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合成金刚石文献综述1 前言金刚石，俗称钻石，在工业和宝石领域都起着重要的作用，在工业领域主要是作为超硬材料在采掘机械的钻头、切割机的刀具、磨具等，宝石用途主要是作为主镶宝石和陪镶宝石。
随着天然金刚石的日渐稀少，人工合成金刚石成为世界各国晶体学研究的重要对象。
在目前的资料中，金刚石具有最大的原子密度（176atoms/nm3），最大可能的单位原子共价键数目，极强的原子键能（7.6eV），这些为金刚石的特殊性质提供了基础。
金刚石是等轴晶系，立方晶胞，它的晶胞特点使得金刚石成为一种极限功能材料：最高硬度（10400kg/mm2），最高热导率（常温下20W/cm.K），最高传声速度（18.2km/s），最宽透光波段，抗强酸强碱腐蚀，抗辐射，击穿电压高，介电常数小，载流子迁移率大，绝大部分金刚石既是电的绝缘体，又是热的良导体，而掺杂后又可成为卓越的P型或N 型半导体。
金刚石在常温下抗所有酸、碱的腐蚀，即便是在高温下也抗所有酸的腐蚀。
在现代社会中，金刚石被广泛的应用到工业、科技、国防、医疗卫生等很多领域当中[1]。
2 正文2.1金刚石的合成理论金刚石的化学组分为碳，它和石墨同为碳的同质异象体，因此，合成金刚石的原理就是借助于金刚石组分为纯碳的特点，设法将石墨在一定条件下转化为金刚石。
目前人工合成金刚石的主要理论有三种，分别为：溶剂论、催溶论和固相转化论[3]。
其中，溶剂论认为，在金刚石热力学稳定的高温高压条件下，在有触媒（比如金属）存在时，非金刚石型碳（比如石墨）溶解于熔融的金属中而形成一般意义上的化学溶液。
当相对于金刚石的溶解度达到过饱和时，金刚石就会从溶液中成核晶出。
无触媒存在时，则认为是在更高的压力和温度下，石墨熔化解体，温度降低时熔体冷凝而得到金刚石。
总之，无论什么条件下。
金刚石形成的前提是石墨的解体。
有触媒存在时金刚石形成的历程可表示为金刚石是在这中胶体溶液过饱和的情况下析出结晶而成；催化论的核心观点认为，高温高压下，熔融的金属仅仅能溶解碳还不够，还必须具有如下作用：或者是金属的原子有吸引石墨原子的电子，从而使其具有形成碳的正离子的能力，或者是金属的晶格可作为金刚石晶体的结晶基底，从而大大降低金刚石的晶出能量。
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟金刚石(Diamond)C【化学组成】成分中可含有N、B、Si、Al、Na、Ba、Fe、Cr、Ti、Ca、Mg、Mn 等元素。
其中N、B 最为重要，是目前金刚石分类的基本依据。
首先根据是否含N 分为两类：一是含N 者为Ⅰ型，Ⅰ型又据N 的存在形式进一步分为Ⅰa 型和Ⅰb 型。
Ⅰa 型中N 含量大于0.1%，以细小片状的形式存在，增强了金刚石的硬度、导热性、导电性。
天然金刚石中98%为Ⅰa 型。
Ⅰb 型中N 含量很小，N 以单个原子置换金刚石中的C，Ⅰb 型绝大多数见于人造金刚石中，而仅占天然金刚石的1%左右。
二是不含N 或含量极微(＜0.001%)，又根据是否含B 进一步分为Ⅱa 型和Ⅱb 型。
Ⅱa 型一般不含B。
天然的金刚石中Ⅱa 型含量很小。
具良好的导热性是Ⅱa金刚石的特性。
Ⅱb 型含B 杂质元素，往往呈天蓝色，具半导体性能，Ⅱb 型金刚石在自然界中也罕见。
此外，还可出现混合型金刚石，即同一颗粒金刚石内，氮的分布不均匀，既有Ⅰ型区，又有Ⅱ型区；或既有Ⅰa 型区，又有Ⅰb 型区。
【晶体结构】等轴晶系；；a0=0.356nm;Z=8。
