从化学角度来看，金刚石和钻石是同一种物质：具有立方晶格的晶体碳（C）。区别在于质量、尺寸、透明度和用途。钻石是经过切割的宝石级金刚石，用于珠宝。工业金刚石是用于工具制造、磨料、电子等行业的技术金刚石。
基本物理性能对比
| 参数 | 金刚石（工业级） | 钻石（宝石级） |
|---|---|---|
| 化学式 | C（碳） | C（碳） |
| 晶系 | 立方 | 立方 |
| 莫氏硬度 | 10 | 10 |
| 努氏硬度，GPa | 57–104 | 70–100 |
| 密度，g/cm³ | 3.50–3.53 | 3.515–3.525 |
| 折射率 | 2.40–2.42 | 2.417 |
| 色散 | 0.044 | 0.044 |
| 导热系数，W/(m·K) | 200–2000 | 600–2500 |
| 熔点，°C | ~4000 （高压下） | ~4000 （高压下） |
| 化学稳定性 | 耐酸碱 | 耐酸碱 |
培育钻石与天然钻石参数对比
培育（合成）钻石在物理化学性质上与天然钻石几乎无法区分。以下是关键参数的详细对比。
| 属性 | 培育钻石 | 天然钻石 | 区别 |
|---|---|---|---|
| 化学成分 | 碳 C | 碳 C | 无 |
| 折射率 | 2.42 | 2.42 | 无 |
| 相对密度 | 3.52 | 3.52 | 无 |
| 色散 | 0.044 | 0.044 | 无 |
| 硬度值 | 90 GPa | 90 GPa | 无 |
| 导热性 | 2×10³ W/(m·K) | 2×10³ W/(m·K) | 无 |
| 热胀性 | 0.8×10⁻⁶ K⁻¹ | 0.8×10⁻⁶ K⁻¹ | 无 |
| 透光性 | 深紫外到远红外 | 深紫外到远红外 | 无 |
| 电阻性 | 10¹⁶ Ω·cm | 10¹⁶ Ω·cm | 无 |
| 可压缩性 | 8.3×10⁻¹³ m²/N | 8.3×10⁻¹³ m²/N | 无 |
天然钻石和培育钻石的区别就好比河里的冰跟冰箱里的冰的区别，只不过后者通过工业手段缩短了钻石形成时间。
关键区别
1. 透明度和颜色
钻石：
- 在可见光谱中完全透明
- 无色（GIA的D-Z级）或彩色（黄色、粉色、蓝色、绿色、红色）
- 无可见包裹体（或数量极少）
- 净度按GIA分级：FL、IF、VVS1、VVS2、VS1、VS2、SI1、SI2、I1、I2、I3
工业金刚石：
- 不透明或半透明
- 黄色、灰色、绿色或黑色（由于氮、镍、钴杂质）
- 含有金属催化剂包裹体（Ni、Fe、Co）
- 透明度不是质量标准
2. 尺寸和形状
钻石：
- 尺寸：通常0.01到100+克拉（1克拉=0.2克）
- 形状：规则晶体（八面体、菱形十二面体）
- 切割后：圆形、公主方、祖母绿形、椭圆形、梨形等形状
- 重量是最重要的定价因素
工业金刚石：
- 尺寸：从0.1 μm（微粉）到5 mm（大晶体）
- 形状：不规则晶体、破碎颗粒
- 用作微粉、研磨膏、悬浮液或烧结复合材料（PCD）
- 重量按克拉或公斤计，每克拉价格低得多
3. 杂质和纯度
钻石：
- 纯度：99.95-99.99%碳
- 杂质：氮（黄色）、硼（蓝色）、氢
- 无金属包裹体
- 每颗宝石都有证书（GIA、HRD、IGI）
工业金刚石：
- 纯度：99.0-99.9%碳（净化后）
- 杂质：金属催化剂（Ni、Fe、Co）、石墨、其他碳形态
- 微粉经酸净化后纯度≥99.9%
- 按技术参数认证（粒度、强度、形状）
4. 来源和生产
钻石：
- 天然：在地球地幔150-200 km深度、4.5-6 GPa压力、900-1300°C温度下经10-30亿年形成
- 合成宝石级：CVD法（化学气相沉积）
- 开采：金伯利岩管、砂矿
- 世界产量：约1.5亿克拉/年（天然）
工业金刚石：
- 合成：HPHT法（高温高压）——占产量90%
- 合成：CVD法——用于特殊应用
- 天然工业级： bort（非宝石级金刚石）——约10%
- 世界产量：约50亿克拉/年（合成）
- 中国生产世界90%以上的人造金刚石
5. 导热性和导电性
钻石：
