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发布时间:2016-09-22 17:30:15

    对人造金刚石熟悉的人,往往会忽略最基本的,人造金刚石的结构和特殊性能,您都能清楚的说出来吗?
    金刚石的结构
    金刚石是典型的原子晶体,属于等轴晶系,它的晶格是一个复式格子,在一个面心立方原胞内有四个碳原子,这四个原子分别位于四个空间的对角线的1/4处。金刚石中碳原子的结合是由于碳原子外壳的四个价电子2s,2p3的杂化而形成共价(sp3)。
    而每个碳原子和周围四个碳原子共价,一个碳原子在正四面体的中心,另外四个同它共价的原子在正四面体的顶角上,中心的碳原子和顶角上每一个碳原子共用两个价电子。如图1-1所示,棒状线条视为共价键。因此得出,正四面体中心的碳原子价键的取向同顶角上的碳原子是不同的。比如:若一个的价键指向左上方,则另一个的价键必指向右下方。由于价键的取向不同,这两种碳原子周围的情况也不同,即图所示立方体的顶角及面心上碳原子的周围情况是不同于在对角线上的四个碳原子的情况。因此,金刚石结构式复式格子,由两个面心立方的布喇菲原胞沿其空间对角线位移1/4的长度套构而成。
    金刚石的特殊性能
    由于金刚石特殊的晶体结构,使金刚石具有许多优异的性能。诸如在所有的物质中具有最高的硬度(HV≈100GPa);在30~650℃内,是热导率最优良的固体物质20W/(cm·K);对于高纯的金刚石,除红外区(1800~2500nm)的一小带外,对红外光和可见光都具有非常优异的透光性能,可应用于短波长光、紫外线的探测器中;金刚石又是良好的绝缘体,室温下电阻率为1016Ω·cm,掺杂后可成为半导体材料,能制作高温、高频、高功率器件;此外还具备许多其他特殊的优异性能,如耐腐蚀、抗辐射、耐高温、化学惰性等。因此,由于金刚石诸多优异的性能使得金刚石在现代化的工业领域有着广泛的应用前景。下表列出了金刚石的一些突出的性质。
    金刚石的一些突出性能
银色金属分割线
极高的硬度(ca.90Gpa)和耐磨性能
很高的体积模量(1.2×1012N·m-2)
极低可压缩比(8.3×1013m2·N-1)
室温下有最高的热导率(2×1013W(m·K)-1)
极低的热膨胀系数(1×10-6K)
从紫外到远红外的各个波段都有非常优异的透过率
高的声音传导速率(17.5km·s-1)
良好的绝缘性能(室温下电阻率为(ca.1013Ω·cm))
掺杂后可以成为半导体材料,并有极宽的禁度宽度(5.4eV)
良好的化学惰性和生物相容性
一些晶面展示出了很低或“负”的电子亲合性
乐投英超    以上的内容比较简单,但是却是最基本的,您都掌握了吗?

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