在金刚石的晶体结构(图Z-5)中C 分布于立方晶胞的8 个角顶和6 个面中心,在将晶胞平均分为8 个小立方体时，其中的4 个相间的小立方体中心分布有C(图Z-5(a))。
金刚石结构中的C 以共价键与周围的另外4 个C 相连,键角109°28′16″，形成四面体配位(图Z-5(b))。
金刚石具有紧密的结构，原子间以强共价键相连，这些特征造成了它具有高硬度、高熔点、不导电的特性。
由于结构在{111}方向上原子的面网密度大，其间距也大，故产生{111}中等解理。
图Z-5 金刚石的晶体结构(引自潘兆橹等，1993)。
金刚石(钻石)及钻石饰品检测目录：【内容提要】从金刚石的晶体构造和晶体形态类型，和金刚石的物理、化学参数、晶体蚀象、包体成份、切工后的特点等，论述了金刚石的形成和金刚石（钻石）鉴定方式，例举了与金刚石（钻石）相似宝石的区分。
一、金刚石的晶体构造及形态类型金刚石晶体构造金刚石属高级晶族矿物，对称型为3L44L366L29PC，依照对称型的特点分析，应有六面体(6)、八面体(8)、菱形十二面体(12)、三角三八面体(24)、四角三八面体(24)、四六面体(24)、六八面体(48)7种单形和由单形组成的聚形显现，在金伯利岩中还显现了一种较低对称型为3L344L36P的六四面体(24)单形(图1)。
晶体构造按布拉维空间格子为两个立方面心格子的平行叠列体(图2)。
晶体魄架由四面体组成的立方面心结构，每一个四面体中心与四顶角的碳原子以共价键紧密相连，由于共价键具饱和性和定向性，因此结合得十分坚硬、紧密。
金刚石晶体构造常数-化学成份：C；晶系：等轴晶系；对称型3L44L366L29PC；空间群O7h=Fd3m Z=8；单位晶胞：a=。
金刚石晶体形态类型金伯利岩、钾镁煌斑岩中金刚石晶体形态分为单晶、连晶两类，单晶约占60%。
按晶体形态划分为平面晶体、曲面晶体、平面-曲面晶体。
连晶约占40%，按晶体连生方式划分为双晶连晶、晶体连生。
单晶平面晶体平面晶体是一种未经熔蚀的晶体，依照布拉维法那么：晶面应该是网密度较大的面网组成，因此金伯利岩、钾镁煌斑岩中金刚石的标准晶形是平面八面体，但由于岩浆物理、化学条件的改变，会显现(111)晶面生长不一致性，因此组成不同晶体形态。
平面晶体在岩筒中约占总含量70%，岩脉中约占总含量20%。
(1)平面八面体：是内成稳固时期金刚石相、膨胀时期金刚石相的大体结晶形态。
金伯利岩中所保留的平面八面体金刚石，都是膨胀时期金刚石相的结晶产物。
平面八面体由面平、棱直的八个面组成，晶体面角为109°28'14"，和70°31'46"，晶面有三角形、四边形、五边形、六边形，内角为60°或120°，由于增加补充晶棱，使八面体晶形有18种形态，例举4种如图3。
引言：金刚石（Diamond）是一种自然界中最坚硬的物质，因其在工业和科学领域的广泛应用而备受关注。
本文将通过对金刚石的深入调研，介绍其产地、特性、制备方法以及应用领域，并探讨其未来发展的前景。
概述：金刚石是由碳元素组成的晶体，其具有非常高的硬度、热导性和化学稳定性。
它通常以六方晶系存在，晶体结构稳定且不易受外界作用而改变。
由于其独特的性质，金刚石被广泛应用于工业和科学领域。