- 导热系数：600-2500 W/(m·K)（取决于纯度和取向）
- 导电性：绝缘体（电阻率>10¹⁶ Ω·cm）
- 例外：蓝色钻石（硼杂质）——半导体
工业金刚石：
- 导热系数：200-2000 W/(m·K)（由于杂质较低）
- 导电性：由于金属包裹体可能导电
- PCD复合材料：导热系数200-500 W/(m·K)
成本对比
| 类别 | 每克拉价格 | 备注 |
|---|---|---|
| 钻石1克拉，VS1，G色 | $4000–$8000 | 宝石级 |
| 钻石0.1克拉 | $200–$500 | 小颗粒宝石级 |
| 工业金刚石（大颗粒） | $0.5–$5 | 工具用 |
| 金刚石微粉W10 | $0.1–$0.5 | 磨削用 |
| 金刚石微粉W1 | $0.5–$2 | 抛光用 |
| PCD毛坯 | $2–$20/克拉 | 切削刀具用 |
有趣的事实
- "钻石"一词来自法语"brillant"——"闪耀的"。这个名称在17世纪随着理想圆形切工的发明而出现。
- 工业人造金刚石于1954年由通用电气公司首次生产。现在合成金刚石占工业市场的98%。
- 世界上最大的切割钻石——库里南一世（非洲之星），重530.2克拉，镶嵌在英国君主的权杖上。
- 在工业中，金刚石的使用量是珠宝行业的100多倍，但每克拉价格便宜1000多倍。
- CVD法合成钻石在物理和化学上与天然钻石无法区分——只有昂贵的实验室设备才能确定其来源。
- 工业金刚石微粉可以细到（W0.5 = 0.5 μm）颗粒比人发细100倍。
为什么工业金刚石不能做珠宝
HPHT合成（几乎所有工业金刚石的基础）生产的晶体含有高金属包裹体（Fe/Ni/Co）、生长缺陷和颜色（黄、棕、有时灰色）。对于工具和磨粉，这些缺陷并不关键——甚至有益：包裹体增加脆性，便于破碎成微粉。但对于宝石，任何包裹体在肉眼或10倍放大镜下都可见，立即降低净度评级。
要求的平行与差异
| 标准 | 珠宝钻石 | 工业金刚石 |
|---|---|---|
| 尺寸 | ≥ 0.01 ct，需切磨 | 1 μm – 1 mm，粉体/碎粒 |
| 净度 | VVS–SI | 允许包裹体，≤500 ppm |
| 颜色 | D–J 无色 | 任意，颜色不重要 |
| 硬度 | 硬度本身（莫氏 10） | 核心使用性能 |
| 每克拉价格 | $500 – 50 000+ | $0.1 – 5（粉体） |
结论：这是两个不同市场，要求不同，单位质量价格相差1000-100000倍。DIAMTECH供应的是用于工具、PCD烧结和抛光的工业微粉——不是宝石。
历史：金刚石如何走向工业
1950年代以前，世界上所有金刚石都是天然的，开采被少数公司控制，价格高昂。1954年，通用电气首次在实验室实现HPHT合成金刚石，到1960年代，美国、瑞典和苏联建立了合成金刚石工业生产。到1970年代，合成金刚石已在大多数工业应用中取代天然金刚石——不是因为性能更好，而是因为更便宜、更稳定、不依赖矿山。
如今，全球工业消耗的金刚石95%以上是合成的。中国（主要是河南省）生产其中约80%。天然金刚石保留在两个利基市场：珠宝市场和需要独特形貌的专用工具。
致读者结语
如果您在找"买钻石"——本网站不适合您。但如果您需要用于刀具、PCD烧结、光学或陶瓷抛光的金刚石微粉——您来对地方了。工业金刚石不是"劣质钻石"，而是为耐磨性而非光泽优化的独立产品。其10000HV硬度、700°C热稳定性和可重复的批次质量使其在现代制造业中不可替代。
需要记住的关键区别：珠宝钻石以稀有性和透明度为价值，工业金刚石以硬度和稳定性为价值。同一种化学元素（碳）在两个完全不同的经济体中运作。
金刚石作为材料与明亮式作为切工
金刚石是立方晶格（sp³ 杂化）的结晶碳，已知最硬材料。"明亮式"（brilliant）不是独立物质，而是用于宝石级金刚石的切工形状（通常 57 个刻面，圆明亮式）。工业微粉是作为磨料的金刚石，无明亮式切工，非宝石级。
| 属性 | 金刚石（材料） | 明亮式（切工） |
|---|---|---|
| 本质 | 物质 | 形状 |
| 硬度 | 莫氏 10 | 不适用 |
| 用途 | 磨料、切削 | 珠宝 |