金刚石是目前世界上发现并在工业上能够大量使用的最硬的材料。它除了具有超硬特性外，还具有独特的力学、光学、声学、热学及电学性质，很难找到一种能像金刚石这样集多种优异性能于一身的材料。它既是一种重要的超硬材料，同时也是一种具有特殊用途的新型功能材料。
在金刚石晶体结构中，碳原子具有四价状态，即sp3杂化状态。金刚石结构的基本特点是每个碳原子与四个邻近的碳原子共用四对价电子，形成4个共价键与其周围的原子连接，形成一个四面体，其键长均为0.154nm，它们的方向性很强，分别指向以碳原子为中心的正四面体的四个顶角。金刚石晶体是由许多四面体叠加而成，如图12-1所示。共价键是饱和键，具有很强的方向性，因而使金刚石具有很高的硬度。由于在结晶晶格中碳原子形成的正四面体结构在空间的排列有两种形式，从而存在着立方晶系和六方晶系两种金刚石结构[1-3]。
金刚石晶体的形态是多种多样的，可分为单晶体、连生体和聚晶体。单晶体可进一步分为六面体（立方体）、八面体、菱形十二面体。聚形晶体是由单晶体组成的聚形晶体形态。人造金刚石中最常见的是六面体和八面体的聚形、八面体和十二面体的聚形、双晶及不规则的晶体，菱形十二面体比较少见。其强度由强到弱依次为：八面体、十二面体、六面体。此外，六面体和八面体聚形，强度也很好。
图12-1 金刚石的晶体结构 Fig.12-1 Crystal structure of diamond
金刚石有天然金刚石和人造金刚石两大类，宝石级金刚石加工后称为钻石，是最贵重的宝石，是传统的贵重装饰品。工业用金刚石包括不适于做宝石的粗粒金刚石、不纯的金刚石和黑色金刚石及金刚砂、粉等。1958年，人工合成金刚石投入商业生产，从此人工合成金刚石的产量逐渐超过了天然金刚石的产量[52]。部分国家人造金刚石的分类及用途见表12-1。(www.xing528.com)
表12-1 人造金刚石分类及用途[2，4，5] Table12-1 Classification and application of synthetic diamond
（续）
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