Ein Diamant

Diamanten – Geschichte, Eigenschaften, Härtegrad, Leitfährigkeit & Farbe Kommentar schreiben

Der Name Diamant leitet sich vom Altgriechischen ἀδάμας (Adamas) ab, „besitzen“, „unveränderlich“, „unzerbrechlich, unbezwingbar“, von ἀ- (a-), „ohne“ + δαμάω (damáō), „Ich regiere, ich kuppel“. Es wird jedoch angenommen, dass Diamanten zuerst in Indien erkannt und abgebaut wurden, wo vor vielen Jahrhunderten bedeutende alluviale Ablagerungen solcher Steine entlang der Flüsse Penner, Krishna und Godavari gefunden werden konnten. Es gilt als erwiesen, dass Sie seit mindestens 3.000 Jahren bekannt sind und dass sie auch schon vor 6.000 Jahren bekannt waren.

Sie werden seit ihrer Verwendung als religiöse Symbole im alten Indien als Edelsteine geschätzt. Ihre Verwendung in Gravierwerkzeugen geht auch auf die frühere Menschheitsgeschichte zurück. Die Popularität wächst seit dem 19. Jahrhundert aufgrund ihres wachsenden Angebots, besserer Schneid- und Poliertechniken, des Wachstums der Weltwirtschaft und innovativer und erfolgreicher Werbekampagnen.

1813 benutzte Humphry Davy eine Linse, um die Sonnenstrahlen auf einen Diamanten in einer Sauerstoffatmosphäre zu konzentrieren und zeigte, dass das einzige Verbrennungsprodukt Kohlendioxid war. Das zeigte, dass der Diamant aus Kohlenstoff bestand. Anschließend zeigte er, dass in einer sauerstofffreien Atmosphäre er in Graphit umgewandelt wird.

Die bekannteste Verwendung ist heute als Schmuckstücke, eine Verwendung, die bis in die Antike zurückreicht. Die Streuung von weißem Licht in Spektralfarben ist das primäre gemmologische Merkmal von Diamantsteinen. Im 20. Jahrhundert haben Experten auf dem Gebiet der Gemmologie Methoden zur Klassifizierung und anderen Edelsteinen entwickelt, die auf den wichtigsten Eigenschaften ihres Edelsteinwertes basieren. Die vier Merkmale, informell bekannt als die vier C’s, die von GIA entwickelt wurden, werden heute häufig als grundlegende Diamantdeskriptoren verwendet: Karat, Schnitt, Farbe und Klarheit 8 (Gewicht, Schnitt, Farbe und Reinheit).

Der Cullinan ist der größte, der in der gesamten bekannten Geschichte gefunden wurde. Es gibt viele unterschiedliche auf der Welt, aber nur sehr wenige, die mit Cullinan, dem rosa Panther der realen Welt, vergleichbar sind. Sie stammt aus einer Mine, die Sir Thomas Cullinan 40 Kilometer von Pretoria, Südafrika, besaß, und wog etwa 3.106 Karat (621 Gramm) und war das große Geburtstagsgeschenk des britischen Königs Edward VII.

Materialeigenschaften von Diamanten

Ein Diamant ist ein transparenter Kristall aus tetraedrisch gebundenen Kohlenstoffatomen (sp3), der in das Diamantnetz kristallisiert, das eine Variation der kubischen Struktur ist, die auf der Fläche zentriert ist. Sie wurden aufgrund ihrer außergewöhnlichen physikalischen Eigenschaften für viele Anwendungen angepasst. Am bemerkenswertesten sind seine extreme Härte und Wärmeleitfähigkeit (900-2.320 W/(m-K)),9 sowie die große Bandbreite und die hohe optische Dispersion. Über 1.700 °C (1.973 K) in vakuum- oder sauerstofffreier Atmosphäre wird er in Graphit umgewandelt. In der Luftumwandlung beginnt er bei etwa 700 °C. Die vorhandenen in der Natur haben eine Dichte von 3,15-3,53 g/cm3, wobei sehr reine im Allgemeinen extrem nahe an 3,52 g/cm3.12 liegen.

Härtegrad

Diamant ist das härteste natürliche Material, das bisher bekannt ist (obwohl 2009 einige Studien eingeleitet wurden, die zeigt, dass Londaleita 58% härter ist), wobei Härte als Kratzfestigkeit definiert ist. Dieser Edelstein hat eine Härte von 10 (die maximale Härte) auf der Mohs-Skala der Mineralhärte. Die Härte ist seit der Antike bekannt und ist die Quelle seines Namens.

