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  本词条由中国科学院大学化学科学学院、中国科学院过程工程研究所参与编辑并审核，经科普中国·科学百科认证 。

  钻石产量稀少，通常为无色晶体，具有高度的折光特性，能折射出多彩的光泽。

  钻石的化学成分是碳，这在宝石中是唯一由单一元素组成的，属等轴晶系。常含有0.05%-0.2%的杂质元素，其中最重要的是N和B，他们的存在关系到钻石的类型和性质。晶体形态多呈八面体、菱形十二面体、四面体及它们的聚形。纯净的钻石无色透明，由于微量元素的混入而呈现不一样的颜色。强金刚光泽。折光率2.417，色散中等，为0.044。均质体。热导率为0.35卡/厘米/秒/度。用热导仪测试，反应最为灵敏。硬度为10，是已知的最硬矿物，绝对硬度是石英的1000倍，刚玉的150倍，怕重击，重击后会顺其解理破碎。密度3.52克/立方厘米。钻石具有发光性，日光照射后，夜晚能发出淡青色磷光。X射线照射，发出天蓝色荧光。钻石的化学性质很稳定，在常温下不容易溶于酸和碱，酸碱不会对其产生作用。钻石具有亲油疏水的特性，因此在钻石首饰的保养中，应避免将钻石处于重油的环境下，影响钻石首饰的火彩。

  共价键三维网络（立方金刚石结构），解理完全（{111}面），各向异性轻微导致抛光方向性差异。

  钻石具有完全解理，最易沿{111}八面体晶面劈裂。这是因为在该方向上原子排列的结合力相对较弱。当钻石收到外部作用力冲击时，即使整体硬度极高（莫氏10），也可能沿解理面开裂。因此钻石常被形容为“硬而脆”。

  这一性质既被用于切磨加工（例如库利南钻石的分割），也是日常佩戴时需注意防止重击的原因。

  据美国物理学家组织网报道，澳大利亚麦考瑞大学的研究人员发现，地球上最坚硬的天然物质钻石并非人们想象的那样“恒久远”。在强光照射下，钻石也会蒸发。研究之后发现刊登在美国《光学材料快报》杂志上。

  米德伦指出，钻石蒸发消失速度极慢，正常情况下无法被观察到。事实上，即使暴露在强紫外线条件下，例如强烈阳光照射或者放在紫外日光浴灯下，需要大约100亿年之后，钻石质量损失才可以做到可观察的程度。这一研究发现不仅提供了有关钻石长期稳定性的线索，同时也有助于未来的研究。米德伦说：“这是一项很实用的发现，我们正在研究怎么样利用这一发现。如果我们也可以在钻石上打造一些结构，将光线控制在钻石上一个非常狭小的丝状区域，这将是制造个头更小，效率更加高的光学装置的第一步，可用于量子计算和高能激光。这一发现可能让我们在其他行星表面搜寻到钻石踪迹。”

  折射率~2.417，色散~0.044；具强金刚光泽，多为单折射（局部应力下可见异常双折射）。

  常温耐酸碱；在高温或特殊辐照/强光条件下表面可发生极缓慢的升华/结构缺陷演化。

  钻石的质量通常用克拉（Carat）表示，1克拉等于200毫克。相传，早期钻石商人称量钻石所用的砝码为稻子豆树（carob）果实，一粒这样的果实大约就重200毫克。

  钻石是金刚石精加工而成的产品，钻石是世界上最坚硬的、成份最简单的宝石，它是由碳元素组成的、具立方结构的天然晶体。其成份与常见的煤、铅笔芯及糖的成份基本相同，碳元素在较高的温度、压力下，结晶形成石墨（黑色），而在高温、极高气压及还原环境（通常来说就是一种缺氧的环境）中则结晶为珍贵的钻石（无色）。自从钻石在印度被发现以来，就有人在河边、河滩上捡到钻石，这是由于位于河流上游某处含有钻石的原岩，被风化、破碎后，钻石随水流被带到下游地带，比重大的钻石被埋在沙砾中。

  科学家们经过对来自世界不同矿山钻石及其中原生包裹体矿物的研究发现，钻石的形成条件一般为压力在4.5-6.0Gpa（相当于150-200km的深度），温度为1100-1500℃。虽然理论上说，钻石可形成于地球历史的各个时期/阶段，而已经开采的矿山中，大部分钻石主要形成于33亿年前以及12-17亿年这两个时期。

