钻石的矿物名称为金刚石，英文名称为Diamond，源自希腊语“adamant”，意思是“坚不可摧”。

钻石与红宝石、蓝宝石和祖母绿一起并称为四大珍贵宝石。目前钻石已成为结婚的信物，并被誉为四月的生辰石，象征坚韧、永恒和纯洁无瑕。

一、钻石的化学成分和分类

1.化学成分

钻石是具有立方结构的碳。主要成分是C，其质量分数可达99.95%，次要成分有N、B、H等。其他微量元素还有Si、Al、Ca、Mg、Mn、Ti、Cr等。

2.分类

钻石的分类最早由Robertson、Fox和Martin等三人根据钻石在红外区吸收带和对紫外光透射的差异提出，他们认为Ⅰ型钻石能透过400～300nm的紫外光并在红外区显示与氮有关的吸收带，而Ⅱ型钻石可透过低至220nm的紫外光并在红外区无明显的吸收带。

1959年美国的Kaiser和Bond发现Ⅰ型和Ⅱ型钻石的差异与杂质氮有关，后来人们又发现在含氮的钻石中氮的最常见的存在形式不只一种，氮以单个氮原子分散在钻石中，称为C心、以原子对集合体出现，称为A心、3个氮形成的原子团称为N3中心，而多于4个原子的原子团则称为B集合体(B心)，也可为一些较大的有几个原子厚的扁平层偏片晶氮存在，称为D心。钻石的分类是按照是否含氮和硼及氮的聚型类型划分如下(表14-1-1)。

表14-1-1 钻石的分类

天然钻石中Ⅰa型钻石约占98%以上，Ⅱa型占1%左右，Ⅰb型和Ⅱb型很少，人工合成钻石中以Ⅰb型为主，少量为Ⅰb和Ⅰa型混合型。

二、钻石的结构与形态

1.晶体结构

钻石属等轴晶系，

；a0=0.35595nm；Z=8，具立方面心格子，C原子位于立方体角顶和面的中心，将立方体平分为8个小立方体，在其中4个相间排列的小立方体的中心还存在C原子，呈四次配位。每个C原子以SP3外层电子构型与相邻的4个C原子形成共价键(如图14-1-1)。C—C间距为0.1542nm，C-C-C键角109°28′16″。

图14-1-1 钻石的晶体结构

2.形态

钻石属六八面体晶类，Oh-m3m(3L44L36L29PC)，常见单形：八面体o{111}，菱形十二面体d{110}、立方体a{100}及其聚形(图14-1-2a和图14-1-2b)。

图14-1-2a 钻石的常见晶形

钻石晶体通常呈歪晶，由于溶蚀作用使晶面棱弯曲，晶面常发育阶梯状生长纹、生长锥或蚀象，且不同单形晶面上的蚀象不同，八面体晶面上可见倒三角形凹坑，立方体晶面上可见四边形凹坑，十二面体晶面上可见线理和显微圆盘状花纹。

钻石的双晶依(111)最普遍，可成接触双晶、星状穿插双晶或轮式双晶。其中三角薄片(macle)接触双晶具有典型的扁平三角形外观，在双晶两个平面结合处环绕钻石有明显的青鱼骨刺纹，在钻石贸易中称为结节。

三、钻石的光学性质

1.颜色

钻石的颜色分两个系列：即无色—浅黄色系列和彩色系列。无色—浅黄色系列钻石的颜色为：无色至浅黄、浅褐；彩色系列钻石的颜色一般为深黄、褐、灰及浅至深的蓝、绿、橙黄、粉红、红、紫红色，偶见黑色。

图14-1-2b 钻石晶体不同聚形示意图

大多数彩钻颜色发暗，强至中等饱和度、颜色艳丽的彩钻极为罕见。彩钻是由于少量杂质 N、B和H原子进入钻石的晶体结构之中，形成各种色心而产生的颜色。另一种原因是晶体塑性变形而产生位错、缺陷，对某些光能的吸收而使钻石呈现颜色。