Die härtesten natürlichen der Welt stammen aus den Feldern von Copeton und Bingara, die sich im Raum New England in New South Wales, Australien, befinden. Sie wurden von den Cuttern in Antwerpen als can-ni-faire bezeichnet („nothing can be done with them“ – eine Kombination aus dem englischen „can“ = Macht, italienischem „ni“ = nein und französischem „faire“ = to do), als sie in den 1870er Jahren in Mengen aus Australien ankamen. Diese Diamanten sind im Allgemeinen klein, perfekte Oktaeder bis halbperfekt und werden zum Polieren anderer verwendet. Seine Härte ist mit der Form des Kristallwachstums verbunden, das in einer einzigen Stufe erfolgt. Die meisten anderen zeigen mehr Beweise für mehrere Wachstumsphasen, was zu Einschlüssen, Ausfällen und Defektebenen im Kristallgitter führt, die sich alle auf seine Härte auswirken. Es ist möglich, normale unter einer Kombination aus hohem Druck und hoher Temperatur zu behandeln, um solche herzustellen, die härter sind als Diamanten, die in Härtegeräten verwendet werden.

Die Härte trägt zu ihrer Eignung als Edelstein bei. Da sie nur von anderen zerkratzt werden können, behalten sie ihre Politur sehr gut bei. Im Gegensatz zu anderen Edelsteinen passen sie sich aufgrund ihrer Kratzfestigkeit gut dem täglichen Gebrauch an – vielleicht trägt dies zu ihrer Beliebtheit als bevorzugtes Schmuckstück in Verlobungs- und Trauringen bei, die in der Regel jahrzehntelang jeden Tag getragen werden.

Die industrielle Verwendung von Diamanten ist seit jeher mit ihrer Härte verbunden. Diese Eigenschaft macht es zum idealen Material zum Schneiden und Polieren von Werkzeugen. Als härtestes natürliches Material, das bekannt ist, kann es verwendet werden, um jedes Material zu polieren, zu schneiden oder zu erodieren, einschließlich anderer Diamanten. Häufige industrielle Anpassungen dieser Fertigkeit sind Bohrer und Sägen sowie die Verwendung von Diamantpulver als Schleifmittel. Günstigere in Industriequalität, bekannt als Bort, mit vielen Fehlern und einer schlechteren Farbe als Edelsteine, werden für solche Zwecke verwendet.

Er ist nicht für Hochgeschwindigkeitsmaschinen für Eisenlegierungen geeignet, da Kohlenstoff bei den hohen Temperaturen, die von Hochgeschwindigkeitsmaschinen erzeugt werden, in Eisen löslich ist, was zu einem erhöhten Verschleiß der Diamantwerkzeuge im Vergleich zu Alternativen führt.

Diese Substanzen können den Diamanten zerkratzen:

  • Einige Diamanten sind härter als andere.
  • Nanokristalline Diamantaggregate, hergestellt durch Hochdruck- und Hochtemperaturbehandlung von Graphit oder Fullerenen (C60).
  • Kubisches Bornitrid (Borazon)
  • Eine hexagonale Form des Diamanten namens Lonsdaleit, die theoretisch 58% stärker sein soll als der Diamant.

Elektrische Leitfähigkeit

Auch andere spezialisierte Anwendungen gibt es oder werden entwickelt, einschließlich ihrer Verwendung als Halbleiter: Einige blaue Diamanten sind natürliche Halbleiter, im Gegensatz zu den meisten anderen, die ausgezeichnete elektrische Isolatoren sind. Leitfähigkeit und blaue Farbe stammen von Borverunreinigungen. Bor ersetzt Kohlenstoffatome im Diamantnetzwerk und spendet ein Loch im Valenzband.

Eine beträchtliche Leitfähigkeit wird häufig bei nominell undotierten beobachtet, die durch chemische Dampfabscheidung gewachsen sind. Diese Leitfähigkeit ist mit Arten verbunden, die mit an der Oberfläche adsorbiertem Wasserstoff zusammenhängen, und kann durch Glühen oder andere Oberflächenbehandlungen entfernt werden.

Durchhaltevermögen

Die Zähigkeit bezieht sich auf die Fähigkeit des Materials, durch starke Stöße einem Bruch zu widerstehen. Die Zähigkeit von Naturdiamant wurde als 2,0 MPa-m1/2,25 und der kritische Spannungsintensitätsfaktor als 3,4 MN-m-3/2,26 gemessen. Diese Werte sind hoch im Vergleich zu anderen Edelsteinen, aber niedrig im Vergleich zu den meisten technischen Materialien. Wie bei jedem Material trägt die mikroskopische Geometrie zu seiner Bruchfestigkeit bei. Der Diamant hat eine Bruchfläche und ist daher in einigen Ausrichtungen empfindlicher als in anderen. Diamantschleifer nutzen dieses Attribut, um einige Steine zu brechen, als Vorstufe zum Facettieren.

