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一、疏水性
金剛石對水不潤濕,然而容易粘油。這種疏水親油的特征是由金剛石sp3雜質的(de)非極性(xing)鍵(jian)的(de)本(ben)質決定的(de)。這一特性(xing)不僅提示人(ren)們可(ke)以(yi)使用油(you)(you)脂去提取(qu)金(jin)剛石(shi),而(er)且在制造金(jin)剛石(shi)磨具時,宜選用含有(you)親油(you)(you)基因的(de)有(you)機物作為金(jin)剛石(shi)潤濕劑。
二、常溫下的化學穩定性
在常溫下,金剛石對酸、堿、鹽等一切化學試劑都表現為惰性,王水也不能與它發生化學反應。在加熱情況下(1000℃一下),除個別氧化(hua)劑(ji)外,不受其他化(hua)學試劑(ji)的(de)腐(fu)蝕(shi)。利(li)用(yong)金剛(gang)石的(de)化(hua)學穩定性(xing),可以用(yong)酸、堿來提純金剛(gang)石。
三、高溫下的氧化性(熱穩定性)
在數百度高溫下,某些氧化劑,如KNO3以及高氯酸(suan)鹽,能與(yu)金剛(gang)石發生作用。NaNO3之類(lei)的試劑在熔融狀態下能腐蝕金(jin)剛(gang)石。
在純氧中,600°以上,金(jin)剛(gang)石開始失去光澤(ze),出(chu)現黑(hei)色(se)表皮(pi),謂之燼化。700~800℃開(kai)始燃燒,反應式:C+O2→CO2。
在空氣中(zhong),人造(zao)金(jin)剛石(shi)開始氧化(hua)溫度為(wei)740~840℃,有的產(chan)品在600℃左右就(jiu)能氧(yang)化。在(zai)空氣中(zhong),開始燃燒溫度為850~1000℃。熱穩定性取決(jue)于金剛石晶(jing)體的完整(zheng)程度(du)。
四、金剛石的石墨化現象(在非氧介質中的熱穩定性)
在真空或惰性氣氛中,當加熱到某(mou)一(yi)溫度時,金剛石(shi)會發(fa)生石(shi)墨化現象(xiang):
C金剛(gang)石→C石(shi)墨
1500℃能檢驗出表面開始(shi)石墨(mo)化,隨(sui)著溫(wen)度升高,石墨(mo)化速度加(jia)快,1600~1900℃整個(ge)晶體迅速(su)石墨化。在2100℃時,一顆0.1克(ke)拉的八面體鉆(zhan)石在(zai)3min內全部化為灰(hui)燼。
當存在哪怕(pa)極少量氧氣時,石墨化(hua)在較低溫度(1000℃以下(xia))開始了。過渡金屬的存在會加速(su)石墨化過程。
五、金剛石與過渡金屬的化學作用
一些過渡金屬(shu)能(neng)與金剛(gang)(gang)石(shi)起化學作用(yong),促使(shi)(shi)金剛(gang)(gang)石(shi)解體。這(zhe)些金屬(shu)分為(wei)兩類。一類是周期表(biao)中(zhong)ⅦB族(zu)(zu)和(he)(he)Ⅷ族(zu)(zu)金屬(shu),如Fe、Co、Ni、Mn及(ji)Pt系(xi)金屬(shu)。在熔融狀(zhuang)態,它們(men)是碳的溶劑(ji),在磨削高溫下會使(shi)(shi)金剛(gang)(gang)石(shi)產(chan)(chan)生溶劑(ji)化現象。另一類是容易生成(cheng)穩(wen)定碳化物的金屬(shu),包括ⅣB、ⅤB、ⅥB族(zu)(zu),例如W、V、Ti、Ta、Zr等,他們(men)與金剛(gang)(gang)石(shi)有更強的親(qin)和(he)(he)力(li),在高溫下能(neng)與金剛(gang)(gang)石(shi)起化學反應(ying),生產(chan)(chan)相應(ying)的穩(wen)定碳化物。
金(jin)剛(gang)石與(yu)過渡金(jin)屬的作用是它(ta)加工這些材料時(shi)發生粘刀現(xian)象(xiang)的化學本質(zhi),從而也決定了金(jin)剛(gang)石工具的使(shi)用范圍。