(1)黄至棕黄色钻石的颜色是由于N原子代替C原子而产生的。理想的钻石晶体是禁带很宽的半导体，宽的禁带避免了可见光范围内的一切可能吸收，因此理想的钻石是无色的。当N原子代替部分C原子时，由于氮外层有5个电子，代替碳原子后多余一个电子，这电子在禁带中形成一个新的能级，相当于减少了禁带宽度，从而使得晶体能吸收可见光范围内的光能而呈现颜色。N原子代替C原子有不同的形式，一种情况是孤立的N原子代替C原子，它对能量高于2.2eV(波长小于560nm)的入射光有明显的吸收，使钻石呈现一系列黄色、褐色、棕色，其颜色很鲜艳浓郁，Ⅰb型钻石的颜色往往由该种色心引起；另一种情况是金刚石内N原子可移动聚合在一起形成多个N原子集合体，这种集合体对400～425nm光有明显的吸收作用，同时对477.2nm有弱吸收，由于人们对477.2nm吸收反应灵敏，477.2nm蓝光被吸收后，钻石呈现黄色。

(2)蓝色钻石：从晶体完美程度来讲，蓝色钻石是最好的，也是极罕见的。它不含N却含有微量B(wB＜1%)，属Ⅱb型钻石。正是这些B使钻石呈现美丽的蓝色。少数含H杂质的钻石也呈蓝色。

(3)粉红色钻石和褐色钻石：这两种彩钻都是由于钻石在高温和各向异性压力的作用下发生晶格变形而产生的颜色，相比之下粉红色钻石罕见得多，因而极其昂贵。这种晶体缺陷在极端情况下可形成紫红色钻石。

(4)绿色钻石：绿色和蓝绿色钻石通常是由于长期天然辐射作用而形成的。当辐射线的能量高于晶体的阈值时，碳原子被打入间隙位置，形成一系列空位-间隙原子对，使钻石的电子结构发生变化，从而产生一系列新的吸收，使钻石着色。若辐照时间足够长或辐照剂量足够大，可使钻石变成深绿色甚至黑色。辐射造成的晶格损伤有时还可形成蓝色钻石和黄褐色钻石。

2.光泽

钻石具有特征的金刚光泽，金刚光泽是自然界透明矿物最强的光泽。但钻石的光泽有时会因表面不平而显得暗淡。

3.透明度

钻石的透明度为透明-不透明。纯净的钻石应该是无色透明的，但由于地质条件的复杂性，常有杂质元素进入钻石的晶格或以包裹体的形式存在于钻石中，使钻石的透明度受到一定的影响。

4.光性

钻石属等轴晶系，为均质体，在正交偏光下全消光，但有些钻石由于内部应变或内部含有包裹体，偶见异常消光。

5.折射率

钻石为单折射宝石，在钠光(589.3nm)中折射率为2.417，超过了常规折射仪的测试范围，是透明矿物中折射率最大的。

6.色散

钻石的色散强，色散值为0.044，比天然无色透明宝石的色散都高，所以我们在切割标准的钻石表面能看到漂亮的“火彩”。

7.发光性

(1)紫外荧光：钻石在紫外灯下的荧光可有不同的反应，有些钻石发光很强，有些则不发光。钻石在长短波紫外光下可呈现从无至强的蓝色、黄色、橙黄色、粉色等荧光，通常长波较短波的荧光强。

(2)X射线荧光：钻石在X射线下一般呈现蓝白色的荧光，且稳定性好，在钻石开采中可根据钻石X射线下的荧光特性，将其他砾石分选出去。

(3)阴极发光：阴极发光可揭示钻石的内部生长结构，钻石在阴极发光仪的电子束照射下，绝大多数钻石会发出阴极荧光，主要呈现蓝色、橙红色和黄绿色，天然钻石和合成钻石的生长条件不同，表现出的生长结构也不同，目前阴极发光技术已成为鉴别钻石是天然的还是合成的主要手段之一。

8.吸收光谱

无色—浅黄色的钻石，在紫色区415.5nm处有一吸收谱带；其他颜色的钻石的吸收线位于453nm，466nm和478nm处；褐—绿色钻石，在绿区504nm处有一条吸收窄带，有的钻石可能同时具有415nm和504nm处的两条吸收带。辐照改色的黄色钻石可能在498nm，504nm和592nm处有吸收带。

四、钻石的力学性质

1.解理

钻石有四组八面体{111}方向的中等解理，{110}、{221}的不完全解理。图14-1-3为钻石{111}方向解理示意图。

图14-1-3 钻石{111}方向解理示意图

2.硬度

钻石的摩氏硬度为10，是自然界最硬的矿物，钻石的硬度具有各向异性的特征，不同方向硬度不同，其八面体晶面的硬度大于立方体晶面的硬度，因此在钻石加工中可用钻石研磨钻石。

