金刚石的性质.docVIP

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 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3520 kg/m3，一般为3470~3560 kg/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