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-Herstellung von Flachbildschirmen
-Technische Geräte jeder Art wurden so auf einen Bruchteil verkleinert
-Breite Anwendung noch nicht möglich (aufgrund der teuren Produktion)
-Verbundwerkstoffe
-Wasserstoffspeicherung für Brennstoffzellen

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-können grammweise produziert werden
-starke Bindungskräfte -> sehr hohe Festigkeit und Steifheit
-sehr gute mechanische Eigenschaften + Fähigkeit bei elektrischer Ansteuerung Bewegung auszuführen -> Können im Bereich künstlicher Muskeln verwendet werden
-thermische Beständigkeit (Nanotubes widerstehen Temperaturen bis zu 1500 Grad Celsius)

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-röhrenförmige Kohlenstoffmoleküle
-sechseckige Atomgitterstruktur (Graphit ähnlich)
-jedes freie Elektron je Atom : für Leistungsvorgänge zur Verfügung
-Länge: 1mm
-Durchmesser: 1nm - ca. 30nm
-Wandungen bis zu 50 ineinandergeschachtelten Hohlzylinder
-Abstand zwischen zwei Wandungen: 0,35 nm
-durch Endstücke aus halbierten Fullerenen abgeschlossen
-um den Faktor 1000 dünner als gewöhnliche Kohlefasern
-offene und halboffene Röhren sind herstellbar

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-1991 kleine, röhrenförmige Objekte aus Kohlenstoff von Sumio Iijima entdeckt
-Vor Iijima (1970) schon Berichte über Nanotubes veröffentlicht
-Tragweite wurde nicht erkannt -> Nanotubes  wurden vergessen

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-verschiedene Erscheinungsformen eines Elements
-gleiche chemische Zusammensetzung -> unterschiedliche Strukturen+Eigenschaften

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Diamant

Natürliche Diamanten im Brillantschliff

Chemismus

C

Mineralklasse

Elemente
I/B.02-40 (nach Strunz)
1.3.6.1 (nach Dana)

Kristallsystem

kubisch

Kristallklasse

hexakisoktaedrisch

Farbe

farblos, verschiedene Farben durch Verunreinigungen oder Gitterdefekte möglich

Strichfarbe

weiß

Transparenz

transparent bis subtransparent / transluzent

Bruch

muschelig bis splittrig

Spaltbarkeit

{111} vollkommen

Habitus

gedrungen, zum Teil oktaedrisch

Kristalloptik

Doppelbrechung
(optische Orientierung)

keine, da optisch isotrop

Pleochroismus

nicht bekannt

Winkel/Dispersion
der optischen Achsen

2v z ~ entfällt, da optisch isotrop

Weitere Eigenschaften

Phasenumwandlungen

Unter Luftabschluss und bei Normaldruck Übergang in Graphit oberhalb 1500 °C

Chemisches Verhalten

nahezu inert. Bei hohen Temperaturen Reaktionen mit Wasserstoff, Sauerstoff und Fluor; leicht löslich in Metallschmelzen kohlenstofflöslicher Metalle (z.B. Eisen, Nickel, Kobalt, Chrom, Platinmetalle) zum Teil unter Carbidbildung.

Ähnliche Minerale

strukturell verwandt mit Sphalerit (Zinkblende)

Besondere Kennzeichen

höchster Schmelzpunkt eines Minerals, hohe Wärmeleitfähigkeit (fünfmal besser als Silber), elektrische Leitfähigkeit: perfekter Isolator, manchmal fluoreszierend, Kompressionsmodul= 442 GPa

Diamant ist neben Graphit und den Fullerenen eine der drei Modifikationen des Kohlenstoffs und mit einer Mohshärte von 10 das härteste bekannte Mineral. Seine Schleifhärte ist sogar 140-mal so groß wie die des Korund. Allerdings ist die Härte des Diamanten auf seinen einzelnen Kristallflächen unterschiedlich, wodurch es erst möglich wird, Diamant mit Diamant zu schleifen, da in dem dazu verwendeten Diamantpulver jeder Härtegrad vorkommt. Diamant ist bei Raumtemperatur metastabil. Die Aktivierungsenergie für den Phasenübergang in die stabile Modifikation (Graphit) ist jedoch so hoch, dass eine Umwandlung in Graphit bei Raumtemperatur praktisch nicht stattfindet. Diamant kristallisiert im kubischen Kristallsystem und ist in reinem Zustand farblos und transparent, kann aber durch Verunreinigungen in den verschiedensten Farben auftreten; die Strichfarbe ist weiß. Im organischen Molekül Adamantan ist die Konfiguration der C-Atome die gleiche wie im Diamantgitter.

Das Wort leitet sich aus dem spätlateinischen diamantem, Akkusativ von diamas ab, einer gräzisierenden Abwandlung von adamas, akk. adamantem, zu griechisch αδάμας, adámas, „unbezwingbar". Im klassischen Latein wurden als adamas besonders harte Materialien bezeichnet, so etwa von Plinius der Saphir.