钻石具有很强的抗磨性能，摩擦系数小，其抗磨能力是刚玉的90倍。这种特性使钻石能高度抛光，并使每个小面边棱锐利、挺直。但值得注意的是，钻石虽硬，但常显脆性，在外力冲击作用下很容易破碎。

3.密度

钻石的密度为3.52(±0.01)g/cm3，因钻石成分单一，并且纯度较高，所以钻石的密度相对很稳定。

五、钻石的内含物

钻石的内含物主要有浅色至深色矿物包体、云状物、点状包体、羽状纹和生长纹。矿物包裹体主要是钻石、橄榄石、辉石、石榴子石、锆石、刚玉、黑色石墨、暗色的赤铁矿、钛铁矿、铬铁矿、硫化物等。云状物由云雾状白色或灰色包体组成，羽状体则包括开放式裂隙和隐蔽式裂隙两种裂隙类型。此外，钻石中还可见生长纹和解理等特征。

六、钻石的电学性质和热学性质

1.电学性质

Ⅰ型和Ⅱa型钻石是绝缘体，室温下电阻率为1014～1015Ω·cm。通常情况下，Ⅱb型钻石因含硼而电阻率降低，为25～108Ω·cm，为P型半导体，钻石半导体的电阻值随温度变化特别灵敏，甚至连很微小的变化(0.0024℃±)都能在瞬间被记录下来，这一特点被广泛应用于真空仪器和精密测温的仪器中。

2.热学性质

(1)导热性：钻石具有很高的导热率，且导热率与含氮量有关。若300°K下其导热率为铜的3倍，则其含氮量＜300×10-6。Ⅰa型钻石的含氮量多高于此值，故不宜作散热元件。Ⅰb和Ⅱ型钻石含氮量低，均具有很高的导热率，适于作散热元件。其中Ⅱa型钻石的导热率最好，约比铜高6倍，在190℃则升至30倍左右。

根据钻石的高导热率，宝石鉴定中可用钻石笔(热导仪)鉴定钻石和其仿制品；若简单地对着样品哈气，如果是钻石，则表面上的那层雾气比仿制品要消失得快，这是因为钻石传热快，钻石提供的热量让水膜迅速蒸发的缘故。

(2)热膨胀性：钻石的热膨胀性非常低，温度的突然变化对钻石的影响很小，但若钻石中有裂隙或含有热膨胀性大于钻石的包裹体时，温度的突变可能使钻石发生破裂。

(3)可燃性：高温下钻石可燃，燃点在空气中为850～1000℃，钻石在氧中加热到650℃时，即缓慢燃烧而变为气体二氧化碳。燃点和钻石与空气的接触面及增温率有关，一般小颗粒钻石比大颗粒钻石易燃。激光打孔就是利用该原理在很小区域内提供集中的热量，使空气中的氧将钻石中的暗色物质烧掉。在绝氧并加压的真空条件下，钻石加热到1800℃，可转变成石墨。

3.其他性质

(1)表面性质：钻石表面具有亲油性和疏水性。由于钻石由非极性的碳原子组成，对水的H+和(OH)-不产生吸附作用，即水对钻石不产生极化作用，故钻石具有疏水性。

(2)化学稳定性：钻石对任何酸都是稳定的，甚至在高温下，酸对钻石也不显示任何作用，但在含氧盐类和金属熔体中，钻石很容易受侵蚀。

什么是钻石的内含物

钻石的内含物也可以叫钻石中的包裹体。包裹体在钻石内部的一些独立的矿物，在钻石中的位置很随机，有些是在钻石晶体的内部，有些表露出表面，包裹体——“客”，钻石——“宿主”。常见形态：晶体、针尖、云雾、生长线、羽状体等（有黑色有白色)。是钻石4C分级中净度级别的主要依据。

补充：

钻石是指经过琢磨的金刚石，在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳 (C)元素构成，具有立方结构的天然白色晶体。钻石具有宗教色彩的崇拜和畏惧，同时又把它视为勇敢、权力、地位和尊贵的象征。现在已成为百姓们都可拥有、佩戴的大众宝石。钻石的文化源远流长，也有人把它看成是爱情和忠贞的象征。

什么是钻石内含物

钻石内含物 是钻石内部天然的成分 包括云状物、针状物、羽裂纹等等 会影响钻石净度和颜色分级

净度：什么是钻石的内含物和表面特征?

