钻石和石墨均是由碳元素组成，为何石墨软而钻 钻石和石墨哪个更稳定

提到钻石，大家便会联想起绚丽多彩、闪动闪耀的场景，它随着拥有者活动而光芒四射。但因它昂贵价钱，多数人只能望而却步。即便如此，人们对钻石还是很憧憬的。 你了解钻石是什么吗？它成分是碳（C），天然的钻石是由金刚石经过揣摩后才能称之谓“钻石”。天然的钻石是非常稀少的，物稀为贵，正因为能做“钻石“用的天然金刚石很少见，大家就想“人造“金刚石代替它，这便自然地想起了金刚石的“双生“哥们——石墨了。 金刚石和石墨的成分都是碳（C），科学家们称作“同质多像组合”，也有人称“同素异形体”。从这种称呼可以知道他们具有相同的“质”，但“形”或“性”却不同，并有天差地别，金刚石是当前最硬的物质，而石墨却是最软的物质之一。 我们都知道铅笔芯就是用石墨粉和黏土配制而制成的，石墨粉多则软，用“B“表明，黏土掺得多则硬，用“H”表明。矿物学家用摩氏硬度来描述相对强度，金刚石为10，而石墨的摩氏硬度只有１。他们的硬度区别这么大，重点在于它们内部构造有很大的差别。 石墨内部碳原子呈片层排序，一个碳原子周边只有3个碳原子与其相接，碳与碳组成了六边形的环形，无尽多的六边形构成了一层。层与层之间联络力非常弱，而层内三个碳原子联络很牢，因此受力后固层就很容易滚动，这便是石墨很软能书写的原因。 金刚石内部碳原子呈“框架”状三维空间排序，一个碳原子周围有4个碳原子相接，所以在三维空间形成了一个框架状，这种结构在各个方向联络力匀称，联结力较强，因此使金刚石具备高硬度的特点。 石墨和金刚石的硬度区别如此之大，但人们还是希望能用人工合成方式来获得金刚石，由于大自然中石墨（碳）藏量是很丰富的。可是要使石墨里的碳变为金刚石那般排列的碳，没有那么容易的。十八世纪后期，人们就开始寻找生成的方式，直到本世纪中叶。1938年学者罗西尼根据热学测算，奠定了生成金刚石的理论依据，算出要使石墨变为金刚石，至少需在15000个大气压、摄氏1500度的高温环境下才能够，到50-60时代建成了能达到以上要求的仪器设备。石墨在5-6万大气压，即（5-6）×103MPa，及摄氏1000至2000度高温下，再用金属铁、钴、镍等做催化剂，可让石墨转化成金刚石。 目前世界上已有十几个我国（包含我国）均生成出金刚石。但这种金刚石由于颗粒很细，适用范围是干磨料，用于切削和地质、原油的钻井用的钻头。当前，全球金刚石的消费中，80%的人造金刚石主要是用来工业，它产量也远远超过天然金刚石的产量。 如今，从空间站航天员的防辐射面具，南水北调工程超大盾构机的钻头，CVT变速箱精密成形电镀砂轮的锋刃以上，中国制造的人造金刚石做为最锐利的“工业牙”，揽下了一个又一个的瓷器活，为国内众多加工制造业突破技术瓶颈带来了“精湛神器”。

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