Die Masse einzelner Diamanten wird traditionell in Karat angegeben, einer Einheit, die 0,200 Gramm entspricht ( s. unten).

Neben dem kubisch kristallisierenden Diamant gibt es auch eine sehr seltene hexagonale Kohlenstoffmodifikation, welche als hexagonaler Diamant oder Lonsdaleit bezeichnet wird.

Ballas (radialstrahlig, faserig) [1] und Carbonado (schwarzer poröser polykristalliner Diamant, der bislang ausschließlich in Zentralafrika und in Südamerika gefunden wurde) [2] bezeichnen dagegen keine Varietäten oder Modifikationen, sondern Diamanten, deren Kristallstrukturen durch ungünstige Wachstumsbedingungen vermehrt Gitterfehler aufweisen.

Aufbau und chemisches Verhalten

Diamanten bestehen ausschließlich aus reinem kubisch kristallisiertem Kohlenstoff. Wenn auch der innere Aufbau theoretisch aus reinem Kohlenstoff besteht, so sind die freien Atombindungen an den Grenzflächen des Kristalls doch mit Sauerstoff oder Wasserstoff gesättigt.

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

Diamant verglüht in reinem Sauerstoff bei ca. 720 °C, in Luft bei über 800 °C zu Kohlendioxid. Mit Wasserstoff reagiert Diamant bei hohen Temperaturen zu Kohlenwasserstoffen. Diamant ist löslich in Metallschmelzen kohlenstofflöslicher Metalle und deren Legierungen, wie Eisen, Nickel, Kobalt, Chrom, Titan, Platin, Palladium und ähnlichen. Aufgrund der sehr kleinen reaktiven Oberfläche ist die Umsetzungsgeschwindigkeit auch entsprechend klein.

Entstehung und Gewinnung

Diamanten bilden sich im Erdmantel unter hohem Druck und Temperaturen, typischerweise in einer Tiefe von etwa 150 Kilometern und Temperaturen von 1200 bis 1400 °C. Die Muttergesteine der Diamanten sind Erdmantelgesteine wie Peridotit und Eklogit. Gasreiche vulkanische Gesteine, so genannte Kimberlite oder Lamproite transportieren Bruchstücke des Erdmantels mit den enthaltenen Diamanten bei ihrer Eruption an die Erdoberfläche, wo man sie in den Pipes, vulkanischen Eruptivschloten, abbaut. Die Transportgeschwindigkeiten aus der Tiefe werden auf wenige Stunden geschätzt, so dass aufgrund der Schnelligkeit keine Phasenumwandlung zu Graphit stattfindet. Diamanten sind Fremd- oder Xenokristalle in Kimberlit und Lamproit und in diesen Magmen chemisch nicht stabil. So kann man an natürlichen Diamanten immer Auflösungserscheinungen beobachten. Von ihren Vorkommen in Pipes können die Diamantkristalle durch natürliche Verwitterungsprozesse, bei denen sie aufgrund ihrer Härte intakt bleiben, abtransportiert werden, und reichern sich dann in Sedimentgesteinen an, die heute eine der Hauptquellen des Minerals darstellen. Solche Vorkommen nennt man alluvial.

Gewonnen werden sie auch in den Pipes der erloschenen Kimberlitvulkane, die senkrecht nach unten, zuerst im Tagebau, dann unter Tage, abgebaut werden. Das Muttergestein wird dabei zermahlen, um die Diamanten zu gewinnen. In Namibia im Südwesten Afrikas kommen Diamanten auch in der Wüste und im Küstenbereich des Meeres unter Wasser vor. Für den Abbau zu Wasser werden spezielle Schiffe eingesetzt, die die Diamanten aus dem Sand waschen.

Mikrodiamanten entstehen vor allem bei Meteoriteneinschlägen: Bei den dabei auftretenden hohen Temperaturen und Drücken wird irdischer Kohlenstoff so stark komprimiert, dass sich kleine Diamantkristalle und auch Lonsdaleiten bilden, die sich aus der Explosionswolke ablagern und noch heute in der Umgebung von Meteoritenkratern wie dem Barringer-Krater nachgewiesen werden können.

Mikrodiamanten kommen auch in Fundstücken von Eisenmeteoriten und ureilitischen Achondriten vor, wo sie vermutlich durch Schockereignisse aus Graphit gebildet wurden. Winzige Diamanten, wegen ihrer typischen Größe von nur einigen Nanometern oft Nanodiamanten genannt, kommen zudem in Form von präsolaren Mineralen in primitiven Meteoriten vor. Irdische Mikrodiamanten wurden zum Beispiel im Erzgebirge, in Griechenland und in Kasachstan gefunden. Die Vorkommen sind an Abschnitte der Erdkruste gebunden, die während einer Gebirgsbildung und Metamorphose unter große Drücke und Temperaturen gebracht wurden.