净度是决定钻石价值的四项质量因素（4C 标准）之一.从定义上看,净度指的是钻石不含内含物和表面特征的程度.内含物和表面特征位于不同位置内含物在钻石内部,而表面特征位于钻石的外部.尽管有些内含物和表面特征微小到肉眼不可见,但它们都可能会影响钻石的明亮度.

内含物和表面特征生成于不同的阶段.内含物可能在钻石形成时就存在了,而表面特征则可能在切磨、镶嵌甚至是佩戴的过程产生.

内含物的种类很多,也被称为内部净度特征.钻石是在极高温和高压下形成的,可能会包覆进细小的结晶体.结晶体是常见的一种内含物.被包覆进来的结晶体通常要在钻石被放大10倍的情况下才可见.如果钻石的原子结构不规则,则会有另一种净度特征叫做孪晶纹,看起来就像是晕染的线条或者条纹.钻石也可能会有内部的破裂,这些破裂发生于钻石的形成过程中或者形成后,因其酷似羽毛的外观通常被称为羽裂纹.

表面特征发生在钻石形成之后的切磨、镶嵌或者佩戴过程中.在钻石的打磨过程中,额外刻面、抛光线（通常是一些互相平行的槽线或者脊线）或者由抛光轮过热造成的灼伤都有可能造成表面特征.在钻石的处理、镶嵌以及佩戴中有可能会发生小缺口、刮痕、缺口或者磨损痕,也会造成表面特征.缺口通常指的是在腰围处发生的部分钻石崩缺后形成的浅浅的开口.

很多内含物和表面特征都微小到只有受过专业训练的钻石鉴定人员才能看出来.有些钻石达到无瑕级,即没有任何内含物和表面特征.钻石的价值与其稀有程度相关,因此,无瑕级的钻石是非常罕见的,因而也是最具价值的.

钻石的内部瑕疵（内涵物）都有哪些？

钻石的内含物是指影响钻石净度的所有特征。不同类型的内含物，对净度的影响程度不同，它包括内含物和外部瑕疵两大类型。内含物是指钻石内部或可达到钻石表面的瑕疵。观察内含物非常重要，因为它们是决定钻石净度级别的主要因素。
内含物类型如下：
【晶体】晶体是指钻石内所有具有明显的三维几何形态的矿物晶体，晶体又可分为无色的或浅色的包裹体及深色的或黑色的包裹体。
内含晶体（Included Crystal）
黑色内含晶体（Dark Included Crystal）
【点状物】钻石内部最小的可见包裹物．在10倍放大镜下看起来像一小白点。
针点（Pinpoint）【云状物】钻石中朦胧状或乳状无清晰边界的包裹物，可能是由许多极细小的点状物组成，也可能是一种空洞。云状物常依钻石的对称轴分布(与钻石的成长历史有关)，有时在白色的云雾里还可出现一些黑色的大小不等的点状物。
（Cloud）【羽状纹】钻石内由于解理或张力所造成的裂隙，形似羽毛状。若羽状纹相对较大，则可称之为“裂纹”，有时还可见到半圆状羽状纹。
羽裂纹（Feather）
【须状腰(毛边、胡须)】存在于腰部的须状裂纹深入内部的部分，形似老人的胡须，它是由于过激的粗磨造成的。
孪晶纹（Twinning Wisp）【内部纹理】钻石内部因原子排列不规则所造成的生长痕迹，常呈平直线状，若为白色、有色或反光，则会对净度有影响。
内部脉理纹（Internal Graining）
针状物（Needle）
【双晶中心】结晶构造发生错动的中心点，常伴生有点状物。
内部脉理纹结（Grain Center）
【凹原晶面】从表面凹入钻石内部的原始晶面。
内凹天然糙面（Indented Natural）
【激光孔】用激光束及化学药品去除钻石内部深色包裹物时留下的孔洞，形似白色的漏斗或管道，可被高折射率玻璃充填。
雷射洞（Laser Drill Hole）
【击伤痕(击痕)】钻石表面受外力撞击成根状，伸入钻石内部。
窟窿（Cavity）

钻石裏的内含物有哪些形状？常见的有哪几个？

钻石裏的内含物主要有:晶体,碳体,云状物,针状物,羽状物，裂纹,缺口,雷射孔。