Farbe von Diamanten

Der Diamant hat ein breites, verbotenes Spektrum von 5,5 eV (oder 225 nm) über das gesamte sichtbare, was bedeutet, dass der reine Diamant sichtbares Licht durchlassen und als transparenter, farbloser Kristall erscheinen sollte. Der Ursprung der Farben im Diamanten liegt in Netzwerkfehlern und Verunreinigungen. Die meisten Diamantverunreinigungen bestehen aus dem Austausch eines Kohlenstoffatoms im Kristallgitter. Die häufigste Verunreinigung, Stickstoff, verursacht je nach Art und Konzentration des vorhandenen Stickstoffs eine leichte bis starke Gelbfärbung. Das Gemological Institute of America (GIA) klassifiziert die niedrige Gelb- und Braunsättigung als Diamanten im normalen Farbbereich und wendet eine Skala von „D“ (farblos) bis „Z“ (leicht gelb) an. Stickstoff ist die mit Abstand häufigste Verunreinigung in Diamantsteinen und ist für Gelb und Braun verantwortlich (siehe auch: Stickstoff-Leerzentrum). Bor ist für die blaugraue Farbe verantwortlich. Varianten verschiedener Farben, wie z.B. Blau, werden als „Fantasiefarbe“ bezeichnet und fallen unter eine andere Skala.

Die Übergangsmetalle Ni und Co, die üblicherweise für das Wachstum synthetischer Diamanten durch Hochdruck- und Hochtemperaturtechniken verwendet werden, wurden als einzelne Atome nachgewiesen, wobei die maximale Konzentration jedoch 0,01% für Ni,29 und noch viel niedriger für Co beträgt. Beachten Sie jedoch, dass praktisch jedes Element durch Ionenimplantation eingebracht werden kann.

Farbe in Diamanten hat zwei zusätzliche Quellen: Bestrahlung (normalerweise durch Alpha-Partikel), die Farbe in grünen Verursacht und physikalische Verformungen des Diamantkristalls, bekannt als plastische Verformungen. Plastische Verformung ist die Ursache für die Farbe bei bestimmten braunen Varianten und vielleicht bei einigen rosa und roten. In der Reihenfolge der Seltenheit werden farblose, die bei weitem am häufigsten vorkommen, von gelb und braun gefolgt, dann von blau, grün, schwarz, durchscheinend weiß, rosa, violett, orange, lila und den seltensten, roten. Solche, die nicht wirklich schwarz sind, aber zahlreiche dunkle Einschlüsse enthalten, die dem Edelstein sein dunkles Aussehen verleihen, werden „schwarze“ Diamanten genannt.

Der bekannteste und wertvollste schwarze ist der „Black Orlov Diamond „32, obwohl er für seine Geschichte wertvoller ist als für die Tatsache, dass er schwarz ist. (Nicht zu verwechseln mit Oslovs Diamanten)

Im Jahr 2008 erreichte der Wittelsbacher Diamant, ein blauer von 35,56 Karat (7,11 g), von dem angenommen wird, dass er dem König und der Königin von Spanien gehört hat, in einer Christie’s-Auktion die Summe von mehr als 24 Millionen US-Dollar. Im Jahr 2009 erreichte ein blauer mit 7,03 Karat (1,41 g) den höchsten Preis pro Karat, der jemals für einen gezahlt wurde, als er für 10,5 Millionen Schweizer Franken (6,97 Millionen Euro oder 9,5 Millionen US-Dollar zu diesem Zeitpunkt) versteigert wurde, der über den 1,3 Millionen US-Dollar pro Karat lag.

Identifikation

Diamanten zeichnen sich durch ihre hohe Wärmeleitfähigkeit aus. Der hohe Brechungsindex ist ebenfalls ein Indikator, aber andere Materialien haben eine ähnliche Brechkraft. Diamantgeschliffenes Glas, aber das identifiziert einen Diamanten nicht eindeutig, da andere Materialien, wie z.B. Quarz, auch auf Glas auf der Mohs-Skala vorkommen und auch Glas schneiden können. Sie kratzen leicht an anderen, aber das schadet beiden.

Es gibt physikalische Methoden zur Identifizierung, wie beispielsweise die Verwendung von Schwerflüssigkeiten. Diese sind das Eintauchen der Probe in eine Lösung von Methylenjodid, in die der Edelstein schwimmt oder sinkt, unabhängig davon, ob es sich um einen Diamanten handelt oder nicht.

Vor einigen Jahren wurden Geräte hergestellt, die die Wärmeleitfähigkeit nutzen, um ihn von anderen transparenten Edelsteinen zu unterscheiden. Zuerst waren sie sehr nützlich, besonders für diejenigen, die keine gemmologischen Kenntnisse hatten, da das einfache Berühren des Edelsteins mit diesen Geräten feststellen konnte, ob es sich um Diamanten handelte. Aber mit dem Erscheinen von Moissanit, einer weiteren neuen Diamantimitation, die eine sehr ähnliche Wärmeleitfähigkeit aufweist, wurde die Zuverlässigkeit dieser Geräte in Frage gestellt.

Es gibt auch direkte Beobachtungsmethoden, um einen zu identifizieren. Gemmologische Mikroskope erlauben es uns, die inneren Einschlüsse des untersuchten Edelsteins zu beobachten, und ein Experte kann bestimmen, welche Einschlüsse charakteristisch sind und welche nicht. Transparenz ist ein weiteres Merkmal, der weniger transparent ist als einige seiner Nachahmungen.

Dieser Text steht unter der Creative Commons Attribution-ShareAlike License. Der Text wurde bestmöglichst übersetzt. Kleine Änderungen wurden vorgenommen.Quelle

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