Das Alter der Diamanten kann anhand ihrer Einschlüsse bestimmt werden. Diese Einschlüsse wachsen gleichzeitig mit dem Diamant, der sie umschließt, und bestehen oft aus Silikatmineralen der Umgebung. Das Alter der Silikatminerale kann mit der Geochronologie anhand ihrer isotopischen Zusammensetzung bestimmt werden; dazu werden hauptsächlich die Zerfallssystematik von ¹⁴⁷ Sm zu ¹⁴³ Nd und ¹⁸⁷ Re zu ¹⁸⁷ Os verwendet. Anhand der inzwischen großen Datenbank an Isotopendaten lässt sich feststellen, dass die Diamantbildung immer wieder zu verschiedenen Zeiten über alle Erdzeitalter hinweg stattfand, und es nicht nur sehr alte Diamanten gibt, die älter als drei Milliarden Jahre sind, sondern auch jüngere, die allerdings immer noch ein Alter von mehreren hundert Millionen Jahren erreichen.

Aus dem Verhältnis der stabilen Isotope ¹³C und ¹²C lassen sich Rückschlüsse auf den Ursprung des Kohlenstoffs ziehen. Radioaktives ¹⁴ C hat eine relativ kurze Halbwertszeit. Nach 500.000 Jahren ist ¹⁴ C praktisch vollständig zerfallen und in Naturdiamanten genauso wie in Naturgraphit nicht mehr vorhanden.

Vorkommen

Irdische Vorkommen

Rang

Land

Fördermengen
(in Mio. Karat)

Quelle: Handelsblatt Die Welt in Zahlen (2005)

Die größten Diamantenvorkommen befinden sich in Russland, Afrika, insbesondere in Südafrika, Namibia, Botsuana, der Demokratischen Republik Kongo und Sierra Leone, in Australien und in Kanada. Es wurden aber auf allen Kontinenten Diamanten gefunden. In Europa gibt es bei Archangelsk ein Vorkommen. Die Weltproduktion an Naturdiamant (etwa durch Rio Tinto Group) liegt heute bei etwa zwanzig Tonnen pro Jahr und deckt bei weitem nicht mehr den Bedarf der Industrie ab. Etwa 80 Prozent des Bedarfs können die Naturdiamanten nicht decken. Daher füllen in steigendem Maße synthetisch erzeugte Diamanten, deren Eigenschaften wie Zähigkeit, Kristallhabitus, Leitfähigkeit und Reinheit genau bestimmt werden können, diese Nachfragelücke.

Kohlenstoffplaneten

Wissenschaftler vermuten, dass in der Milchstraße Kohlenstoff-Planeten existieren, die kilometerdicke Diamantschichten enthalten könnten. Auch in der Nähe des Zentrums der Milchstraße werden solche Himmelskörper vermutet, da die Sterne dort einen durchschnittlich höheren Kohlenstoffgehalt aufweisen. In der Zukunft könnten sich Kohlenstoff-Planeten häufen, weil durch die Kernfusion in den Sternen die Menge an Kohlenstoff im Universum zunimmt [3].

Kohlige Chondriten

Kohlige Chondriten sind Steinmeteorite mit einem vergleichsweise hohen (bis zu 3 %) Anteil an Kohlenstoff. Diese enthalten manchmal winzige, nanometergroße Diamanten, die außerhalb unseres Sonnensystems entstanden.

Synthetischer Diamant

Seit 1955 ist es mit Hilfe des so genannten Hochdruck-Hochtemperatur-Verfahrens (HPHT - englisch: high-pressure high-temperature) möglich, künstliche Diamanten herzustellen. Bei diesem Verfahren wird Graphit in einer hydraulischen Presse bei Drücken von bis zu 6 Giga pascal (60.000 Bar) und Temperaturen von über 1500 °C zusammengepresst. Unter diesen Bedingungen ist Diamant die thermodynamisch stabilere Form von Kohlenstoff, so dass sich der Graphit zu Diamant umwandelt. Dieser Umwandlungsprozess kann unter Beigabe eines Katalysators beschleunigt werden. Analog zum Diamant lässt sich aus der hexagonalen Modifikation des Bornitrids ebenfalls unter Verwendung der Hochdruck-Hochtemperatur-Synthese kubisches Bornitrid (CBN) herstellen. CBN erreicht nicht ganz die Härte von Diamant, ist aber zum Beispiel bei hohen Temperaturen gegen Sauerstoff beständig.

Parallel dazu wurde die Schockwellendiamantsynthese unter Zuhilfenahme höchster Drücke, wie sie bei Explosionen auftreten, entwickelt. Dieser kommerziell erfolgreiche Weg liefert Diamantpulver in verschiedenen Feinheiten.

