金刚石.ppt

固体石墨粉末状石墨金刚石足球锡教学目标了解金刚石的物理、化学性质及其用途。化学与材料科学学院 2009 级7班陈国琴金刚石的物理性质颜色浅黄色浅黄褐色浅黄绿色褐色无色绿色黑色硬度摩氏硬度 10 ,新摩氏硬度 15 ,显微硬度 10000kg/mm2 , 显微硬度比石英高 1000 倍,比刚玉高 150 倍。金刚石硬度具有方向性,八面体晶面硬度大于菱形十二面体晶面硬度, 菱形十二面体晶面硬度大于六面体晶面硬度。密度金刚石密度与金刚石晶体中的包含物密切相关,无色透明质纯的金刚石密度为 ,当具有包含物时密度为 ~ 3。导电性绝大多数金刚石是电介质,电阻率: 5× 104 ,Ⅰ型及Ⅱ型(Ⅱ a)金刚石为绝缘体,比电阻>1016 ,I型(H b) 金刚石为 P型半导体, 比电阻 10~103 ,温度上升到 600 ℃或下降到- 150 ℃时,电阻提高。偏光性绝大多数金刚石在偏光下显示非均性, 金刚石属等轴晶系矿物, 理论上应为均质性,但由金刚石形成于压力变化的地质体中,由于应力作用使金刚石晶体内结构产生局部错位,因而显示不均匀的非均质性,表现在消光上的不一致性,干涉色很低的一级灰色,极少数还可测得一轴晶干涉图像。氧化反应?在纯氧中,当温度在 700 ~ 780 ℃时就可燃烧; 在空气中加热至 850 ~ 1000 ℃时可燃烧;在真空中, 800 ~ 1700 ℃仅在晶体表面薄层有石墨化,内部无变化;在惰性气体中,约 17000 ℃以上时,整个晶体迅速发生石墨化,最后成为石墨粉末。石墨化开始温度随各结晶体而异,约在 1600 ~ 18006 ℃之间。金刚石的化学性质?据使用各种气体做过的结晶表面蚀刻实验得知,在 1400 ℃以下发生的石墨化,实际上是真空系统中残存的氧化气体造成的蚀刻效果。由于下面的反应结果,使碳沉淀在结晶表面上而发生。?一般来讲,人造金刚石晶体在大气条件下,氧化温度在 740 ~ 838 ℃之间,氧化温度与触媒的成分、生长的压力、温度条件关系不大,而主要取决于晶体的完整程度。结晶完整的人造金刚石晶体氧化温度高;非完整晶体氧化温度低。与酸反应金刚石在化学上的特殊稳定性的结论是完全正确的。金刚石在氢***酸、盐酸、硫酸中,甚至在酸的浓度很大且温度极高的情况下都没有任何反应。它只能在熔融的***钾、***钠中和在碳酸钠中溶解(正确地说是氧化和燃烧)。已知如***钠之类物质在熔融状态下,在低到 450 ℃这样的温度下,能腐蚀金刚石。在强氧化剂 NaCl04 和 KCl04 中处理金刚石时,存在着金刚石被蚀刻的最低温度。在试验中, 在长时间暴露时(181h) , (111) 面上的三角形蚀刻现象产生于 380 ℃的条件下。碳化反应?其他惟一可能的化学侵蚀方式是两组金属。第一组是一些急剧的碳化物形成剂, 包括钨、钽、钛以及锆,在高温下,它们将与金刚石起化学反应以形成它们各自的碳化物。第二组包括铁、钴、锰、镍和铬,还有铂族金属,在熔融状态下的这些金属是碳的真正溶剂。?某些研究者在金伯利岩熔体中进行金刚石的侵蚀。很显然,在其他岩石熔体中, 由于热分解而释出来的氧对金刚石的作用,以及在硅酸盐介质中金刚石碳局部溶解作用,金刚石也将被侵蚀。在高温下,在某些气体介质中,金刚石也被蚀刻,如 0、 CD 、 c02 、H、水蒸气和 Cl等滚轮锯片金刚石的基本用途钻头砂轮刀头工具