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金刚石的特点是具有优异的硬度、鲁棒
性以及光学与热学性能,可用于制造精
美的宝石和精良的工业刀具。
但天然金刚石固有的可变性和稀缺性限
制了其在工程应用中的使用。合成工艺
的发展让制造持续稳定的工程人造金刚
石成为可能。人们*初在 20 世纪 50 年
代运用高温高压法、后来在 80 年代运
用化学气相沉积法来制造优异的共价晶
体金刚石。
现代工业消耗的人造金刚石约有 800
吨,大约是作为宝石开采的天然金刚石
的150 倍。
一切在于结构
金刚石的特性源自其结构,任一原子都
被相邻的四个原子包围,通过共价键结
合在立方晶格中,形成四面体结构。这
种结合坚固、堆积紧凑、致密、刚性
的结构使其具有优异的性能。能够操控
缺陷和合成条件的影响,意味着材料科
学家已经可以针对广泛的应用优化和定
制金刚石的特性。通过控制缺陷和合成
条件的影响,材料科学家能够优化和定
制金刚石的显著性能,以获得广泛的应
用。
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