蓝丝黛尔石

蓝丝黛尔石（为纪念凯瑟琳·朗斯代尔而命名），根据晶体结构也称为六角金刚石，是一种具有六方晶格的碳同素异形体，与传统金刚石的立方晶格相反。 它存在于自然界的陨石碎片中； 当含有石墨的流星撞击地球时，巨大的热量和冲击力将石墨转变为金刚石，但保留了石墨的六方晶格。 蓝丝黛尔石于 1967 年首次从 Canyon Diablo 陨石中被发现，在那里它以与普通钻石相关的微观晶体形式存在。

它呈半透明棕黄色，折射率为 2.40–2.41，比重为 3.2–3.3。 根据计算模拟，它的硬度在理论上优于立方体金刚石（高出 58%），但天然标本在较大的值范围内（莫氏硬度为 7-8）表现出稍低的硬度。 据推测，原因是样品中布满了晶格缺陷和杂质。

除了陨石矿床外，六角金刚石已在实验室（1966 年或更早；1967 年发表）通过在静态压力机中压缩和加热石墨或使用炸药合成。

根据对从陨石中收集或在实验室制造的少量样品的检查结果的常规解释，朗斯代尔石具有六方晶胞，与金刚石晶胞的相关性与六方和立方密排晶体系统的相关性相同 . 它的金刚石结构可以被认为是由六个碳原子的互锁环组成的，呈椅式结构。 在 lonsdaleite 中，一些环呈船形。 在纳米尺度上，立方体金刚石由类金刚石表示，而六角形金刚石由伍尔佐德表示。

在金刚石中，一层环内和环之间的所有碳碳键都处于交错构象，因此导致所有四个立方对角线方向相等； 而在 lonsdaleite 中，层之间的键处于重叠构象中，它定义了六角对称轴。

矿物学模拟预测 lonsdaleite 在 <100> 上比金刚石硬 58% 面，并抵抗 152 GPa 的压痕压力，而金刚石会在 97 GPa 时破裂。 IIa 金刚石的 <111> 还超过了这一点。 尖端硬度为 162 GPa。

lonsdaleite 的外推性质受到质疑，尤其是其超强的硬度，因为晶体学检查下的样本没有显示出块状六方晶格结构，而是传统的立方金刚石，其结构缺陷占主导地位，包括六方序列。 对 lonsdaleite 的 X 射线衍射数据的定量分析表明，存在大约等量的六方和立方堆叠序列。 因此，有人提出堆积无序金刚石是朗斯代尔石最准确的结构描述。 另一方面，最近使用原位 X 射线衍射进行的冲击实验显示出强有力的证据，证明在与陨石撞击相当的动态高压环境中会产生相对纯净的朗斯代尔石。

蓝丝黛尔石作为与钻石相关的微观晶体出现在几个陨石中：Canyon Diablo、Kenna 和 Allan Hills 77283。它也天然存在于萨哈共和国的非火流星钻石砂矿床中。 有争议的新仙女木撞击假说的支持者在墨西哥瓜纳华托州 Cuitzeo 湖的沉积物中发现了 d 间距与蓝丝黛尔石一致的物质，其年代极不确定。 蓝丝黛尔石和其他纳米金刚石存在于格陵兰冰原的一层可能属于新仙女木时代的说法尚未得到证实，目前存在争议。 它在当地泥炭沉积物中的存在被认为是通古斯事件是由流星而非彗星碎片引起的证据。

除了通过在静态压力机中或使用炸药压缩和加热石墨进行实验室合成外，朗斯代尔石还通过化学气相沉积以及通过聚合物聚（氢化卡炔）在大气压力和氩气下的热分解来生产 大气，在 1,000 °C (1,832 °F)。

2020 年，澳大利亚国立大学的研究人员偶然发现，他们能够使用金刚石压砧在室温下生产斜石。

2021 年，华盛顿州立大学的冲击物理研究所发表了一篇论文，指出他们制造了大到足以测量其刚度的朗斯代尔石晶体，证实它们比普通立方钻石更硬。 然而，用于制造这些晶体的爆炸也在纳秒后摧毁了它们，提供的时间刚好足以用激光测量刚度。