金剛石定義：

金剛石俗稱“金剛鉆”。也就是我們常說的鉆石的原身，它是一種由碳元素組成的礦物，是碳元素的同素異形體。金剛石是目前在地球上發(fā)現(xiàn)的眾多天然存在中*堅硬的物質(zhì)。金剛石的用途非常廣泛，例如：工藝品、工業(yè)中的切割工具。石墨可以在高溫、高壓下形成人造金剛石，也是貴重寶石。

金剛石分類：

石墨

金剛石和石墨不是同種物質(zhì)，它們是由相同元素構(gòu)成的同素異型體。 所不同的是物理結(jié)構(gòu)特征。

二者的化學(xué)式都是C。

石墨原子間構(gòu)成正六邊形是平面結(jié)構(gòu)，呈片狀。

金剛石原子間是立體的正四面體結(jié)構(gòu)。

金剛石和石墨的熔點(diǎn)比較

金剛石的熔點(diǎn)是3550℃，石墨的熔點(diǎn)是3652℃～3697℃(升華)。石墨熔點(diǎn)高于金剛石。

從片層內(nèi)部來看，石墨是原子晶體;從片層之間來看，石墨是分子晶體(總體說來，石墨應(yīng)該是混合型晶體);而金剛石是原子晶體。石墨晶體的熔點(diǎn)反而高于金剛石，似乎不可思議，但石墨晶體片層內(nèi)共價鍵的鍵長是1.42×10-10m，金剛石晶體內(nèi)共價鍵的鍵長是1.55×10-10m。同為共價鍵，鍵長越小，鍵能越大，鍵越牢固，破壞它也就越難，也就需要提供更多的能量，故而熔點(diǎn)應(yīng)該更高。 (主要就是石墨的原子晶體屬性導(dǎo)致它的熔點(diǎn)變高)

人造石

人工合成金剛石的方法主要有兩種，高溫高壓法及化學(xué)氣相沉積法。

高溫高壓法技術(shù)已非常成熟，并形成產(chǎn)業(yè)。國內(nèi)產(chǎn)量極高，為世界之*。

化學(xué)氣相沉積法仍主要存在于實驗室中。

二氧化碳逆轉(zhuǎn)變成金剛石： 國內(nèi)一家單位曾宣稱在440度的低溫下即可實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變，然而相關(guān)論文一經(jīng)發(fā)表即遭到他國相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜业膹?qiáng)烈質(zhì)疑，而且論文存在一稿多投的現(xiàn)象，文中數(shù)據(jù)也有嚴(yán)重不妥。雖然相關(guān)人員在相關(guān)學(xué)術(shù)刊物中進(jìn)行了答疑，此科研成果還是被質(zhì)疑是國內(nèi)科研造假又一案例。但是*終不了了之。

納米金剛石

納米材料的出現(xiàn)引起世界各國物理學(xué)家、化學(xué)家、材料學(xué)家及工程界、產(chǎn)業(yè)界廣泛注意的新材料。本文對納米材料的通性、金剛石的基本性質(zhì)、納米金剛石的性質(zhì)與應(yīng)用前景、燒結(jié)型納米PCD的聚結(jié)機(jī)理及性質(zhì)進(jìn)行闡述，提示了納米金剛石聚晶具有金剛石的納米材料的雙重特性，提出了制造納米金剛石聚晶的可能性。

納米材料，具的1—100nm的納米尺寸結(jié)構(gòu)，正是由于這種結(jié)構(gòu)，使得它具有單個分子和體相材料之間的特殊性。這些年來，人們對納米材料的研究已經(jīng)滲透到許多研究領(lǐng)域。由于其所具有的特殊結(jié)構(gòu)和性質(zhì)以及廣闊的應(yīng)用前景越來越受到人們的廣泛關(guān)注。納米結(jié)構(gòu)材料的研究已成為跨世紀(jì)材料學(xué)的研究熱點(diǎn)，這種材料被譽(yù)為：“21世紀(jì)*有前途的功能材料”。

納米材料的性質(zhì)——納米物質(zhì)之所以表現(xiàn)出這些奇異的性能，主要是由于物質(zhì)進(jìn)入納米尺度后表現(xiàn)出了一些宏觀物質(zhì)不具備或在宏觀物質(zhì)中可忽略的物理效應(yīng)。根據(jù)人們對納米顆粒的研究，這些效應(yīng)主要有表面效應(yīng)，量子尺寸效應(yīng)，小尺寸效應(yīng)，宏觀量子隧道效應(yīng)等。