金刚石的力学性能   (mechanical  properties  of  diamond)

指金刚石的弹性模量、强度和研磨性。

金刚石具有特殊的弹性，用研究x射线衍射强度和超声波的传播速度的方法测定了它们的绝对弹性模量。金刚石的弹性模量，在所有物质中为最高。由于各测量者提供的数据有异，现将四个测量者所得到的弹性模量值列于表中。

由弹性模量测定值中可以计算出金刚石的体积压缩系数为(0.16～0.18)×10^-7MPa。体积压缩模量为(5.6～6.3)×10⁵MPa。金刚石的压缩系数，在所有物质中为最小。

金刚石的抗压强度为885MPa；

八面体天然金刚石抗拉强度约为3000MPa；

十二面体金刚石抗拉强度为4380MPa。

抗拉强度的实验值变化很广。这一点部分地反映了用金刚石进行测试所遇到的困难，同时也表明个别金刚石的强度受它所包含的缺陷、包裹体和杂质的影响很大。一些小的金刚石(或小的受负荷面积)往往比一些大的金刚石(或大的受负荷面积)显示较大的强度，亦即存在有一个尺寸效应。抗拉强度之值为4×10³MPa。

切变强度的理论值为12×10⁴MPa。切变强度的实验值，不同方法有所不一。摩擦实验得出的切变强度为8.7×10³MPa；扭力实验测得的数据为3×10²MPa。

抗压强度因质地优劣而有高低。无外裂纹或包裹体的天然八面体的平均值为8.68X10³MPa，最大值为16.53×10³MPa(施加负荷面的面积约为10～2cm²)；具有半透明包裹体或少量极小包裹体的人造金刚石抗压强度平均值为17.44×10³MPa，最大值为24.50×10³MPa(施加负荷面的面积约为(50～75)×10^-4mm²)。

金刚石在实际应用中，承受的是动载，所以动强度更有指导意义。20世纪80年代日本Tohoku大学、中国中南工业大学先后研制出落锤仪测定金刚石的动强度，即以破碎能E表示磨粒的动强度。

式中F为锤头重力；x为锤头在F力方向的位移；S为锤头最初与磨粒接触直到锤头碰着闭锁装置所通过的距离。

金刚石的研磨性比其他研磨材料优良：金刚石与氮化硼的比为2：1；金刚石与石英为5．5：1，显然高出好几倍。