Studium, Ausbildung und Beruf

web uni-protokolle.de
 powered by
NachrichtenLexikonProtokolleBücherForenDonnerstag, 19. Oktober 2017 

Diamant


Dieser Artikel von Wikipedia ist u.U. veraltet. Die neue Version gibt es hier.
Diamant

Diamanten im Brillantschliff

Chemismus C
Kristallsystem kubisch fcc
Kristallklasse __
Farbe farblos durch Verunreinigungen auch rot grün gelb etc.
Strichfarbe weiß
Härte 10
Dichte 3 5 g/cm 3
Entropie 2 38 Ct/mol
Glanz Diamantglanz (Fettglanz)
Opazität durchsichtig
Bruch muschelig
Spaltbarkeit vollkommen (111)
Habitus gedrungen
häufige Kristallflächen __
Zwillingsbildung __
Kristalloptik
Brechungsindex 2 41 bei λ = 590
Doppelbrechung keine
optische Orientierung __
Winkel/Dispersion
der optischen Achsen
2v z ~ ___
weitere Eigenschaften
chemisches Verhalten chemisch inert gegenüber fast allen Chemikalien außer bei hohen Temperaturen
ähnliche Minerale __
Radioaktivität nicht radioaktiv
Magnetismus nicht magnetisch
besondere Kennzeichen höchster Schmelzpunkt (3820 Kelvin ) Wärmeleitfähigkeit fünfmal besser als Silber

Diamant (von griechisch diaphainein : durchscheinen und adamantos : das Unbezwingbare) ist neben Graphit und Fulleren eine der drei Modifikationen des Kohlenstoffs und mit einer Mohshärte von 10 das härteste natürlich vorkommende Mineral . Diamant ist bei Raumtemperatur metastabil die für den Phasenübergang in die stabile Modifikation (Graphit) ist so hoch dass eine Umwandlung in Graphit Raumtemperatur praktisch nicht stattfindet. Diamant besitzt ein Kristallsystem und ist in reinem Zustand transparent aber durch Verunreinigungen in den verschiedensten Farben Die Strichfarbe ist weiß.

Die Dichte betragt ca. 3 5 g/cm die Masse individueller Diamanten wird traditionell in Karat angegeben einer Einheit die 0 2 entspricht.

Inhaltsverzeichnis

Aufbau und chemisches Verhalten

Im Diamant sind die Kohlenstoffatome tetraedrisch gebunden das bedeutet jedes Atom hat symmetrisch ausgerichtete Bindungen zu seinen nächsten Nachbarn. große Härte resultiert aus der sehr hohen der vollständig in sp 3 - Hybridisierung vorliegenden chemischen Bindungen.

Diamant verbrennt in reinem Sauerstoff bei ca. 720 °C in Luft über 800 °C zu Kohlendioxid .

Entstehung und Vorkommen

Das Muttergestein des Diamant ist der Kimberlit . Innerhalb dieses Gesteins wandelt sich der in Tiefen von oft mehr als 150 unter hohem Druck und bei Temperaturen von zu 3000 °C zu Diamanten um. Diese durch die so genannten Pipes an die Erdoberfläche. Von dort können durch natürliche Verwitterungsprozesse bei denen sie aufgrund Härte intakt bleiben abtransportiert werden und reichern dann meist in Sedimentgesteinen an die heute eine der Hauptquellen Minerals darstellen.

Gewonnen werden sie zudem in den erloschener Vulkane die senkrecht nach unten abgebaut werden. Muttergestein wird dabei zermahlen um die Diamanten gewinnen. Im Süden Afrikas liegen Diamanten auch Grund der Wüste so dass der Sand bis zum gewachsenen Fels abgetragen und werden muss.

Die größten Diamantenvorkommen befinden sich in insbesondere in der Republik Südafrika Namibia Botswana der Demokratischen Republik Kongo und Sierra Leone in Australien und in Russland . Es wurden aber auf allen Kontinenten bis auf Europa und die Antarktis Diamanten gefunden. Die Weltproduktion liegt heute etwa zwanzig Tonnen pro Jahr.

