金刚石的性质

金刚石矿床按成因可分为原生矿床与次生矿床（砂矿床）两大类。原生矿床又可分为金伯利岩型与钾镁煌斑岩型。砂矿床又可分为河流冲积砂矿、海滨砂矿、残积砂矿、坡积砂矿等，其中最主要的是河流冲击砂矿和海滨砂矿。金刚石原生矿主要产于金伯利岩和钾镁煌斑岩中。金伯利岩的矿物组成有：橄榄石、镁铝榴石、金云母、铬铁矿、铬透辉石、钛铁矿、钙铁矿、磷灰石、碳硅石等。次生交代矿物有：磁铁矿、蛇纹石、绿泥石、方解石等。金伯利岩的构造主要为块状或碎屑状。岩石的密度：一般为2.40~2.75g/cm3。岩石的硬度：一般为2~7(莫氏硬度)。岩石中重矿物（密度大于3.5g/cm3）含量约占1%，即金伯利岩石中约99%的矿物的密度小于金刚石。表5金刚石的性质类别性质性质描述矿物成分化学组成C,是碳在高温高压下的结晶体Si,Mg,Al,Ca,Ti,Fe等，总含量约0.001~4.8%矿物晶体构造等轴晶系。单位晶胞中，C原子具有高度的对称性。C原子位于四面体的角顶及中心。C—C原子间为共晶体价键，配位数为4，键间夹角为109028‘，C原子间距为1.54×10-10m，晶胞参数为3.56×10-10m常见晶形八面体和菱形十二面体以及其聚形为主力学性质硬度莫氏硬度为10，显微硬度为98654.9MPa(10060kg/mm2)脆性较脆，在不大的冲动力下会沿晶形解理面裂开密度质纯、结晶完好的为3520kg/m3，一般为3470~3560kg/m3解理具有平行八面体的中等或完全解理，平行十二面体的不完全解理断口贝壳状或参差状光学性质颜色纯净者为无色透明，但较少见。多数呈不同颜色，如黄、绿、棕、黑色等光泽金刚光泽，少数呈油脂光泽、金属光泽折光率2.40~2.48。其中对黄光2.417，对红光2.402，对绿色2.427，对紫光2.465透明度纯净者透明，一般为透明、半透明、不透明异常干涉色等轴晶系矿物在正交偏光镜下的干涉色应为黑色，但很多金刚石呈异常干涉色，如灰色、黄色、粉红色、褐色等发光性在阴极射线下发鲜明的绿、天蓝、蓝色荧光，在X射线下发中等或微弱的天蓝色荧光，在紫外线下发鲜明或中等的天蓝、紫、黄绿色荧光，在日光曝晒后至暗室内发淡青蓝色磷光热学性质热导率一般为138.16W/(m·K)。但Ⅱa型金刚石的热导率特别高，在液氮温度下为铜的25倍，并随温度的升高而急剧下降。如：室温时为铜的5倍，200℃时为铜的3倍比热容随温度的升高而增大。如：-106℃时为399.84J/(kg·k)，107℃时为472.27J//(kg·k)，247℃时为1266.93J/(kg·k)热膨胀性低温时热膨胀系数极小，随温度的升高，热膨胀系数迅速增大。如-38.8℃时线膨胀系数近于0，0℃时为5.6×10-7,30℃时为9.97×10-7,50℃时为12.86×10-7耐热性在纯氧中燃点为720~800℃，在空气中为850~1000℃，在纯氧下2000~3000℃转化为石墨磁电性质磁性纯净者非磁性。某些情况下由于含有磁性包裹体而显示一定磁性相对介电常数15℃时为16~16.5电导率一般情况下是电的不良导体。电导率为0.211×10-12~0.309×10-11s/m。随温度的升高，电导率有所增大。Ⅱb型金刚石具有良好的半导体性能，属P型半导体摩擦电性与玻璃、硬橡胶、有机玻璃表面摩擦时产生摩擦电荷表面性质亲油疏水性新鲜表面具有较强的亲油疏水性，其润湿接触角为800~1200化学性质化学稳定性耐酸耐碱，化学性质稳定。高温下不与浓HF、HCl、HNO3发生反应，只有在Na2CO3、Na2NO3、KNO3的熔融体中，或与K2Cr2O7和H2SO4的混合物一起煮沸时，表面才稍有氧化