正文内容：1.金刚石的产地1.1.自然金刚石的产地1.2.合成金刚石的产地1.3.其他形式的金刚石的产地2.金刚石的特性2.1.坚硬性2.2.热导性2.3.化学稳定性2.4.光学特性2.5.电子特性3.金刚石的制备方法3.1.自然金刚石的提取和加工3.2.合成金刚石的制备方法3.3.其他形式的金刚石的制备方法4.金刚石的应用领域4.1.工业领域4.1.1.切割和磨削工具4.1.2.金刚石膜4.1.3.其他工业用途4.2.科学研究领域4.2.1.实验室仪器4.2.2.高压高温实验4.2.3.光学器件4.3.珠宝领域4.3.1.黄金刚钻石4.3.2.彩钻4.3.3.人造钻石4.4.医疗领域4.4.1.金刚石刀片4.4.2.医用注射器4.4.3.其他医疗设备4.5.能源领域4.5.1.太阳能电池4.5.2.电池隔膜4.5.3.能源传输总结：金刚石作为一种重要的工业材料，具有独特的特性和广泛的应用领域。
它的产地包括自然产地和合成产地，制备方法多种多样。
金刚石被广泛应用于工业、科学、珠宝、医疗和能源等领域，并在新能源技术、医疗设备和材料科学等领域展示了巨大的发展潜力。
随着技术的不断进步和创新，金刚石的应用前景将进一步扩大。
合成金刚石文献综述1 前言金刚石，俗称钻石，在工业和宝石领域都起着重要的作用，在工业领域主要是作为超硬材料在采掘机械的钻头、切割机的刀具、磨具等，宝石用途主要是作为主镶宝石和陪镶宝石。
随着天然金刚石的日渐稀少，人工合成金刚石成为世界各国晶体学研究的重要对象。
在目前的资料中，金刚石具有最大的原子密度（176atoms/nm3），最大可能的单位原子共价键数目，极强的原子键能（7.6eV），这些为金刚石的特殊性质提供了基础。
金刚石是等轴晶系，立方晶胞，它的晶胞特点使得金刚石成为一种极限功能材料：最高硬度（10400kg/mm2），最高热导率（常温下20W/cm.K），最高传声速度（18.2km/s），最宽透光波段，抗强酸强碱腐蚀，抗辐射，击穿电压高，介电常数小，载流子迁移率大，绝大部分金刚石既是电的绝缘体，又是热的良导体，而掺杂后又可成为卓越的P型或N 型半导体。
金刚石在常温下抗所有酸、碱的腐蚀，即便是在高温下也抗所有酸的腐蚀。
在现代社会中，金刚石被广泛的应用到工业、科技、国防、医疗卫生等很多领域当中[1]。
2 正文2.1金刚石的合成理论金刚石的化学组分为碳，它和石墨同为碳的同质异象体，因此，合成金刚石的原理就是借助于金刚石组分为纯碳的特点，设法将石墨在一定条件下转化为金刚石。
目前人工合成金刚石的主要理论有三种，分别为：溶剂论、催溶论和固相转化论[3]。
其中，溶剂论认为，在金刚石热力学稳定的高温高压条件下，在有触媒（比如金属）存在时，非金刚石型碳（比如石墨）溶解于熔融的金属中而形成一般意义上的化学溶液。
当相对于金刚石的溶解度达到过饱和时，金刚石就会从溶液中成核晶出。
无触媒存在时，则认为是在更高的压力和温度下，石墨熔化解体，温度降低时熔体冷凝而得到金刚石。
总之，无论什么条件下。
金刚石形成的前提是石墨的解体。
有触媒存在时金刚石形成的历程可表示为金刚石是在这中胶体溶液过饱和的情况下析出结晶而成；催化论的核心观点认为，高温高压下，熔融的金属仅仅能溶解碳还不够，还必须具有如下作用：或者是金属的原子有吸引石墨原子的电子，从而使其具有形成碳的正离子的能力，或者是金属的晶格可作为金刚石晶体的结晶基底，从而大大降低金刚石的晶出能量。
金刚石调研报告金刚石俗称“金刚钻”。
也就是我们常说的钻石，它是一种由纯碳组成的矿物。
金刚石是自然界中最坚硬的物质，有天然和人造两类。
碳可以在高温、高压下形成金刚石。
金刚石有各种颜色，从无色到黑色都有，以无色的为特佳。
它们可以是透明的，也可以是半透明或不透明。
多数金刚石大多带些黄色。
金刚石的折射率非常高，色散性能也很强，这就是金刚石为什么会反射出五彩缤纷闪光的原因。
金刚石在X射线照射下会发出蓝绿色荧光。
金刚石仅产出于金伯利岩筒中。
金伯利岩是它们的原生地岩石，其他地方的金刚石都是被河流、冰川等搬运过去的。