Eine Alternativmöglichkeit zur Herstellung von künstlichem Diamant ist die Beschichtung von Substraten mit Hilfe der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD - engl.: chemical vapour deposition). Dabei wird in einer Vakuumkammer eine einige Mikrometer dicke Diamantschicht auf den Substraten, zum Beispiel Hartmetallwerkzeugen, abgeschieden. Ausgangsstoff dabei ist ein Gasgemisch aus Methan und Wasserstoff, wobei ersteres als Kohlenstoffquelle dient.

Gemäß der Ostwaldschen Stufenregel sollte sich hauptsächlich metastabiler Diamant abscheiden; nach der Ostwald-Volmer-Regel bildet sich wegen seiner geringeren Dichte vorwiegend Graphit. Mit atomarem Wasserstoff gelingt es, Graphit selektiv zu zersetzen und die Bildung von Diamant zu begünstigen. Atomarer Wasserstoff (H) entsteht in einem thermisch oder elektrisch aufgeheizten Plasma aus molekularem Wasserstoff-Gas (H ₂).

Die Substrattemperatur muss unterhalb von 1000 °C liegen, um die Umwandlung in das stabile Graphit zu unterbinden. Es lassen sich dann Wachstumsraten von mehreren Mikrometern pro Stunde erreichen.

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

Neuerdings ist es Nanotechnikern des Rensselaer Polytechnic Institute in Troy gelungen, magnetische Diamanten herzustellen. Sie sind nur winzige 5 Nanometer klein und besitzen ein eigenes Magnetfeld. Der Effekt beruht auf einem Defekt im Kristallgitter. Dabei wird das Magnetfeld einzelner Elektronen freigesetzt und gebündelt. Anwendungen des gesundheitsverträglichen Kohlenstoffs werden vor allem in der Medizin prognostiziert.

Verwendung

Die prestigeträchtigste Anwendung finden Diamanten als hochwertige Schmucksteine. Eine höhere wirtschaftliche Bedeutung haben sie aber heute durch ihre industrielle Verwendung als Schneidstoff von Bohr-, Schneid-, Schleifwerkzeugen sowie als Zugabe in Polierpasten, wobei man sich ihre große Härte, Verschleißfestigkeit und ihr Wärmeleitvermögen zunutze macht. Es ist in vielen Bereichen ausgesprochen wirtschaftlich, Diamantwerkzeuge einzusetzen, wodurch Ausfallkosten und Umrüstzeiten zum Beispiel für Werkzeuge minimiert werden können. Die geforderte Oberflächenqualität lässt sich oft mit Hilfe von Diamantwerkzeugen ohne zusätzliche Bearbeitung in einem Arbeitsschritt erreichen.

Dünne Schichten aus diamantartigem Kohlenstoff dienen in großtechnischem Maßstab als Verschleißschutz. Diamantbesetzte Skalpelle könnten zum Beispiel in der Medizin zum Einsatz kommen. Mit elektrisch leitfähiger Diamantbeschichtung können Elektroden für den Einsatz in chemischen Reaktionen hergestellt werden, die sehr reaktiven Radikalen standhalten müssen. Großtechnisch kommt hier die Abwasserbehandlung und -reinigung ins Blickfeld.

Durch Zusatz von Bor, Phosphor oder Stickstoff kann Diamant leitfähig gemacht werden und als Halbleiter oder sogar als Supraleiter fungieren. Ein Einsatz in elektronischen Schaltungen könnte wegen der hohen Beweglichkeit der Ladungsträger im Diamant-Einkristall und der guten Temperaturverträglichkeit zu höheren Schaltgeschwindigkeiten führen.

In der industriellen Wasserbehandlung werden CVD - Diamantelektroden zur Oxidation und Desinfektion von z.B. Abwässern und Prozesswässern eingesetzt.

Bereits verwirklicht wurde die Beschichtung von Silizium-Wafern mit künstlichem Diamant, die von der Halbleiterindustrie eingesetzt werden kann, um eine bessere Kühlung elektronischer Schaltungen zu bewerkstelligen.

Ein weiteres Anwendungsfeld ist die Spektroskopie mit infrarotem Licht, da Diamant Infrarotstrahlung nur in geringem Umfang absorbiert.

Diamanten als Schmucksteine

Ein Diamant hat eine sehr hohe Lichtbrechung und einen starken Glanz, gepaart mit einer auffallenden Dispersion, weshalb er traditionell als Edelstein geschliffen wird. Erst durch die Erfindung moderner Schliffe im 20. Jahrhundert, durch die das Feuer eines Diamanten erst richtig zur Geltung kommt, wurde sein wahrer Wert offenbar. Es beruht auf zahllosen inneren Lichtreflexionen, die durch den sorgfältigen Schliff der einzelnen Facetten hervorgerufen werden, welche in speziell gewählten Winkelverhältnissen zueinander stehen müssen. Mittlerweile werden Schliffe und deren Wirkung auf Rechnern simuliert und die Steine auf Automaten geschliffen, um über eine exakte Ausführung optimale Ergebnisse zu erreichen. Nur ein Viertel aller Diamanten ist qualitativ überhaupt als Schmuckstein geeignet. Davon wiederum erfüllt nur ein kleiner Bruchteil die Kriterien, die heute an Schmucksteine gestellt werden: ausreichende Größe, geeignete Form, hohe Reinheit, und je nach Wunsch Farbigkeit oder Farblosigkeit.

