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हीरा कार्बन का एक मेटास्टेबल अलॉट्रोप है, जहां कार्बन परमाणुओं को एक हीरे के जाली नामक फेस-केंद्रित क्यूबिक क्रिस्टल संरचना की भिन्नता में व्यवस्थित किया जाता है। हीरा ग्रेफाइट की तुलना में कम स्थिर होता है, लेकिन मानक स्थितियों में हीरे से ग्रेफाइट की रूपांतरण दर नगण्य होती है। हीरे को भौतिक भौतिक गुणों के साथ एक सामग्री के रूप में प्रसिद्ध किया जाता है, जिनमें से अधिकांश अपने परमाणुओं के बीच मजबूत सहसंयोजक बंधन से उत्पन्न होते हैं। विशेष रूप से, हीरे में किसी भी थोक सामग्री की उच्चतम कठोरता और तापीय चालकता होती है। उन गुणों को काटने और चमकाने के उपकरणों में हीरे के प्रमुख औद्योगिक अनुप्रयोग और हीरे के चाकू और हीरे की आँवला कोशिकाओं में वैज्ञानिक अनुप्रयोग निर्धारित करते हैं।

इसकी अत्यधिक कठोर जाली के कारण, यह बहुत कम प्रकार की अशुद्धियों, जैसे कि बोरान और नाइट्रोजन से दूषित हो सकता है। छोटी मात्रा में दोष या अशुद्धियाँ (लगभग एक मिलियन जाली के परमाणुओं में) रंग हीरा नीला (बोरॉन), पीला (नाइट्रोजन), भूरा (जालीदार दोष), हरा (विकिरण जोखिम), बैंगनी, गुलाबी, नारंगी या लाल। डायमंड में अपेक्षाकृत उच्च ऑप्टिकल फैलाव (विभिन्न रंगों के प्रकाश को फैलाने की क्षमता) भी है।

अधिकांश प्राकृतिक हीरे पृथ्वी के मेंटल में 140 से 190 किलोमीटर (87 से 118 मील) की गहराई पर उच्च तापमान और दबाव में बनते हैं। कार्बन युक्त खनिज कार्बन स्रोत प्रदान करते हैं, और विकास 1 अरब से 3.3 बिलियन वर्ष (25% से 75% पृथ्वी की आयु) तक होता है। मैग्मा द्वारा गहरे ज्वालामुखीय विस्फोटों के माध्यम से हीरे को पृथ्वी की सतह के करीब लाया जाता है, जो किम्बर्लाइट्स और लैंप्रोइट्स नामक आग्नेय चट्टानों में ठंडा हो जाता है। हीरे को एचपीएचटी पद्धति में भी कृत्रिम रूप से उत्पादित किया जा सकता है जो पृथ्वी के मेंटल में स्थितियों का अनुकरण करता है। एक वैकल्पिक, और पूरी तरह से अलग विकास तकनीक रासायनिक वाष्प जमाव (सीवीडी) है। कई गैर-हीरे सामग्री, जिसमें क्यूबिक ज़िरकोनिया और सिलिकॉन कार्बाइड शामिल हैं और जिन्हें अक्सर हीरा सिमुलेंट कहा जाता है, उपस्थिति और कई गुणों में हीरे जैसा दिखता है। प्राकृतिक हीरे, सिंथेटिक हीरे और हीरे के सिमुलेंट को अलग करने के लिए विशेष जेमोलॉजिकल तकनीक विकसित की गई है।

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