石墨和金剛石的硬度不同的原因是什么？
作者：jcshimo
發(fā)布時(shí)間：2023-11-02 17:09:47
石墨內(nèi)部的碳原子呈層狀擺放，一個(gè)碳原子鄰近只要3個(gè)碳原子與其相連，碳與碳組成了六邊形的環(huán)狀，無窮多的六邊形組成了一層。層與層之間聯(lián)絡(luò)力非常弱，而層內(nèi)三個(gè)碳原子聯(lián)絡(luò)很牢，因而受力后層間就很簡單滑動(dòng)，這就是石墨很軟能寫字的原因。
金剛石內(nèi)部的碳原子呈“骨架”狀三維空間擺放，一個(gè)碳原子鄰近有4個(gè)碳原子相連，因而在三維空間形成了一個(gè)骨架狀，這種結(jié)構(gòu)在各個(gè)方向聯(lián)絡(luò)力均勻，聯(lián)結(jié)力很強(qiáng)，因而使金剛石具有高硬度的特性。
石墨和金剛石的硬度不同如斯之大，但人們?nèi)允窍Ｍ苡萌斯そM成方法來獲取金剛石，因?yàn)樘烊唤缰?span style="font-weight: bold;">石墨(碳)藏量是很豐富的?？墒且故械奶甲兂山饎偸?樣擺放的碳，不是那么簡單的。十八世紀(jì)后期，人們就開端尋找組成的途徑，直至本世紀(jì)中葉。1938年學(xué)者羅西尼通過熱力學(xué)核算，奠定了組成金剛石的理論基 礎(chǔ)，算出要使石墨變成金剛石，至少要在15000個(gè)大氣壓,攝氏1500度的高溫前提下才能夠，到50-60時(shí)代建成了能抵達(dá)上述前提的儀器設(shè)備。石墨在 5-6萬大氣壓（（5-6）×103MPa）及攝氏1000至2000度高溫下，再用金屬鐵、鈷、鎳等做催化劑，可使石墨轉(zhuǎn)變成金剛石。