Diamanten werden seit den 1980er Jahren unter anderem mit Lasern bearbeitet, um dunkle Verunreinigungen zu entfernen und Steine zu kennzeichnen. Die Eigenfarbe des Diamanten lässt sich nicht so einfach wie bei anderen Schmucksteinen beeinflussen. Unansehnliche Steine gibt man zur Farbveränderung seit den 1960er Jahren in Kernreaktoren zur Bestrahlung. Das Resultat sind dauerhafte Farbveränderungen: Schmutzig-graue, weiße und gelbliche Steine erhalten ein leuchtendes Blau oder Grün [4] [5]. Daran kann sich noch eine Wärmebehandlung anschließen, wobei die durch Strahlung erzeugten Kristallveränderungen zum Teil wieder „ausheilen" und als weitere Farbveränderung sichtbar werden. Die Resultate sind nicht immer eindeutig vorhersehbar.

Unedle, nicht als Schmuckstein zu verwendende Diamanten, feiner Diamantstaub bzw. Industriediamanten werden als Bort bezeichnet.

Diamantbestimmung

Kriterien zur Erkennung eines Diamanten sind seine Dichte, Härte, Wärmeleitfähigkeit, Glanz, Lichtstreuung oder Dispersion, Lichtbrechung oder Refraktion sowie Art und Ausbildung vorhandener Einschlüsse.

Ein weiteres wichtiges Unterscheidungsinstrument zwischen naturfarbenen und künstlich gefärbten Diamanten liegt in der Absorptions- Spektroskopie. Diamanten kommen in verschiedenen Farben und Schattierungen vor, unter Anderem gelb, braun, rot, blau. Die Farben beruhen hauptsächlich auf Einbau von Fremdelementen (z. B. Stickstoff oder Bor) im Kohlenstoffgitter des natürlichen Diamanten.

Brillanten

Hauptartikel: Brillant

Eine besonders charakteristische - und für Diamanten die mit Abstand häufigste - Schliffform ist der Brillantschliff. Seine Merkmale sind mindestens 32 Facetten und die Tafel im Oberteil, eine kreisrunde Rundiste, sowie mindestens 24 Facetten im Unterteil. Nur derartig geschliffene Diamanten dürfen als Brillanten bezeichnet werden. Zusätzliche Angaben wie echt oder ähnliche sind dabei nicht erlaubt, da irreführend. Zwar ist es möglich - und auch nicht unüblich - andere Edelsteine oder Imitate im Brillantschliff zu verarbeiten, diese müssen dann aber eindeutig bezeichnet sein, zum Beispiel als Zirkonia in Brillantschliff.

Fancy Diamonds

Der Name Fancy Diamonds (englisch fancy „schick"), auch kurz Fancys genannt, bezeichnet farbige Diamanten. Zwar sind die meisten Diamanten farbig, viele sind jedoch unattraktiv; so kann die Eigenfarbe des Diamanten von allen Tönungen im Bereich Grau, Gelb, Grün, Braun dominiert werden; gelegentlich wechselt sie auch innerhalb eines Steines. Reine intensive Farben sind selten und wertvoll; entsprechend bessere Preise werden dafür bezahlt, die zum Teil beträchtlich über dem Standard für farblose Diamanten liegen können. Statistisch gesehen ist bei 100.000 Diamanten durchschnittlich nur ein „Fancy"-Diamant dabei. Gelb- und Brauntöne, die mehr als 80 Prozent aller farbigen Diamanten ausmachen, sind im engeren Sinne keine Fancys. Kanariengelb oder Cognacgoldbraun sind hingegen Fancy-Farben.

Ein Diamant kann durch radioaktive Bestrahlung seine Farbe verändern. Nach einer künstlichen Bestrahlung folgt oft eine Temperaturbehandlung, die die Farbe ebenfalls beeinflusst. Bei künstlich bestrahlten Diamanten muss die Farbbehandlung im Zertifikat angegeben werden, da sie deutlich geringwertiger sind.

Die Farbbezeichnungen werden zu Verkaufszwecken gewählt: Goldorange, Lemon, Schoko, Noir/Black, Electric-Blue. Die erste große Fancy-Quelle wurde 1867 in Südafrika gefunden. Seit den 1980ern ist die Argyle Mine in Australien die wichtigste Fundstätte für pinkfarbene bis rote Fancy-Diamanten.

