金刚石的主要力学性质 和金刚石的热性能是什么

金刚石矿物晶体构造属等轴晶系同极键四面体型构造.碳原子位于四面体的角顶及中心,具有高度的对称性.单位晶胞中碳原子间以同极键相连结,距离为1.54?(10-10m）.常见晶形有八面体、菱形十二面体、立方体、四面体和六八面体等.
金刚石的热导率一般为136.16w/（m·k）,其中Ⅱa型金刚石热导率极高,在液氮温度下为铜的25倍,并随温度的升高而急剧下降,如在室温时为铜的5倍；比热容随温度上升而增加,如在-106℃时为399.84J/（kg·k）,107℃时为472.27J/（kg·k）；热膨胀系数极小,随温度上升而增高,如在-38.8℃时为0,0℃时为5.6×10-7；在纯氧中燃点为720～800℃,在空气中为850-1 000℃,在绝氧下2 000-3 000℃转变为石墨.
金刚石化学性质稳定,具有耐酸性和耐碱性,高温下不与浓HF、HCl、HNO3作用,只在Na2CO3、NaNO3、KNO3的熔融体中,或与K2Cr2O7和H2SO4的混合物一起煮沸时,表面会稍有氧化；在O、CO、CO2、H、Cl、H2O、CH4的高温气体中腐蚀.
知道了金刚石的成分是碳,仍然不能解释金刚石为什么有那样大的硬度.例如,制造铅笔芯的材料是石墨,成分也是碳,然而石墨却是一种比人的指甲还要软的矿物.金刚石和石墨这两种矿物为什么会如此不同?这个问题,是在1913年才由英国的物理学家威廉·布拉格和他的儿子做出回答.布拉格父子用X射线观察金刚石,研究金刚石晶体内原子的排列方式.他们发现,在金刚石晶体内部,每一个碳原子都与周围的4个碳原子紧密结合,形成一种致密的三维结构.这是一种在其他矿物中都未曾见到过的特殊结构.而且,这种致密的结构,使得金刚石的密度为每立方厘米约3.5克,大约是石墨密度的1.5倍.正是这种致密的结构,使得金刚石具有最大的硬度.换句话说,金刚石是碳原子被挤压而形成的一种矿物.
金刚石是碳在高温高压条件下的结晶体,是自然界最硬的矿物.其名称来源于希腊文“Adamas”,意为坚硬无敌.金刚石是一种稀有、贵重的非金属矿产,在国民经济中具有重要的作用.金刚石按用途分为两类：质优粒大可用作装饰品的称宝石级金刚石,质差粒细用于工业的称工业用金刚石.宝石级金刚石,又称钻石,光泽灿烂,晶莹剔透,被誉为“宝石之王”,价值昂贵,是世界公认的第一货品,其占有程度和消费水平往往被视为是衡量个人和国家经济富裕程度的标志.达不到宝石级的金刚石（工业用金刚石）,以其超硬性广泛用于机电、光学、建筑、交通、冶金、地勘、国防等工业领域和现代高、新技术领域.金刚石按所含微量元素可分为Ⅰ型金刚石和Ⅱ型金刚石两个类型.Ⅰ型金刚石多为常见的普通金刚石.Ⅱ型金刚石比较罕见,仅占金刚石总量的1%～2%.Ⅱ型金刚石因常具有良好的导热性、解理性和半导体性等,多用于空间技术和尖端工业.具微蓝色彩的优质大粒Ⅱ型金刚石视为钻石中之珍品,如重3 106ct（Carat,克拉）世界著名的“库利南”钻石,即属此类.