碳和碳的氧化物与我们的生活密切相关,请回答下列问题:
$(1)$用碳素墨水填写重要的档案、文件等,时间长久也不褪色的原因是______.
$(2)$碳元素能形成的单质有金刚石、石墨和$C_{60}$等；如图是金刚石、石墨、$C_{60}$、碳纳米管结构示意图,请回答下列问题:

①金刚石的立体网状结构不易被外力作用破坏,因而金刚石具有______的性质.
②一定条件下,碳纳米管能转化成石墨,该变化是______$(填"物理"、"化学")$变化.
③这几种碳单质物理性质差异大的原因是______.