Man unterscheidet sieben Fancy-Farben, neben denen noch viele weitere Zwischenfarben wie zum Beispiel Gold, Grau oder Gelbgrün existieren. Für die Färbung ist je ein anderer Stoff verantwortlich:

Kanariengelb: Für die Gelbtöne ist Stickstoff verantwortlich. Je größer der Stickstoffgehalt, desto intensiver der Gelb- oder auch Grünton. Der berühmteste und wahrscheinlich größte gelbe Diamant ist der Tiffany von 128,51 Karat, sein Rohgewicht betrug 287,42 Karat. Gelb ist nach weiß und zusammen mit braun die häufigste Farbe von Diamanten. Ein weiter berühmter gelber Diamant ist der Jubilee.

Braun: Für die Brauntöne sind Defekte im Kristallgitter verantwortlich. Der größte braune geschliffene Diamant ist der Earth Star mit 111,6 Karat. Der größte je gefundene braune Diamant ist wahrscheinlich der Lesotho mit 601 Karat.

Blau: Das Element Bor ist für die blaue Färbung von Diamanten verantwortlich. Der größte und berühmteste blaue Diamant ist der angeblich verfluchte Hope-Diamant, welcher ungeschliffen 112,5 Karat wog und in geschliffenem Zustand heute 45,52 Karat wiegt. Größer sind aber die Sterne Mithras, ungeschliffen wogen sie je 145 Karat, wie viel sie heute wiegen, weiß man nicht, da sie sich in einer Privatsammlung befinden und der Besitzer keine Auskünfte darüber geben mag. Benannt sind sie nach der persischen Gottheit Mithra. Es sind insgesamt drei Diamanten, welche absolut identisch sind. Blaue Diamanten sind sehr selten, doch häufiger als grün oder rot.

Grün: Der bekannteste und vielleicht auch größte Diamant dieser Farbe ist der Dresdner Grüne Diamant mit einem Gewicht von 41,0 Karat (ungeschliffen 119,5 Karat) (ausgestellt im Grünen Gewölbe). Grüne Diamanten sind sehr selten. Die grüne Farbe kann von Strahlungsdefekten verursacht werden.

Rot: Vermutlich sind Kristalldefekte verantwortlich für diese Färbung. Der größte je gefundene rote Diamant ist der australische Red Diamond mit einem Rohgewicht von 35 Karat. Der größte geschliffene Diamant ist der ebenfalls australische Red Shield mit 5,11 Karat. Reine rote Diamanten sind die seltensten unter allen Diamanten. 90 Prozent der roten Diamanten stammen von der Argyle Mine in Australien. Von den purpurnen Diamanten existieren nur zehn Exemplare, wovon der größte 3 Karat wiegt. Alle kamen ebenfalls aus der Argyle Mine. Rote Diamanten sind die teuersten aller Diamanten.

Pink oder Rosa: Oft werden pinkfarbene Diamanten zu den roten Diamanten gezählt. Auch hier sind Kristallunreinheiten für die Farbe verantwortlich. Der größte Rohdiamant ist der Darya-I-Nur mit einem Gewicht von 285 Karat, der größte geschliffene Diamant der Steinmetz Pink mit 59,6 Karat. Von den 66 größten Diamanten ist nur einer rosa gefärbt.

Bewertung von geschliffenen Diamanten

Zur Bewertung der Qualität und damit auch des Preises eines geschliffenen Diamanten werden als Kriterien die so genannten vier C herangezogen:

Masse in Karat (carat weight)

Die Masseneinheit für Edelsteine ist das Karat, Abkürzung ct. Der Name dieser Einheit leitet sich von der arabischen bzw. griechischen Bezeichnung für die Samen des Johannisbrotbaums (lat. Cerat onia siliqua) ab. Diese wurden früher als Gewichte verwendet, da sie sehr gleichmäßig groß sind. Ein Karat entspricht exakt 0,2 Gramm.

Reinheit (clarity)

Zur Beschreibung der Reinheit werden folgende Abkürzungen und Fachbegriffe verwendet (Rangfolge):

Kurzbezeichnung

Bedeutung

Beschreibung

Farbe (colour)

Diamanten, die für das ungeübte Auge farblos zu sein scheinen, können vom Fachmann in verschiedene Farbklassen eingeteilt werden:

1. Hochfeines Weiß+ (River), GIA-Bezeichnung: D,

2. Hochfeines Weiß (River), GIA-Bezeichnung: E,

3. Feines Weiß+ (Top Wesselton), GIA-Bezeichnung: F,

4. Feines Weiß (Top Wesselton), GIA-Bezeichnung: G,

5. Weiß (Wesselton), GIA-Bezeichnung: H,

6. Leicht getöntes Weiß+ (Top Crystal), GIA-Bezeichnung: I,

7. Leicht getöntes Weiß (Top Crystal), GIA-Bezeichnung: J,

8. Getöntes Weiß+ (Crystal), GIA-Bezeichnung: K,

9. Getöntes Weiß (Crystal), GIA-Bezeichnung: L,

10. Getönt 1 (Top Cape), GIA-Bezeichnung: M, N,

11. Getönt 2 (Cape), GIA-Bezeichnung: O

Schliff (cut)

Der Schliff ist für das Feuer eines Diamanten maßgeblich. So kann der eine geradezu leblos wirken, während aus dem anderen scheinbar Funken sprühen. Nachfolgende Übersicht nach RAL 560 A5E.

