金刚石

金刚石俗称“金刚钻”，也就是我们常说的钻石的原身，它是一种由碳元素组成的矿物，是碳元素的同素异形体。金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质。金刚石有各种颜色，从无色到黑色都有，以无色的为特佳。它们可以是透明的，也可以是半透明或不透明。

纳米金刚石，具有金刚石和纳米材料的双重特性，不仅具备金刚石的超高硬度、良好的化学稳定性和耐磨性等特性，还具备纳米材料所通有的小尺寸效应、宏观量子隧道效应等多种特性，其热、磁、光、电特性也不同于正常粒子，从而使其在机械加工、光学、生物学、医学等领域有着广泛的应用，已经成为当今世界的研究热点之一。

金刚石原生矿仅产出于金伯利岩筒或少数钾镁煌斑岩中。金伯利岩等是它们的母岩，其他地方的金刚石都是被河流、冰川等搬运过去的。金刚石一般为粒状。如果将金刚石加热到1000℃时，它会缓慢地变成石墨。金刚石的折射率非常高，色散性能也很强，这就是金刚石为什么会反射出五彩缤纷闪光的原因。金刚石在X射线照射下会发出蓝绿色荧光。

纳米金刚石不但有着金刚石的综合优异特性，还有对人体无害的良好的生物兼容性；对雷达波、红外光有巨大的透射率和吸收率，优异的冷阴极场发射效应，表面有许多羧基、羟基、羰基等功能团，很容易同金属、橡胶、塑料聚合物表面紧密结合等等。

目前，纳米金刚石主要用于以下几个方面：

①爆轰合成的超微金刚石CVD法用于制备金刚石薄膜； ②超微金刚石用于化学复合镀研究； ③用于润滑油、固体润滑剂和润滑冷却液； ④烧结体； ⑤用于红外、微波吸收材料的可能性； ⑥用于磁性录音系统；⑦用于隐身材料催化方面； ⑧将纳米金刚石添加在橡胶、聚合物中，可改善性能； ⑨将纳米金刚石添加到炸药中，可提高炸药的爆炸威力。

目前合成纳米金刚石的方法主要有：高温高压法、溶剂热法气相沉积法、含能粒子辐照法及爆轰法等。

其中，爆轰法是最常用的方法，与其他合成方式相比，个性显然更鲜明，更适应现代工业生产，通常是以炸药为前躯体的制备方法（采用TNT和RDX炸药为原料），即在爆轰瞬间的高温高压条件下，利用负氧平衡炸药在爆轰时没有被氧化的碳原子，经过聚集、晶化等一系列物理化学过程，形成纳米尺度的碳颗粒集团，其中包括金刚石相、石墨相和无定形碳。用氧化剂除去非金刚石的碳相，就得到纳米金刚石。