什么是金剛石?

什么是原生金剛石?
原生金剛石是在地下深外處(130—180Km)高溫(900—1300℃)高壓(45—60)×108Pa下結(jié)晶而成的，它們儲(chǔ)存在金伯利巖或榴輝巖中，其形成年代相當(dāng)久遠(yuǎn)。南非金伯利礦，橄欖巖型鉆石約形成于距今33億年前，這個(gè)年齡幾乎與地球同歲；而奧大利亞阿蓋爾礦、博茨瓦納奧拉伯礦，榴輝巖型的鉆石雖說(shuō)年輕，也分別已有15.8億年和9.9億年了。藏于如此大的地下深處達(dá)億萬(wàn)年之久的鉆石晶體要重見(jiàn)天日，得有助于火山噴發(fā)，熔巖流將含有鉆石的巖漿帶入至地球近地表處，或長(zhǎng)途遷徒淀于河流沙土之中。前者形成的是原生管狀礦，后者形成的則為沖積礦。這些礦體歷經(jīng)艱辛開(kāi)采后，還需經(jīng)過(guò)多道處理遴選，才可從中獲怪毛坯金剛石。毛坯金剛石中僅有20%左右可作首飾用途的鉆坯，而大部分只能用于切割、研磨及拋光等工業(yè)用途上。有人曾粗略地估算過(guò)，要得到1ct重的鉆石，起碼要開(kāi)采處理250噸礦石，采獲率是相當(dāng)?shù)偷�；如果想從成品鉆中挑選出美鉆，那兩者的比率更是十分懸殊的了。？

已知現(xiàn)今世界上只有三十余個(gè)國(guó)家和地區(qū)產(chǎn)鉆石，且分布極不均勻，主要集中在澳洲、非洲，次為亞洲和南美洲。其中澳大利亞、扎伊爾、博茨瓦納、前蘇聯(lián)和南非為世界上五大鉆石生產(chǎn)國(guó)，占全球鉆坯供應(yīng)量八成有多。

我國(guó)鉆礦開(kāi)發(fā)雖有著較長(zhǎng)歷史，清道光年間湘西桃源、常德一帶、山東郯城區(qū)都先后發(fā)現(xiàn)過(guò)鉆石。20世紀(jì)中葉湖南還找到過(guò)鉆石砂礦。然而，鉆石原生礦床60—70年代僅在遼寧瓦房店、山東蒙陰和貴州東部地區(qū)發(fā)現(xiàn)。？

物以稀為貴。綜觀當(dāng)今世界，鉆石分布范圍小，產(chǎn)量低。加之開(kāi)采困難，自然鉆石就更顯彌足珍貴了。一顆鉆石，從孕育于地殼巖漿之中至佩戴于您的手上，輾轉(zhuǎn)周游萬(wàn)里，途經(jīng)數(shù)百人之手，個(gè)中開(kāi)采、加工艱辛復(fù)雜，做成精致的飾品更是藝術(shù)的創(chuàng)造，最后又經(jīng)您慧眼上識(shí)，佩戴，才再度炫耀于世，因此，這是一種何等奇特的福緣!

什么是人造金剛石




鉆石由金剛石加工琢磨而成，是珠寶中的貴族，它通明剔透，散發(fā)著清冷高貴的光輝，頗有“出淤泥而不染”的氣質(zhì)。天然金剛石的形成和發(fā)現(xiàn)極為不易，它是碳在地球深部高溫高壓的特殊條件下歷經(jīng)億萬(wàn)年的“苦修”轉(zhuǎn)化而成的，由于地殼的運(yùn)動(dòng)，它們從地球的深處來(lái)到地表，蘊(yùn)藏在金伯利巖中，從而被人類(lèi)發(fā)現(xiàn)和開(kāi)采。

金剛石不僅可以加工成價(jià)值連城的珠寶，在工業(yè)中也大有可為。它硬度高、耐磨性好，可廣泛用于切削、磨削、鉆探；由于導(dǎo)熱率高、電絕緣性好，可作為半導(dǎo)體裝置的散熱板；它有優(yōu)良的透光性和耐腐蝕性，在電子工業(yè)中也得到廣泛應(yīng)用。18世紀(jì)末，人們發(fā)現(xiàn)身價(jià)高貴的金剛石竟然是碳的一種同素異形體，從此，制備人造金剛石就成為了許多科學(xué)家的光榮與夢(mèng)想。

一個(gè)世紀(jì)以后，石墨 ——碳的另一種單質(zhì)形式被發(fā)現(xiàn)了，人們便嘗試模擬自然過(guò)程，讓石墨在超高溫高壓的環(huán)境下轉(zhuǎn)變成金剛石。為了縮短反應(yīng)時(shí)間，需要2 000 ℃高溫和5.5萬(wàn)個(gè)大氣壓的特殊條件。

1955年，美國(guó)通用電氣公司專(zhuān)門(mén)制造了高溫高壓靜電設(shè)備，得到世界上第一批工業(yè)用人造金剛石小晶體，從而開(kāi)創(chuàng)了工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)人造金剛石磨料的先河，現(xiàn)在他們的年產(chǎn)量在20噸左右；不久，杜邦公司發(fā)明了爆炸法，利用瞬時(shí)爆炸產(chǎn)生的高壓和急劇升溫，也獲得了幾毫米大小的人造金剛石。

金剛石薄膜的性能稍遜于金剛石顆粒，在密度和硬度上都要低一些。即便如此，它的耐磨性也是數(shù)一數(shù)二，僅5微米厚的薄膜，壽命也比硬質(zhì)合金鋼長(zhǎng)10倍以上。我們知道，唱片的唱針在微小的接觸面上要經(jīng)受極大的壓力，同時(shí)要求極長(zhǎng)的耐磨壽命，只要在針尖上沉積上一層金剛石薄膜，它就可以輕松上陣了。如果在塑料、玻璃的外面用金剛石薄膜做耐磨涂層，可以大大擴(kuò)展其用途，開(kāi)發(fā)性能優(yōu)越又經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品。

更重要的是，薄膜的出現(xiàn)使金石的應(yīng)用突破了只能作為切削工具的樊籬，使其優(yōu)異的熱、電、聲、光性能得以充分發(fā)揮。目前，金剛石薄膜已應(yīng)用在半導(dǎo)體電子裝置、光學(xué)聲學(xué)裝置、壓力加工和切削加工工具等方面，其發(fā)展速度驚人，在高科技領(lǐng)域更加誘人。