晶瑩美麗的金剛石是自然界中最硬的礦物，它也是一種寶石，但天然含量稀少，因此被人們尊為“寶石之王”。經(jīng)加工以后俗稱“鉆石”。在國(guó)際市場(chǎng)上，經(jīng)過(guò)加工后大于 1 克拉的普通鉆石，每克拉售價(jià)達(dá)數(shù)千至上萬(wàn)美元;如果是優(yōu)質(zhì)鉆石，每克拉售價(jià)可達(dá)數(shù)萬(wàn)美元。假如是珍貴的紅色鉆石，其成交價(jià)則高達(dá)每克拉幾十萬(wàn)，甚至上百萬(wàn)美元。說(shuō)到這里請(qǐng)你注意，1 克拉僅有 1/5 克，可見(jiàn)，金剛石，尤其是優(yōu)質(zhì)金剛石，是極其珍貴的。
金剛石雖然如此貴重，但其中的大部分并不是被作為寶石用于人們的裝飾，目前天然金剛石的 85%，人造金剛石的 100%，都消耗在工業(yè)生產(chǎn)上。這是為什么呢?這主要是因?yàn)�，金剛石有一副任何材料都無(wú)法與之匹敵的鋼筋鐵骨!
純凈的金剛石是無(wú)色透明的。不過(guò)，由于金剛石一般都含有一些雜質(zhì)，所以就有了藍(lán)、粉紅、藍(lán)白、綠、黃棕褐、灰、黑等顏色。根據(jù)金剛石的用途不同，一般把金剛石分為寶石金剛石和工業(yè)金剛石 2 種。出乎我們意料之外的是，工業(yè)上對(duì)金剛石的要求，和寶石金剛石正好相反。寶石金剛石中晶體顆粒越大，雜質(zhì)越少的越貴重，而那些顆粒小，不透明黑色的金剛石，通常被認(rèn)為是最不值錢的�？墒牵褪沁@些在寶石金剛石中被看不上眼的“黑小個(gè)子”，在工業(yè)上卻被認(rèn)為是最好的金剛石。這是怎么回事呢?這是因?yàn)榻饎偸m然硬但卻很脆，很易破裂，晶體越大的金剛石越不結(jié)實(shí)的緣故。
金剛石最突出最重要的特性，就在于它的堅(jiān)硬。經(jīng)測(cè)定，它的硬度比紅寶石高 150 倍，比水晶高 1000 倍，它是世界上最硬的材料。也正由于此，它在工業(yè)上有著十分重要的用途。
金剛石最常見(jiàn)的用途，就是制做用于劃玻璃的玻璃刀。不過(guò)，用金剛石做玻璃刀，用量畢竟十分有限。在生產(chǎn)中，消耗金剛石最多的部門，是機(jī)械工業(yè)和地質(zhì)鉆探。
在機(jī)器制造工廠，用車床切削金屬時(shí)，要用各種車刀。用金剛石做成的車刀，在高速切削時(shí)，具有萬(wàn)夫不當(dāng)之勇。一把金剛石車刀安裝在車床上切削工件，能行進(jìn) 1968000 米而不卷刃;可是一把硬質(zhì)合金車刀，卻只能行進(jìn)34000 米。據(jù)研究，金剛石刀具比碳氏鎢耐用 68 倍，比高速工具鋼耐用 246倍，能切削任何特硬材料。特別是切削諸如紅、藍(lán)寶石，單晶硅、光學(xué)石英等很硬的材料時(shí)，就非金剛石車刀莫屬了。金剛石真不愧為攻無(wú)不克、戰(zhàn)無(wú)不勝的“常勝將軍”!
有意思的是，金剛石還善于切削特軟而有彈性的材料，如橡膠、塑料等制品。用金剛石車刀切削塑料，比用硬質(zhì)合金車刀可提高工作效率 900 倍以上。
我們的眼睛，是無(wú)法看到地底下的情況的。地質(zhì)人員根據(jù)地表的實(shí)際觀察，理論的研究，從而推斷地下某一地方可能有礦。可是為了驗(yàn)證推斷是否正確，就需要將地底下的巖石或礦石取出來(lái)看一看。怎么取呢，這就需要鉆探。鉆探就要用鉆探機(jī)，在鉆探機(jī)的鉆頭上，常常鑲著許多金剛石。鉆探機(jī)上安了金剛石鉆頭，那真是如虎添翼，它能毫不費(fèi)勁地攻破頑石，鑿穿地層，帶著人們的希望向地下寶藏進(jìn)軍。用金剛石鉆頭鉆探，遠(yuǎn)比用硬質(zhì)合金鋼鉆頭鉆進(jìn)速度快，而成本低。
細(xì)粒金剛石是極好的磨料。用金剛石粉琢磨寶石金剛石幾乎是唯一的方法。用金剛石碎屑制成的砂輪，可用于各種儀器的精密加工。
堅(jiān)硬無(wú)比的金剛石還有一個(gè)用途，就是做拉絲模。金剛石拉絲模用來(lái)抽拉高質(zhì)量的細(xì)金屬絲，可以細(xì)到 0.01 毫米。用它抽出的金屬絲不僅粗細(xì)均勻，而且表面光潔。
在一些精密儀器中，用金剛石作耐磨的軸承、豎軸和樞軸等，也是利用金剛石的一個(gè)方面。
金剛石還是一種半導(dǎo)體和很好的熱傳導(dǎo)體，在電子工業(yè)和空間技術(shù)領(lǐng)域里，都非常有用。正因?yàn)榻饎偸兄鲜鲋匾挠猛�，因而，金剛石極受人們的青睞，被列為特殊的戰(zhàn)略物質(zhì)。
迄今為止，人們開(kāi)采金剛石，只能從埋藏有金剛石的原生礦床和次生砂礦礦床中獲得。次生砂礦床，是含有金剛石的巖石被風(fēng)化后，流水把巖石碎屑向別處搬運(yùn)過(guò)程中，把金剛石攜帶到水流平穩(wěn)的地方沉積下來(lái)形成的。也就是說(shuō)，發(fā)現(xiàn)次生砂礦床，從邏輯上就可以推斷在其附近或周圍地區(qū)一定埋藏有金剛石的原生礦床。那么，原生礦埋藏在什么地方呢?經(jīng)過(guò)多年的探索與研究，我們已經(jīng)知道，原生的金剛石只存在于一種稀少而又特殊的“金伯利巖”體中。也就是說(shuō)，要問(wèn)金剛石哪里找，只能到金伯利巖體中。
