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金刚石是在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳元素组成的单质晶体，其与石墨为同素异形体。金刚石是无正八面体晶体，由碳原子以四价键链接，为已知自然存在硬物质，因此钻石的切削和加工使用钻石粉来进行。由于金刚石中的C-C键很强，的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以金刚石硬度大，熔点在3550°C-4000°C，金刚石在纯氧中燃点为720~800℃，在空气中为850~1000℃，而且不导电。在工业上，钻石主要用于制造钻探用的探头和磨削工具，形状完整的还用于制造手饰等高档装饰品，其价格十分昂贵。
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金刚石（diamond），俗称“金刚钻”，它是一种由碳元素组成的矿物，是石墨的同素异形体，化学式为C，也是常见的钻石的原身。金刚石是自然界中天然存在的坚硬的物质。石墨可以在高温、高压下形造金刚石。金刚石的用途广泛，例如:工艺品、工业中的切割工具，也是一种贵重宝石。摩氏硬度10，新摩氏硬度15，显微硬度10000kg/mm2，显微硬度比石英高1000倍，比刚玉高150倍。金刚石硬度具有方向性，八面体晶面硬度大于菱形十二面体晶面硬度，菱形十二面体晶面硬度大于六面体晶面硬度。
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而立方氮化硼的维氏硬度值大约在50GPa，充其量也只能算是世界上第二硬的物质。氮化硼的另一种同素异形体纤维矿氮化硼（w-BN）据称比金刚石还要硬18%，但这只是科学家通过理论模拟推测出来的数据。不幸的是，纤维矿氮化硼在自然界稀有，而且也很难人工造出多的纤维矿氮化硼来科学验其硬度。合成金刚石也大约问世于20世纪50年代。据称，合成金刚石比天然金刚石更硬，因为它有不同的晶体结构。科学家可以利用高温高压改变石墨的晶体结构来制造合成金刚石，但是合成过程缓慢且造价高昂。另一种方法是从加热的碳氢化合物气体中取出碳原子，然后对其进行重新组合，从而制造出合成金刚石，但是这种方法中可选用的基质材料却有限。
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