  钻石的形成需要一个漫长的历史过程，这从钻石主要出产于地球上古老的稳定大陆地区可以证实。另外，地外星体对地球的撞击，产生瞬间的高温、高压，也可形成钻石，如1988年前苏联科学院报道在陨石中发现了钻石，但这种作用形成的钻石并无经济价值。

  1870年人们在南非的一个农场的黄土中挖出了钻石，此后钻石的开掘由河床转移到黄土中，黄土下面就是坚硬的深蓝色岩石，它就是钻石原岩——金伯利岩（kimberlite）。金伯利岩是一种形成于地球深部、含有大量碳酸气等挥发性成份的偏碱性超基性火山岩，这种岩石中常常含有来自地球深部的橄榄岩、榴辉岩碎片，主要矿物成份包括橄榄石、金云母、碳酸盐、辉石、石榴石等。研究表明，金伯利岩浆形成于地球深部150公里以下。由于这种岩石首先在南非金伯利被发现，故以该地名来命名。

  另一种含有钻石的原岩称钾镁煌斑岩（lamproite），它是一种过碱性镁质火山岩，主要由白榴石、火山玻璃形成，可含辉石、橄榄石等矿物，典型产地为澳大利亚西部阿盖尔（Argyle）。

  已探明的天然钻石储量大约有25亿克拉，其中澳大利亚6.5亿克拉，刚果（金）5.5亿克拉。按开采水平现有钻石储量只能开采25年，但随找矿科学技术水平的提高，每年都发现有新的矿区，例如加拿大钻石储量明显增加。

  自从钻石开采以来，共采出钻石350吨左右，即17.5亿克拉，全世界每年开采钻石在9000万-1亿克拉，其中宝石级占17%-20%。20%宝石级钻石价值相当于80%工业级金刚石价值的5倍。

  衡量一颗钻石稀有性品质的标准主要有四个维度，即重量（Carat）、净度（Clarity）、色泽（Color）和切工（Cut），也就是通常所说的“4C标准”。

  衡量钻石美丽属性的标准叫做美丽度。钻石的美丽度，取决于光效应(Light Performance)。钻石的光效应从三个指标来识别，Brilliance亮度(白色光)，Fire火彩(彩色光)和Sparkle闪光(闪烁度)。钻石的亮度、火彩和闪光的评级越高，这颗钻石的美丽度就越高，就越璀璨

  钻石由国际认可的宝石学家进行检验确定并签发第三方独立的意见书，基于4C标准，继而决定钻石价格。

  钻石4C分级是利用AI和机器视觉技术的优势，通过自动检验测试仪器来克服人工评级中的弊端，提供客观、准确的4C评级结果。钻石光性能/光彩度 (Light Performance)是衡量钻石对光的反应程度的标准。

  钻石溯源是在传统鉴定标准基础上增加了钻石从开采到交易的全流程 ，包括开采、切割、质检、物流、加工、批发到零售的所有信息。可验证的钻石溯源技术生成的钻石溯源证书，不但可以承载钻石开采到零售的全部过程信息，也可以承载钻石4C和钻石光性能信息。

  无色为最好，色调越深，质量越差。在无色钻石分级里，顶级颜色是D色，依次往下排列到Z，在这里只说从D到J的颜色级别，D-F是无色级别，G-J是近无色级别，从K往下基本没收藏意义，K色以下的戒托做黄金的也很漂亮。因为从K往下钻石就会逐渐偏黄，选钻的时候，选H以上的颜色，I-J级别也在近无色范畴，但也能察觉到一丝微黄。具有彩色的钻石，如：黄色、绿色、蓝色、褐色、粉红色、橙色、红色、黑色、紫色等，属于钻石中珍品，价格昂贵。红钻最为名贵。

  不同国家和地区分别采取了不同的颜色分级体系，美国宝石学院的分为23个级别，分别用英文字母D－Z来表示。其中D－N这11个级别是最常用的。欧洲的颜色级别体系CIBJO为代表。中国1996年新制定的国家标准综合了GIA、CIBJO，该标准将颜色划分为12个级别，并用D－N和＜N来表示，还将百分数法和文字描述并用。

