的单形包括斜方柱和平行双面。属于该晶系的宝玉石有翡翠（硬玉）、透辉石、软玉（透闪石）、孔雀石、正长石及锂辉石等，其中翡翠、软玉、孔雀石呈多晶集合体形式产出。

图1-1-12 单斜晶系的晶体及对称特点

7三斜晶系

三斜晶系具三个互不相等且互相斜交的结晶轴，即a≠b≠c，α≠β≠γ≠90°（见图1-1-13）。这一晶系有时用如下方式说明，即假设一个长方形底面的柱体，其一个边棱被向侧面和向后推，而底面不动时，柱体就向旁边和向后倾斜。该晶系无对称轴或对称面，只有一个对称中心（C）或L1。以不在同一平面内的三个主要晶棱的方向为X、Y、Z轴。

该晶系单形只有平行双面，一个完整的晶体至少由3组平行双面组成。属于该晶系的宝石包括斜长石、绿松石（常以多晶集合体形式产出）、蔷薇辉石和斧石等。

图1-1-13 三斜晶系的晶体及对称特点

三、常用的基本概念

（一）单形和聚形

晶体形态可以分成两种类型，即单形和聚形。

1单形

单形是指由对称要素联系起来的一组晶面的总合。换句话说，单形就是借对称型中全部对称要素的作用可以使它们相互重复的一组晶面，它们具有相同的性质。因此，在理想状态下只有同形等大的一组晶面才可能构成一个单形。根据拓扑学推导，晶体的几何形态共有47种单形，三大晶族可能出现的单形见图1-1-14。

单形可分为开形和闭形两种。闭形是指其晶面可以包围成一个封闭的空间的单形，如立方体和八面体单形；开形是指其晶面不能包围成一个封闭空间的单形，如柱类、单锥类单形和平行双面等。

2聚形

单形的聚合称为聚形。即聚形是由两个或两个以上单形组成的（见图1-1-15）。但单形的聚合不是任意的，必须是属于同一对称型的单形才能相聚。

（二）晶面符号

表征晶面空间方位的符号称为晶面符号。一般用晶面在三个（或四个）晶轴上的截距系数的倒数比来表示，常称为米氏符号。在X、Y、Z三个轴上的倒数比用h:k:l表示，h、k、l称为晶面指数，晶面指数用小括号括之就是晶面符号，记为（hkl）。例如，假设一个晶面在X、Y、Z轴上的截距分别为2a、3b、6c,2、3、6称为截距系数，其倒数比为1/2:1/3:1/6=3:2:1，那么该晶面的晶面符号就记为（321）。如果晶面与某个晶轴平行，那么它的截距系数就是∞，其倒数为0。由此可知在等轴、四方和斜方晶系中，（100）晶面表示的是垂直X轴，并与Y、Z轴平行的晶面。在这些晶系中，同样道理我们可以知道（100）、（010）、（001）晶面不但是分别垂直X、Y、Z轴的三个晶面，还可以推断这三个晶面之间也是相互垂直的（见图1-1-16）。

图1-1-14 四十七种单形

图1-1-15 立方体、菱形十二面体的聚形（a）和四方柱、四方双锥的聚形（b）

图1-1-16 晶面符号图解（a）、八面体晶面符号（b）和四方柱、平行双面晶面符号（c）

（三）单形符号

单形符号是指在一个单形中按照一定的原则选择一个晶面，用该晶面的晶面指数加上“{}”括起来，用来表征组成该单形的一组晶面的结晶学取向的符号。选择代表晶面的一般原则是选择正指数最多的晶面，同时还要遵循先前（X轴指数最大）、次右（Y轴指数次大）、后上（Z轴指数最小）的原则。例如，在等轴晶系中立方体单形由（100）（010）（001） 六个晶面组成，根据原则就应该选择（100）晶面的指数作为其单形符号的指数，即立方体的单形符号为{100}（见图1-1-17（a）。该符号就代表了由对称要素联系着的六个晶面。同理，该晶系六八面体的单形符号为{321}（图1-1-17（b）。三、六方晶系六方柱和菱面体的单形符号分别为{1010﹜和{1011}。

图1-1-17 立方体单形﹛100}（a）和六八面体单形{321﹜（b）

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。

是的

钻石zuànshí ，就是经过打磨的金刚石，又称金刚钻，矿物名称为金刚石。英文为Diamond，源于古希腊语Adamant，意思是坚硬不可侵犯的物质。

①通常指宝石级金刚石，尤指琢型宝石级金刚石，其实，钻石和金刚石在国外并无这种用词的区分，英文中均使用同一个词汇“diamond”，但国内则常把“金刚石”一词用于矿物学领域，钻石一词用于宝石学领域。但也不尽然，如“工业钻石”虽然不属于宝石学领域，只是人们已习惯于这样称呼，故在本词条中也采用之。

②宝石级钻石以无色透明为上品，但常见的多为略带微**调者。**调或褐色调愈深，品级也愈低。有一种无色透明中带一点蓝色的被称作“水火色”，却是佳品。而带深蓝、深黑、深金黄和红色、绿色者，更是少见的珍品，被称为“艳钻”或“奇珍钻石”，同一矿区的钻石带有相似的“色素”特征，以致有经验的人常可凭此认出钻石的产地。最早发明标准圆形明亮式切割的是在1914年，比利时安特卫普的钻石切割师托考夫斯基发明。判别钻石的标准被称为4C，分别是净度、颜色、切工、克拉重量。其中净度是指钻石的内含物，而不应称为瑕疵。内含物的存在正说明了钻石的天然性。当然，我们还是希望这种包裹体状的内含物越少越好，所以就有了净度的分级。即：LC、VVS、VS、SI、P级。过去人们不会琢磨钻石，只能用钻石原石作为饰品，金刚石晶体真正成为钻石,变为首饰的时代，大约在1450年。当时琢磨钻石只有17个面,1558年--1603年当政的英国女王佩戴的钻石戒,只是一个八面体钻石晶体，磨掉了一个顶尖作为戒面的。直到1919年一位住在美国的波兰人名叫塔克瓦斯墓（Tolkowsky），设计出58个翻面的钻石切割工艺，至今仍在采用，这个切工是根据钻石的折光率系数等因素而精确计算出来的，不能任意改变，否则磨出的钻石将无光彩或漏光。

晶体通常可以分为七个不同的晶系，即等轴晶系、六方晶系、四方晶系、三方晶系、斜方晶系、单斜晶系、三斜晶系。其中的等轴晶系具有各向同性，属于高级晶族。其余都具有各向异性。其中六方晶系、四方晶系、三方晶系有一个光轴属于中级晶族，斜方晶系、单斜晶系、三斜晶系有两个光轴属于低级晶族。晶体结构（晶型）是指晶体的周期性结构。固体材料可以分为晶体，准晶体和非晶体三大类，其中，晶体内部原子的排列具有周期性，外部具有规则外形，比如钻石（图）。晶体内部原子排列的具体形式一般称之为晶格，不同的晶体内部原子排列称为具有不同的晶格结构。各种晶格结构又可以归纳为七大晶系，各种晶系分别与十四种空间格子（称作布拉维晶格）相对应，在数学上又可以归结为三十二种空间点群。晶胞　能完整反映晶体内部原子或离子在三维空间分布之化学-结构特征的平行六面体单元。其中既能够保持晶体结构的对称性而体积又最小者特称“单位晶胞”，但亦常简称晶胞。