Mikrodiamanten entstehen vor allem bei Meteoriteneinschlägen : Bei den dabei auftretenden hohen Temperaturen Drücken wird irdischer Kohlenstoff so stark komprimiert sich kleine Diamantkristalle bilden die sich aus Explosionswolke ablagern und noch heute in der von Meteoritenkratern nachgewiesen werden können.

Winzige Diamanten wegen ihrer typischen Größe nur einigen Nanometern oft Nanodiamanten genannt kommen in Form von präsolaren Mineralen in primitiven Meteoriten vor.

Künstlicher Diamant

Kubisch flächenzentrierte Kristallstruktur (fcc) des Diamant. Jedes ist gleichwertig mit 4 Nachbaratomen kovalent gebunden links in der Zeichnung hervorgehoben.

Seit 1955 ist es mit Hilfe des so Hochdruck-Hochtemperatur-Verfahrens (HPHT - engl.: high-pressure high-temperature ) möglich künstliche Diamanten herzustellen. Bei diesem wird Graphit in einer hydraulischen Presse bei Drücken von einigen Gigapascal und Temperaturen von über 1500 °C zusammengepresst. Unter Bedingungen ist Diamant die thermodynamisch stabilere Form von Kohlenstoff so dass der Graphit zu Diamant umwandelt. Dieser Umwandlungsprozess unter Beigabe eines Katalysators beschleunigt werden. Analog zum Diamanten lässt aus der hexagonalen Modifikation des Bornitrids ebenfalls unter Verwendung der Hochdruck-Hochtemperatur-Synthese kubisches (CBN) herstellen. CBN erreicht allerdings nicht die des Diamanten.

Eine Alternativmöglichkeit zur Herstellung von künstlichem ist die Beschichtung von Substraten mit Hilfe chemischen Gasphasenabscheidung (CVD - engl.: chemical vapour deposition ). Dabei wird in einer Vakuumkammer eine Mikrometer dicke Diamantschicht auf den Substraten (z.B. Hartmetallwerkzeuge) abgeschieden. Ausgangsstoff dabei ist Gasgemisch aus Methan und Wasserstoff . Die Aktivierung des Gases erfolgt thermisch mit Hilfe eines Plasmas .

Als weitere Entwicklung können mit Hilfe Technik der Plasmabeschichtung nur wenige Mikrometer dünne Schichten aus genanntem diamantartigen Kohlenstoff (DLC - engl.: diamond-like carbon ) hergestellt werden. Diese Schichten vereinigen gleichzeitig extreme Härte des Diamant und die sehr Gleitreibungseigenschaften von Graphit. In ihnen liegt je Beschichtungsparametern eine Mischung von sp 2 - und sp 3 -hybridisierten Kohlenstoffatomen vor.

Verwendung

Ein Diamant hat eine sehr hohe Lichtbrechung und daher einen starken Glanz weshalb er als Edelstein verschliffen werden kann. Erst durch die moderner Schliffe im 20. Jahrhundert durch die das Feuer eines Diamanten erst richtig zur Geltung wurde aber sein wahrer Wert offenbar. Es auf zahllosen inneren Lichtreflexionen die durch den Schliff der einzelnen Facetten hervorgerufen werden welche speziell gewählten Winkelverhältnissen zueinander stehen müssen. Eine charakteristische Schliffform ist der Brillantschliff - derartig Diamanten nennt man Brillanten in der Vorstufe des Brillantschliffs heißen Altschliffdiamant. Nur ein Viertel aller Diamanten ist überhaupt als Schmuckstein geeignet.

Eine höhere wirtschaftliche Bedeutung haben Diamanten durch ihre industrielle Verwendung in der Produktion Schneid- und Schleifwerkzeugen wobei man sich ihre Härte zunutze macht. Dünne Schichten aus diamantartigem dienen in großtechnischem Maßstab als Verschleißschutz.

Durch künstliche Diamanten geschickte Laserstrahlen erhöhen die Energie des Lasers diamantbesetzte könnten zum Beispiel in der Medizin zum Einsatz kommen.