  由D级往下，价格也变低，每个色级价格一般差10%-45%，高色级间的差价比低色级间的差价高。

  净度分级依据是内含物位置，大小和数量的不同来划分：由高到低详细可分为FL、IF、VVS1、VVS2、VS1、VS2、SI1、SI2、SI3、P1、P2、P3。在十倍显微镜下仔仔细细地观察钻石洁净程度，瑕疵越多，所在位置越明显，则质量越差，价格也相应要降低。

  按中国的标准则可以细分出从LC到P级10个级别，P级以下一般不作为宝石用钻。已镶嵌钻石则划分为“极好”、“很好”、“好”、“较好”、“一般”5个级别。

  钻石净度分为10级，但要留意“小级”。比如，在VS级中，就有VS1和VS2的差别。

  在其他三C相同情况下，钻石价格与重量平方成正比，重量越大，价值越高。钻石重量是以克拉为单位的。

  1克拉（ct）=0.2克（g）。把一克拉平均分成一百份，每一份是一分，商场价签上标的0.3ct，0.4ct就是所说30分40分．重量也有级别之分，0.30ct-0.39ct，0.40ct-0.49ct，0.50ct-0.69ct，0.70-0.89ct，0.90-0.99ct，1.00ct-1.50ct，1.50-2.00ct（每一级别分别由逗号隔开，不是一个级别的，就算差一分，价格也会相差很多），而在钻石的证书上，钻石的重量都精确到小数点后的第三位。

  钻石很稀有，一般都不大。通常来说，重量为0.1-0.24克拉的称为小钻，大多数都用在服饰或其他宝石饰品的群镶；重量为0.25-1克拉的称为中钻，大多数都用在钻石饰品的主体，作为戒指的价格也能够被大众所接受；大于1克拉的钻石可用于投资，已具备一定的保值、增值能力。

  钻石重量是分级计价的，比如18-22分为20分级，28-39分为30分级等（具体可购买时详询）。一个级别的价差有时会达到1000元甚至更多，如果学会合理选择重量，就能省下不少钱。

  切工是指成品裸钻各种瓣面的几何形状及排列方式．切工分为切割比例，抛光，修饰度三项。每一项都有五个级别，由高到低依次是EXCELLENT、VERY、GOOD、FAIR、POOR。一般所见钻石都是标准圆钻型切工。顶级切工的石头，对于光线反射能够达到一个最接近完美的比例，也就是三项EX(EXCELLENT)切工，但是像这种切工价钱也稍微贵一些，因为它的出成率比较低，比不是三项EX切工的价钱高5%左右，但三项EX的石头色彩绝对是最绚丽的。

  其它几种常见切割形式有圆形祖母绿型、椭圆形、梨形、公主方型、 枕形、心形、八心八箭-邱比特切工等。

  切工标准在每个国家都有一定差别，中国国检把钻石的切工分为很好、好、一般三个级别。

  ：通过模拟地幔条件（高温度高压力）促进碳结晶，可快速制备无色或彩色钻石。常见于工业用途，也逐渐进入珠宝市场。特征包括金属包裹体和紫外特征荧光。

  ：通过气相沉积在籽晶上沉积碳原子，能得到高纯度、大尺寸钻石。大范围的应用于电子散热、量子NV中心研究和高端珠宝。特征包括层状生长带和特定光谱吸收峰。

  ：实验室培育钻石在珠宝市场日益普及，同时大范围的使用在电子、光学和量子科技。

  钻石可能经过高温度高压力（HPHT）、辐照或表面涂层处理，以改善颜色或净度。处理钻石必须在鉴定证书中标注，以保证透明度和消费的人知情权。

  一颗钻坯一定要经过切磨、加工，才会成为钻石，钻石的车工直接影响钻石的价值。最理想的切割效果是保持钻石的最大重量、最好能够降低瑕疵，并充分展示钻石的美，以使钻石光彩照人。一般的切割过程包括以下几个步骤：

  标记（划线）：这是钻石切割的第一步，先检验钻坯、并在钻石表面做标记，做这项工作的人有着丰富的经验并精通加工技术。最终目的是制造出最大、最干净、最理想的钻石，以尽可能高地体现钻石的价值。划线员必须留意两点：即既要尽可能保持最大的重量，又要最好能够降低内含物。划线员利用放大镜研究钻坯的结构，如果是大颗粒钻石，这项工作可能要历时数月，对普通钻坯则需要几分钟。不过，不论钻坯如何细小，每一颗钻石都要经过详细的检查以做出正确的判断。划线员用印第安墨水在钻坯上划下标记，显示该钻坯要沿此线分割。通常尽可能沿钻石的天然纹理方向划线.

