金刚石的化学性质

一、疏水性

金刚石对水不润湿，然而容易粘油。这种疏水亲油的特征是由金刚石sp³杂质的非极性键的本质决定的。这一特性不仅提示人们可以使用油脂去提取金刚石，而且在制造金刚石磨具时，宜选用含有亲油基因的有机物作为金刚石润湿剂。

二、常温下的化学稳定性

在常温下，金刚石对酸、碱、盐等一切化学试剂都表现为惰性，王水也不能与它发生化学反应。在加热情况下（1000℃一下），除个别氧化剂外，不受其他化学试剂的腐蚀。利用金刚石的化学稳定性，可以用酸、碱来提纯金刚石。

三、高温下的氧化性（热稳定性）

在数百度高温下，某些氧化剂，如KNO₃以及高氯酸盐，能与金刚石发生作用。NaNO₃之类的试剂在熔融状态下能腐蚀金刚石。

在纯氧中，600°以上，金刚石开始失去光泽，出现黑色表皮，谓之烬化。700~800℃开始燃烧，反应式：C+O₂→CO₂。

在空气中，人造金刚石开始氧化温度为740~840℃，有的产品在600℃左右就能氧化。在空气中，开始燃烧温度为850~1000℃。热稳定性取决于金刚石晶体的完整程度。

四、金刚石的石墨化现象（在非氧介质中的热稳定性）

在真空或惰性气氛中，当加热到某一温度时，金刚石会发生石墨化现象：

C_金刚石→C_石墨

1500℃能检验出表面开始石墨化，随着温度升高，石墨化速度加快，1600~1900℃整个晶体迅速石墨化。在2100℃时，一颗0.1克拉的八面体钻石在3min内全部化为灰烬。

当存在哪怕极少量氧气时，石墨化在较低温度（1000℃以下）开始了。过渡金属的存在会加速石墨化过程。

五、金刚石与过渡金属的化学作用

一些过渡金属能与金刚石起化学作用，促使金刚石解体。这些金属分为两类。一类是周期表中ⅦB族和Ⅷ族金属，如Fe、Co、Ni、Mn及Pt系金属。在熔融状态，它们是碳的溶剂，在磨削高温下会使金刚石产生溶剂化现象。另一类是容易生成稳定碳化物的金属，包括ⅣB、ⅤB、ⅥB族，例如W、V、Ti、Ta、Zr等，他们与金刚石有更强的亲和力，在高温下能与金刚石起化学反应，生产相应的稳定碳化物。

金刚石与过渡金属的作用是它加工这些材料时发生粘刀现象的化学本质，从而也决定了金刚石工具的使用范围。