金伯利巖體的形成與火山活動(dòng)密切相關(guān)。我們知道，地球在漫長(zhǎng)的形成過(guò)程中，地殼中產(chǎn)生了無(wú)數(shù)大大小小的斷裂帶，這些地球身上留下的創(chuàng)傷，是地殼的薄弱地帶。地下深處灼熱的巖漿在強(qiáng)大的內(nèi)壓力作用下，常常會(huì)沿著這些斷裂帶侵入地殼或噴出地表。巖漿在向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于出路(火山口)常常被堵死，上升的巖漿在極其巨大的壓力下逐漸冷卻凝結(jié)。其中含有少量純碳，在高溫高壓下便結(jié)晶為金剛石。由于這種含金剛石的巖石，首先是在南非金伯利城附近的火山巖管中發(fā)現(xiàn)的，所以就被稱做金伯利巖。這種巖石大多是在距今 0.7～1.4 億年前形成的，因而這一時(shí)期是金剛石形成的最重要時(shí)期。
巖管中的金伯利巖在漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代中，受到風(fēng)化破壞，變成一種藍(lán)色的泥土，金剛石由于又硬又穩(wěn)定，便毫無(wú)變化地藏在了這些泥土中，隨后隨著流水運(yùn)動(dòng)到低處沉積下來(lái)，便形成我們前面所講的含金剛石的次生砂礦床。
大約在 2500 年前，金剛石首先在印度被發(fā)現(xiàn)。但在我國(guó)發(fā)現(xiàn)的較晚，相傳在明朝時(shí)，在我國(guó)湖北長(zhǎng)江流域曾發(fā)現(xiàn)了金剛石，清朝時(shí)，在山東沂蒙山區(qū)也曾發(fā)現(xiàn)有金剛石;而有計(jì)劃地開(kāi)展金剛石的地質(zhì)找礦工作，卻是新中國(guó)成立之后的事情了。本世紀(jì) 50 年代，在沅江流域首次找到具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的金剛石砂礦床;60 年代在沂蒙山區(qū)發(fā)現(xiàn)原生礦床;70 年代，在該地又發(fā)現(xiàn)了規(guī)模較大、品位較高，具有重大經(jīng)濟(jì)價(jià)值的原生礦床;進(jìn)入 80 年代，我國(guó)又在遼寧南部發(fā)現(xiàn)了 3 個(gè)金伯利巖帶，上百個(gè)巖體。此外，在貴州和內(nèi)蒙古也發(fā)現(xiàn)了極富遠(yuǎn)景的金伯利巖體和金剛石礦床。從而使我國(guó)的金剛石探明儲(chǔ)量，躍居世界第六位。并于 1977 年 12 月和 1981 年 8 月在山東的沂蒙山區(qū)，相繼發(fā)現(xiàn)了常林鉆石(重 158.786 克拉)、陳埠 1 號(hào)(重 124.27 克拉)等多顆寶石級(jí)大鉆石。
目前，我國(guó)的金剛石主要產(chǎn)自山東、湖南、遼寧等省。其中，山東沂蒙山區(qū)天然金剛石的探明儲(chǔ)量占全國(guó)一半多，山東省金剛石產(chǎn)量占全國(guó)產(chǎn)量的4/5 以上，是我國(guó)最重要的天然金剛石產(chǎn)區(qū)。
隨著生產(chǎn)的發(fā)展，工業(yè)上金剛石的需要量急劇增加，天然金剛石越來(lái)越供不應(yīng)求。于是，人們根據(jù)金剛石是碳在高溫高壓下形成的原理，紛紛研究人造金剛石。1953 年，瑞典的 ASEA 公司第一次合成人造金剛石成功，不久之后，各國(guó)相繼研究了不同的生產(chǎn)方法，并投入了工業(yè)生產(chǎn)。我國(guó)在 60 年代之后也逐漸大規(guī)模生產(chǎn)人造金剛石。
人工合成金剛石，主要是將石墨放在觸媒中，加高溫和高壓，石墨即轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸５@樣生產(chǎn)的金剛石顆粒小、成本高、技術(shù)難度大，而且生產(chǎn)的多為工業(yè)金剛石。1989 年，鄭州磨具磨削研究所青年工程師鄭周經(jīng)過(guò)刻苦研究，認(rèn)真探索，在常壓大氣開(kāi)放條件下，用火焰法合成了金剛石和有特殊用途的金剛石薄膜，把我國(guó)人工合成金剛石的研究和生產(chǎn)推上了一個(gè)新高度。使我國(guó)成為繼日、美之后掌握這項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的國(guó)家。
總之，我國(guó)不僅是世界上金剛石儲(chǔ)量比較豐富的國(guó)家，也是世界上人造金剛石合成技術(shù)水平最高的國(guó)家之一。
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