  劈割：劈割师将划好的线的钻坯安放在套架上，然后以另一颗钻石沿分割线削一个凹痕，再把方边刀放在凹痕上，以手捶在劈刀上以合适的力敲击，钻石会沿纹理方向被劈成两半或多块。

  锯切：大多数钻石并不适宜劈开，这时需要用锯切开，由于只有钻石才能切割钻石，因此锯片是一张在边缘涂有钻石粉及润滑剂的磷青铜圆片。钻石固定在夹子上，锯盘以非常快速地旋转，即可将钻石锯开。现代激光技术引入钻石切割，大幅度的提升了钻坯的加工效率。

  成型：锯开或劈开的钻石再送到打圆部门去打圆、成型，即按照设计的基本要求将钻石做成圆形、心形、椭圆形、揽尖形、祖母绿形等常见的切割花形，或其它特殊的形状。由于钻石是人类所认识到的最硬的天然物质，所以只有钻石才能打磨钻石，而且因钻石各个方向的硬度略有不同。所以研磨时要凭借经验，把握住钻石的基本形态：三方体、八面体、十二面体及晶体特性。一般方法是将钻坯非常快速地旋转的车床上，然后用另一臂杆上的钻石把转动中的钻坯打圆。

  抛光：在一个涂有钻石粉和润滑油的铸铁圆盘上，车磨出所有瓣面（刻面），使钻石发出光彩。研磨的过程通常是，首先在底层做出8个大面，然后做16个刻面。加尖底，共25个刻面，并由此延伸出三角小面，风筝面及腰上刻面，一共33个刻面，这样一颗圆形钻石一共58个刻面，假如没有底尖的小刻面则共有57个刻面。

  并不是每颗钻坯都一定要经过全部以上工序，这须视钻坯的本身特点、所要达到的目标而定，如对前述的“扁平状”钻坯可能就不用劈割这道工序，又如加工祖母绿钻石就不须经“打圆”的工序。然而，任何钻石毛坯，有两道工序是必不可少的，这就是“划线”、“起瓣、抛光”。一颗精工切割的钻石所产生的瓣面，其位置和角度都是经精确计算的，使钻石发出最大的光彩。随着科学技术的进步，激光技术、电子计算机技术的引入，可以使钻坯的设计、切磨更加精确无误。

  ：折射率与色散率高，火彩强，但具明显双折射，可通过偏光或导热测试区分。

  ：钻石是代表性的宝石，在文化层面被誉为“宝石之王”，高品质钻石通常经过切磨抛光制成戒指、耳环、项链、胸针等，彩色钻石也因稀有而在拍卖市场上屡创新高。

  ：钻石具备优秀能力的热导率（可达铜的4-5倍），被用于散热基底；在高功率半导体（GaN、SiC）器件和航天电子封装中，金刚石基底可大大降低热阻，提高器件寿命。

  ：高透过性和耐极端环境使钻石成为红外窗口、高功率激光窗口和耐辐照窗口的理想材料，在军工和航天领域，钻石光学元件具有防护和精密成像功能。

  钻石中的氮-空位（NV）中心，因其量子特性，可用于量子计算、量子通信和纳米尺度磁场/温度传感；在生命科学和医学影像中，纳米钻石被探索作为荧光探针和药物载体。

  由具公信力实验室依据4C与有关标准出具；部分机构引入“光性能/光彩度”作为补充评价。

  现金交易需在5个工作日内报送大额交易报告，从业机构涵盖天然钻石与制品的现货交易。

  与南京大学等团队在实验室合成出毫米级尺寸的纯相六方金刚石块材，并精确解析了其晶体结构，揭示了全新的相变机制。性能测试结果更令人振奋：合成的

  不仅在硬度上超越了传统金刚石，其抗剪切能力和抗氧化性也更为优异。这项研究意味着，一种预期性能更为极致的超硬材料，终于成为人类可以制备和研究的实体。