1. Sehr gut (very good) Hervorragende Brillanz. Wenige oder nur geringfügige äußere Merkmale. Sehr gute Proportionen.

2. Gut (good) Gute Brillanz. Einige äußere Merkmale, Proportionen mit geringen Abweichungen.

3. Mittel (medium) Brillanz gemindert. Mehrere größere äußere Merkmale. Proportionen mit erheblichen Abweichungen.

4. Gering (poor) Brillanz erheblich gemindert. Große und/oder zahlreiche äußere Merkmale. Proportionen mit sehr deutlichen Abweichungen.

Konflikte (conflict)

Diamanten zur Finanzierung von Bürgerkriegen (siehe 'Soziale Einflüsse') sind geächtet und treten zunehmend als „fünftes C" in das Bewusstsein der Bevölkerung. Diamanten ohne Herkunftsangabe sind daher ebenfalls weniger gefragt.

Große und berühmte Diamanten

Liste großer und berühmter Diamanten

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

Name

Rohgewicht

Fundjahr

Fundland

Bemerkung

in Karat

Incomparable [6]

890

1980

Kongo

geschliffen 407,5 Karat

Lesotho Promise

603

2006

Südafrika

höchster Rang für Farbe auf der Liste der größten Diamanten

Orloff

189,62

unbekannt

Indien

im Zepter des russischen Zaren; heute im Kreml in Moskau

Soziale Einflüsse

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

Mit den Gewinnen aus dem Diamantenhandel werden auf dem afrikanischen Kontinent auch mehrere Bürgerkriege finanziert, so zum Beispiel in der Demokratischen Republik Kongo. Auch aus diesem Grunde wird heute versucht, den Handel mit diesen Blutdiamanten beziehungsweise Konfliktdiamanten zu unterbinden. Allerdings ist es nicht ganz leicht, einem Diamanten seine Herkunft anzusehen, und Zertifikate, die einen Herkunftsnachweis geben sollen, werden häufig gefälscht. Heute ist es möglich, Diamanten mit Lasern individuell zu markieren. Die Herkunft kann dann aufgrund dieser Identifikationssnummer überprüft werden.

Im illegalen Waffenhandel, besonders in Westafrika, ist die Bezahlung mit Diamanten nicht selten. Die Gründe hierfür liegen auf der Hand: Sie sind klein (daher leicht zu transportieren und zu verbergen), wertvoll, und ihr Wert schwankt kaum. Bei den örtlichen Währungen ist all dies meist nicht gegeben.

Geschichte

Die ältesten Diamantenfunde werden aus Indien, angeblich bereits im 4. Jahrtausend vor Christus, berichtet. Bereits damals sagte man Diamanten magische Wirkungen nach, weshalb man sie auch als Talismane nutzte. Diamanten waren auch bei den alten Römern bekannt und wurden sehr geschätzt.

Die Verwendung von Diamanten als Werkzeug beschreibt schon Plinius der Ältere in seinem Werk Naturalis historia, XXXVII 60. Um 600 n. Chr. wurde der erste Diamant auf der indonesischen Insel Borneo gemeldet, doch obwohl Indien nun nicht mehr die einzige Quelle war, blieben die indonesischen Funde unbedeutend, da die Anzahl zu gering und der Transport zu den Handelsstädten zu weit war. Erst im 13. Jahrhundert entdeckte man, dass sich Diamanten bearbeiten lassen, was jedoch in Indien abgelehnt wurde, da die Steine so angeblich ihre magischen Kräfte verlieren könnten. Der heutige typische Brillantschliff wurde erst um 1910 entwickelt.

Im 18. Jahrhundert erschöpften sich allmählich die indischen und indonesischen Minen. Als ein Portugiese auf der Suche nach Gold in Brasilien war, entdeckte er den ersten Diamanten außerhalb Asiens. Dieser Fund verursachte einen „Diamantenrausch". Den ersten Diamanten im Muttergestein Kimberlit fand man 1869 in Kimberley in Südafrika. Ein Jahr später übernahm Südafrika die Rolle des Hauptlieferanten, da auch Funde in Brasilien seltener wurden.

Auf der Weltausstellung in Philadelphia 1876 wurden erstmals mit Diamanten besetzte Steinsägemaschinen einer breiten Öffentlichkeit gezeigt. 1926 entdeckte man auch an der Atlantikküste Diamanten, und 1955 wurde schließlich der erste Diamant künstlich hergestellt. Den ersten Diamanten auf dem Meeresgrund fand man erst 1961. Heute ist Australien Hauptlieferant für Diamanten. 2005 mietete der De-Beers-Konzern für zwei Jahre einen Zeppelin NT zur Diamantensuche im südlichen Afrika.

