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金刚石是单一碳原子的结晶体,其晶体结构属原子密度高的等轴面心立方晶系。金刚石晶体中碳原子间的连接键为sp3杂化共价键，具有的结合力、稳定性和方向性。金刚石特的晶体结构使其具有自然界高的硬度、刚性、折射率和导热系数，以及的抗磨损性、抗腐蚀性及化学稳定性。
单晶金刚石的优良特性可以满足精密及超精密切削对刀具材料的大多数要求，是理想的精密切削刀具材料。金刚石无内部晶界的均匀晶体结构使刀具刃口在理论上可以达到原子级的平直度与锋利度，切削时切薄能力强、精度高、切削力小；其高硬度及良好的抗磨损性、抗腐蚀性和化学稳定性可刀具具有超命，从而能进行长时间的持续切削，并可减小因刀具磨损对零件精度的影响；其高导热系数可降低切削温度和零件的热变形。