Durch Zusatz von Bor können Diamanten gemacht werden und als Halbleiter oder sogar als Supraleiter fungieren.

Soziale Einflüsse

Während der Großteil der heutigen Diamanten modernen Mitteln von sehr wenigen international operierenden wie der Firma De Beers abgebaut wird es durch den exorbitanten Preis der für gezahlt wird vor allem in den unterentwickelten und Krisengebieten der Welt zu Grabungen unter und zum Teil lebensgefährlichen Bedingungen. Selbst wenn der Arbeiter fündig werden werden die Rohdiamanten billig an die lokalen Kriegsherren verkauft so nur ein Bruchteil der Gewinne bei den Produzenten verbleibt.

Mit den Gewinnen aus dem Diamantenhandel auf dem afrikanischen Kontinent auch viele Bürgerkriege so z. B. in der Demokratischen Republik Kongo . Auch aus diesem Grunde wird heute den Handel mit diesen "Blutdiamanten" zu unterbinden.

Geschichte

Der erste überlieferte Diamantfund stammte aus 4. Jahrtausend v. Chr. aus Indien . Bereits damals sagte man Diamanten magische nach weshalb man sie auch als Talismane nutzte. Diamanten waren auch bei den Römern bekannt und wurden sehr geschätzt. Um 600 n. Chr. wurde der erste Diamant auf der indonesischen Insel Borneo gemeldet doch obwohl Indien nun nicht die einzige Quelle war blieben die indonesischen unbedeutend da die Anzahl zu gering und Transport zu den Handelsstädten zu weit war. im 13. Jahrhundert entdeckte man dass sich Diamanten bearbeiten was jedoch in Indien abgelehnt wurde da Steine so angeblich ihre magischen Kräfte verlieren Der heutige typische Brillantschliff wurde erst um 1910 entwickelt.

Im 18. Jahrhundert fingen die indischen (und auch die Minen an sich zu erschöpfen. Als ein Portugiese auf der Suche nach Gold in Brasilien war entdeckte er den ersten Diamanten Asiens. Dieser Fund verursachte einen "Diamantenrausch". Den Diamanten im Muttergestein Kimberlit fand man 1869 im südafrikanischen Kimberly. Ein Jahr später übernahm Südafrika Rolle des Hauptlieferanten da auch Brasiliens Funde wurden. 1926 entdeckte man auch an der Atlantikküste und 1955 wurde schließlich der erste Diamant künstlich Den ersten Diamanten auf dem Meeresgrund fand erst 1961 . Heute ist Australien Hauptlieferant für Diamanten.

Weitere Erstfunde:

Fancy Diamonds

Fancy Diamonds ( englisch fancy "schick") auch kurz Fancys genannt sind Diamanten. Sie sind seltener und viel wertvoller weiße Diamanten denn von 100.000 Diamanten ist nur ein Fancy-Diamant dabei. Gelb- und Brauntöne mehr als 80 % aller farbigen Diamanten sind allerdings keine Fancys sondern gehen auf zurück. Kanariengelb ist hingegen eine Fancy Farbe. erste große Fancy-Quelle wurde 1867 in Südafrika gefunden. Heute ist die Argyle Mine Australien die wichtigste Fundstätte für Fancy Diamanten.

Man unterscheidet sieben Fancy-Farben neben denen viele weitere Zwischenfarben wie z. B. Gold oder Gelbgrün existieren. Für die Färbung ist ein anderer Stoff verantwortlich:

