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金剛石的特點是具有優(yōu)異的硬度、魯棒 性以及光學(xué)與熱學(xué)性能，可用于制造精 美的寶石和精良的工業(yè)刀具。 但天然金剛石固有的可變性和稀缺性限 制了其在工程應(yīng)用中的使用。合成工藝 的發(fā)展讓制造持續(xù)穩(wěn)定的工程人造金剛 石成為可能。人們*初在 20 世紀 50 年 代運用高溫高壓法、后來在 80 年代運 用化學(xué)氣相沉積法來制造優(yōu)異的共價晶 體金剛石。 現(xiàn)代工業(yè)消耗的人造金剛石約有 800 噸，大約是作為寶石開采的天然金剛石 的150 倍。 一切在于結(jié)構(gòu) 金剛石的特性源自其結(jié)構(gòu)，任一原子都 被相鄰的四個原子包圍，通過共價鍵結(jié) 合在立方晶格中，形成四面體結(jié)構(gòu)。這 種結(jié)合堅固、堆積緊湊、致密、剛性 的結(jié)構(gòu)使其具有優(yōu)異的性能。能夠操控 缺陷和合成條件的影響，意味著材料科 學(xué)家已經(jīng)可以針對廣泛的應(yīng)用優(yōu)化和定 制金剛石的特性。通過控制缺陷和合成 條件的影響，材料科學(xué)家能夠優(yōu)化和定 制金剛石的顯著性能，以獲得廣泛的應(yīng) 用。