碳单质是碳元素组成的单质，具有多种物理和化学性质，广泛应用于不同领域。以下是主要碳单质的用途分类及对应性质：

一、金刚石

硬度与切割用途

金刚石是自然界最硬的物质，硬度达10，常用于切割玻璃、大理石及钻探设备（如钻头）。

光学与导热应用

金刚石薄膜透光性好，适合制作光学镜片；导热性能优异，用于集成电路基板散热。

二、石墨

导电与润滑性

具有优良的导电性和润滑性，是铅笔芯、电极及高铁列车受电弓滑板的关键材料。

工业用途

用于高温环境（如电车滑块）及需要耐磨性的场景。

三、木炭与活性炭

吸附性

木炭和活性炭因疏松多孔结构，可吸附溶剂中的色素、异味或有害气体，用于净化空气、水处理及防毒面具。

燃料与工业用途

木炭可作为燃料，焦炭用于冶金工业还原金属及制取水煤气。

四、C₆₀（足球状碳）

特殊物理性质

分子呈足球状结构，导电性较差但导热性良好，适用于新型材料研发。

潜在应用

在超导、催化及能源领域有研究价值。

五、其他碳单质

焦炭：

用于冶金工业还原铁、制取水煤气及环保处理（如NO污染治理）。

炭黑：作为染料、墨汁及防锈涂层材料。

总结

碳单质的用途与其物理性质密切相关。金刚石的硬度、石墨的导电性、木炭的吸附性等特性，使其在工业、日常生活及高科技领域中发挥重要作用。随着科技发展，新型碳单质（如C₆₀）的潜在应用仍在不断探索中。