  • Kanariengelb: Für die Gelbtöne ist Stickstoff verantwortlich. Je größer der Stickstoffgehalt desto der Gelbton. Der berühmteste und wahrscheinlich größte Diamant ist der Tiffany von 128 51 Karat sein Rohgewicht 287 42 Karat. Gelb ist nach weiß zusammen mit braun die häufigste Farbe von
  • Braun: Für die Brauntöne sind Kristallverunreinigungen verantwortlich. größte braune geschliffene Diamant ist der Earth Star mit 111 6 Karat. Der größte gefundene braune Diamant ist wahrscheinlich der Lesotho mit 601 Karat.
  • Blau: Das Element Bor ist für die Färbung von Diamanten verantwortlich. Der größte und blaue Diamant ist der angeblich verfluchte Hope Diamant welcher ungeschliffen 112 5 Karat und in geschliffenem Zustand heute 45 52 wiegt. Blaue Diamanten sind sehr selten doch als grün oder rot.
  • Grün: Der bekannteste und vielleicht auch größte dieser Farbe ist der Dresden -Diamant mit einem Gewicht von 41 0 (ungeschliffen 119 5 Karat). Grüne Diamanten sind selten.
  • Rot: Vermutlich sind Kristallunreinheiten verantwortlich für diese Der größte je gefundene rote Diamant ist australische Red Diamond mit einem Rohgewicht von 35 Karat. größte geschliffene Diamant ist der ebenfalls australische Red Shield mit 5 11 Karat. Keine Farbe seltener als die Rottöne. 90% der roten stammen von der Argyle Mine in Australien. Von den purpurnen Diamanten nur zehn Exemplare wovon der größte 3 wiegt. Alle kamen ebenfalls aus der Argyle Rote Diamanten sind die teuersten aller Diamanten.
  • Pink oder Rosa: Oft werden pinkfarbene Diamanten zu den Diamanten gezählt. Auch hier sind Kristallunreinheiten für Farbe verantwortlich. Der größte Rohdiamant ist der Daya-I-Nur mit einem Gewicht von 285 Karat größte geschliffene Diamant der Steinmetz Pink mit 59 6 Karat. Von den größten Diamanten ist nur einer rosa gefärbt.

Reinheit

Zur Beschreibung der Reinheit werden folgende und Fachbegriffe verwendet (Rangfolge):
  1. if (internally flawless) - lupenrein
  2. vvs (very very small inclusions) - sehr kleine Einschlüsse
  3. vs (very small inclusions) - sehr kleine
  4. si (small inclusions) - kleine Einschlüsse
  5. p1 (Piqué 1) - Einschlüsse mindern die nicht
  6. p2 (Piqué 2) - Einschlüsse mindern die nur schwach
  7. p3 (Piqué 3) - Einschlüsse mindern die deutlich

Große und berühmte Diamaten

In der folgenden Tabelle sind einige berühmte Diamanten zusammen mit ihrem Fundgewicht sowie und -jahr aufgeführt:

Name Rohgewicht Fundjahr Fundland Bemerkung
Cullinan 3106 Karat 1905 Südafrika Wurde in 105 Steine aufgespaltet.
Excelsior 995 20 Karat 1893 Südafrika Wurde in 22 Steine aufgespaltet.
Star of Sierra Leone 968 90 Karat 1972 Sierra Leone Wurde in 17 Steine aufgespaltet.
Großmogul 797 5 Karat 1650 Indien Gilt seit 1739 als verschwunden.
Koh-i-Noor 186 Karat ca. 3000 v. Chr. evt. Indien ältesten bekannten Diamanten
Florentiner 137 27 Karat unbekannt unbekannt gelber Diamant
Regent od. Pitt 136 75 Karat um 1700 Indien heute im Louvre
Hope 112 Karat unbekannt unbekannt 1642 erstmals aufgetaucht. Soll Unglück bringen!
Schah 86 Karat unbekannt unbekannt mit Gravur seiner drei königlichen Besitzer war Schah Janan deshalb sein Name); heute Kreml in Moskau
Sancy 55 Karat unbekannt Indien  
Dresden Diamant 41 Karat um 1743 Indien Grüne Farbe heute im Grünen Gewölbe Dresden

Siehe auch: Liste von Mineralen

Weblinks



Bücher zum Thema Diamant

Dieser Artikel von Wikipedia unterliegt der GNU FDL.

ImpressumLesezeichen setzenSeite versendenSeite drucken

HTML-Code zum Verweis auf diese Seite:
<a href="http://www.uni-protokolle.de/Lexikon/Diamant.html">Diamant </a>