金刚石的构造及用途

金刚石由于其产量极少，色泽优美，质地坚硬，被视为豪华富贵的饰物。再加上金刚石的硬度，是所有物质中最硬的，所以科学家们对金刚石的研究着了迷。一直想弄清它的成分。

据说，2000 多年以前印度最先发现金刚石，当时有人认为它是由水、火、气、土、能五种基本“元素”组成。到公元 5 世纪，希腊发现金刚石，则认为由水、土、火、气四种“元素”组成。俄国的罗蒙诺索夫曾解释金刚石的硬度是“由紧密联系的质点组合而成的”。有些古代科学家因为说不清金刚石的成份，甚至异想天开提出，由“金刚土”构成。

1649 年，意大利佛罗伦萨科学院的院士们为了研究红宝石和金刚石受热后的稳定程度，把两者同置于一个加热容器中燃烧，当“白炽化”时，红宝石毫无变化，而金刚石却不见了。但当时这些院士们说不出其究竟来。

1779 年，又有几位意大利科学家用凸透镜在太阳光下聚焦到金刚石上， 不一会儿，金刚石化作一缕黑烟，只留下一点黑灰。这件事，轰动了科学界， 认为这是不可思议的发现，并引起各方的争论。

过了 25 年以后，英国的钱南作了一次关键性的实验，他将一颗纯净的已知重量的金刚石放在一个充满氧气的金质密封筒中任其充分燃烧完毕，得到二氧化碳气体。据此，钱南果断地说：“金刚石是由碳组成的，只不过这种碳比煤炭（或石墨）要纯净得多。”为了进一步证明，他又测定了 CO2 中碳的重量，不多不少，与原来金刚石的重量相等。

后来，法国化学家摩尔沃又从钱南的实验中得到启发，将一颗金刚石通过实验手段转变成石墨。金刚石是碳组成的结论也就确切无疑了。

金刚石除特别坚硬外，其他的物理性质尚有：纯净者应是无色透明，含杂质者则为蓝、黄、褐、黑诸色。标准的金刚光泽，再加上强烈的色散性， 所以光华璀灿，令人爱不释手，特别是经过白天自然光的长期照射以后，到了夜晚的月光底下，能发出蓝色的光芒，所以人们称它为“夜明珠”。其比重在 3.50～3.52 之间，在大多数溶剂中都不能溶解。

工业上利用金刚石的特硬性质，用于钻头最为普遍。例如，在地质用的钻头上，镶嵌上两排 6—12 颗（每颗重 3 克拉就够了）金刚石，任何坚硬的岩石都能飞速地钻进去，比用一般硬质合金的钻头可以大大提高工作效率。如镶嵌在车床的合金刀具上，锋利无比，作为高硬切割材料。

在金刚石上钻一小孔，能制成拉丝模，如钨通过它的小孔，可拉成又长又细的钨丝。凡电视机、收音机、电子计算机中所用的金属细丝，都是通过金刚石小孔拉成细丝的。

利用金刚石制作轴承，使用寿命更长，精密度也大大提高。所以高级仪器、机械的轴都利用金刚石制轴承，最为理想。

此外，在原子能工业上的高温半导体、国防工业上的红外光谱仪等尖端产品的原料都离不开金刚石。

由于金刚石在工业用途上十分广泛，而天然金刚石的产量非常少，自3000 年前开始采掘淘洗，至今仅产 330 多吨。于是科学家设法制造人工产品， 但是人造金刚石的颗粒极小，不及天然的大，工业上应用也受到一定程度的限制，作为名贵的首饰更不能代替，所以地质队找寻金刚石的任务并未结束。