CAS: 7782-40-3
分子式: C
原子量: 12
中文名稱: 金剛石
人造金剛石
人造金紅石
英文名稱: Diamond
性質描述:金剛石是自然界中天然存在的最堅硬的物質。金剛石有各種顏色,從無色到黑色都有,以無色的為特佳。它們可以是透明的,也可以是半透明或不透明。熔點4440℃,沸點4827℃ ,密度3.5g/mL(25℃),折射率nD20 2.4173。
金剛石原生礦僅產出于金伯利巖筒或少數鉀鎂煌斑巖中。金伯利巖等是它們的母巖,其他地方的金剛石都是被河流、冰川等搬運過去的。金剛石一般為粒狀。如果將金剛石加熱到1000℃時,它會緩慢地變成石墨。金剛石的折射率非常高,色散性能也很強,這就是金剛石為什么會反射出五彩繽紛閃光的原因。金剛石在X射線照射下會發出藍綠色熒光。
生產工藝:目前合成納米金剛石的方法主要有:高溫高壓法、溶劑熱法氣相沉積法、含能粒子輻照法及爆轟法等。其中,爆轟法是最常用的方法,與其他合成方式相比,個性顯然更鮮明,更適應現代工業生產,通常是以炸藥為前軀體的制備方法(采用TNT和RDX炸藥為原料),即在爆轟瞬間的高溫高壓條件下,利用負氧平衡炸藥在爆轟時沒有被氧化的碳原子,經過聚集、晶化等一系列物理化學過程,形成納米尺度的碳顆粒集團,其中包括金剛石相、石墨相和無定形碳。用氧化劑除去非金剛石的碳相,就得到納米金剛石。
應用:納米金剛石,具有金剛石和納米材料的雙重特性,不僅具備金剛石的超高硬度、良好的化學穩定性和耐磨性等特性,還具備納米材料所通有的小尺寸效應、宏觀量子隧道效應等多種特性,其熱、磁、光、電特性也不同于正常粒子,從而使其在機械加工、光學、生物學、醫學等領域有著廣泛的應用,已經成為當今世界的研究熱點之一。
納米金剛石不但有著金剛石的綜合優異特性,還有對人體無害的良好的生物兼容性;對雷達波、紅外光有巨大的透射率和吸收率,優異的冷陰極場發射效應,表面有許多羧基、羥基、羰基等功能團,很容易同金屬、橡膠、塑料聚合物表面緊密結合等等。目前,納米金剛石主要用于以下幾個方面:
①爆轟合成的超微金剛石CVD法用于制備金剛石薄膜;
②超微金剛石用于化學復合鍍研究;
③用于潤滑油、固體潤滑劑和潤滑冷卻液;
④燒結體;
⑤用于紅外、微波吸收材料的可能性;
⑥用于磁性錄音系統;
⑦用于隱身材料催化方面;
⑧將納米金剛石添加在橡膠、聚合物中,可改善性能;
⑨將納米金剛石添加到炸藥中,可提高炸藥的爆炸威力。