金刚石一般为粒状。
如果将金刚石加热到1000℃时，它会缓慢地变成石墨。
在钻石晶体中，碳原子按四面体成键方式互相连接，组成无限的三维骨架，是典型的原子晶体。
每个碳原子都以SP3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键，构成正四面体。
由于钻石中的C-C键很强，所以所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以钻石不仅硬度大，熔点极高，而且不导电。
一、金刚石物理、化学性质1.化学成分：C。
常含有Cr、Mn、Ti、Mg、Al、Ca、Si、N、B等。
2.颜色：常见的为浅黄色、浅黄褐色、浅黄绿色、褐色，无色(浅黄白、白、优白)占有一定数量，玫瑰色、粉红色、浅蓝色、绿色、黑色、茶色十分稀少。
3.透明度：无色及浅色金刚石均成透明状，在无色中的白、优白金刚石测定透过率达95%以上，深色金刚石及具毛玻璃蚀象的透明度减弱呈现半透明状，当金刚石中包体含量增加亦影响透明度。
4.硬度：摩氏硬度10，新摩氏硬度15，显微硬度10000kg/mm2，显微硬度比石英高1000倍，比刚玉高150倍。
金刚石硬度具有方向性，八面体晶面硬度大于菱形十二面体晶面硬度，菱形十二面体晶面硬度大于六面体晶面硬度。
5.密度：金刚石密度与金刚石晶体中的包含物密切相关，无色透明质纯的金刚石密度为3.52g/cm3，当具有包含物时密度为3.44~3.53g/cm3。
金刚石分类研究与鉴定方法金刚石作为一种重要的宝石和工业材料，其分类和鉴定一直是研究者和鉴定师们关注的热点问题。
本文将深度探讨金刚石的分类研究与鉴定方法，带您了解金刚石的独特特性和鉴定技术的发展。
一、金刚石的分类1. 目前，金刚石的分类主要基于其产地、颜色和结构等特征。
其中，产地是最常用的分类依据之一，因为不同产地的金刚石在地质成因和形成过程中会受到不同的影响，导致其物理和化学性质存在一定的差异。
非洲产的金刚石多为黄色或棕色，而澳大利亚产的金刚石则呈现出灰色或蓝色。
2. 颜色也是金刚石分类的重要指标之一。
尽管金刚石以无色透明为最理想的品质，但天然金刚石中常常会含有其他杂质导致其呈现出不同的颜色。
根据颜色的不同，金刚石可以分为白色、黄色、棕色、蓝色、绿色、粉红色等多种类型。
3. 金刚石的结构特征也被广泛应用于其分类。
根据晶格结构的异同，金刚石可以分为两种主要类型：普通型Ia和纯型IIa。
其中，普通型Ia 金刚石中含有杂质，而纯型IIa金刚石则较为罕见且净度较高。
二、金刚石的鉴定方法1. 目视观察法：通过肉眼观察金刚石的外观特征，如颜色、透明度、形状、切割工艺等进行初步判断。
然而，由于人眼对细微差别的敏感度有限，该方法的准确性有限。
2. 大气热导率法：通过测量金刚石的热导率来进行鉴定。
由于金刚石具有极高的热导率，远高于大多数其他矿物和宝石，因此该方法能够较为可靠地鉴别金刚石。
3. X射线衍射法：利用X射线对金刚石样品进行衍射分析，以确定其晶体结构和组分。
这种方法准确可靠，可以鉴别不同结构类型的金刚石，并检测出杂质元素。
4. 瑞利散射法：通过测量金刚石样品在不同波长下的散射光谱，以确定其物理性质和组分。
此方法可用于鉴定纯型IIa金刚石和普通型Ia 金刚石。
5. 荧光观察法：金刚石在紫外光照射下会发出荧光，这种荧光的颜色与金刚石的组分和杂质有关。
通过观察和分析荧光的特征，可以进行金刚石的初步鉴定。
6. Raman光谱法：利用Raman光谱技术可对金刚石进行准确的组分和结构分析。