Weitere Erstfunde

1826 in Russland

1851 in Australien (erster in Australien)

1867 in Südafrika (erster in Afrika)

1901 in Venezuela

1906 in den USA (Bundesstaat Arkansas)

1906 auf dem Gebiet der heutigen Demokratischen Republik Kongo

1908 in Namibia

1912 in Angola

1920 an der Westküste Afrikas (Ghana)

1969 in China

Siehe auch

Einzelnachweise

1. ↑ Diamond Crystals from Africa - Crystal Habits and Surface Morphology (engl.)

2. ↑ Diamonds, II: Diamond and Carbonado - Crystal Habits and Surface Morphology (engl.)

3. ↑ wissenschaft.de - Riesendiamanten im All

4. ↑ Diamant-Kontor (Lexikon) - Blaue Diamanten

5. ↑ brillanten.com - Künstliche Farben

6. ↑ The Incomparable Diamond

Literatur

Ulrich Schwarz: Diamant, naturgewachsener Edelstein und maßgeschneidertes Material. in: Chemie in unserer Zeit. Weinheim, Wiley 34.2000,4, S. 212 - 222. ISSN 0009-2851

Hendrik Helzberg: Pocket Guide Diamanten. E-Book. Gentlemen's Digest, Berlin 2005 (pdf).

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Diamant Natürliche Diamanten im Brillantschliff Chemismus C Mineralklasse ElementeI/B.02-40 (nach Strunz)1.3.6.1 (nach Dana) Kristallsystem kubisch Kristallklasse hexakisoktaedrisch Farbe farblos, verschiedene Farben durch Verunreinigungen oder Gitterdefekte möglich Strichfarbe weiß Transparenz transparent bis subtransparent / transluzent Bruch muschelig bis splittrig Spaltbarkeit {111} vollkommen Habitus gedrungen, zum Teil oktaedrisch Kristalloptik Doppelbrechung(optische Orientierung) keine, da optisch isotrop Pleochroismus nicht bekannt Winkel/Dispersionder optischen Achsen 2v z ~ entfällt, da optisch isotrop Weitere Eigenschaften Phasenumwandlungen Unter Luftabschluss und bei Normaldruck Übergang in Graphit oberhalb 1500 °C Chemisches Verhalten nahezu inert.

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https://www.chemie-schule.de/KnowHow/Graphit

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Diamanten ● Gehe auf SIMPLECLUB.DE/GO & werde #EinserSchüler

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Diamant und Graphit: Entstehung, Struktur, Eigenschaften – Chemie | Duden Learnattack

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- besteht aus
Kohlenstoffatomen
- Diamantstruktur
- jedes C-Atom ist mit 4 weiteren C-Atomen verbunden
- wegen der 4 Außenelektronen der C-Atome sind sie jeweils über eine Einfachbindung verbunden
- C-Atome bilden im C-Gitter Tetraeder
- Struktur ist raumsparend: hohe Dichte
- Bindungen sind sehr stabil: Härte
- keine frei beweglichen Elektonen: Isolator
- Einbau von Fremdatomen: Halbleiter/- Leitereigenschaften

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- in China, Indien und Korea vor allem bergmännisch abgebaut
-> große Nachfrage, da viele Anwendungsmöglichkeiten
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- braun schwarze Pulver
- metallischem Glanz
- lösen sich in manchen organischen Lösungsmitteln
- lassen sich bei 400Grad sublimieren
- aufgrund der Bindungsverhältnisse im Molekül kann es extrem viele Radikale aufnehmen und binden
- leiten Strom nicht da die Moleküle nicht in Verbindung stehen
- unterschiedliches Lösungsverhalten
- Wasser unlöslich aber an der Luft stabil

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- 1985 registrierten die Chemiker H.W. Kroto, J.R. Heath, S.C. O‘Brien und R.F. Curl die Entstehung des Fullerenes C60
- Graphit wurde mithilfe eines Lasers erhitzt
- wurde nicht nach ihrem Entdecker benannt sondern nach Richard Buckminster Fuller (amerikanischer Erfinder, Philosoph und Architekt)
- er entwarf Konstruktion die aus fünf- und Sechsecken bestanden

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- als Katalysator
- Schmiermittel
- zur Herstellung von Diamanten
-in der Medizin

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- wenn zwischen 2 Graphitelektroden ein Lichtbogen erzeugt wird (Heliumatmosphäre)
- kommen in der Natur nur in wirtschaftlich nicht verwendbaren Mengen vor
- im graphitartigen Shungit
- im Fulgurit
- Kratern von Meteoriteneinschlägen
- im Kerzenruß
- interstellarem Raum

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-Am größten wenn die Fünfecke nicht aneinander Grenzen, sondern nur von Sechsecken umgeben sind

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- unterschiedliche Strukturen ud unterschiedliche Eigenschaften
- hohle, geschlossene Moleküle
- hohe Symmetrie aus Kohlenstoff (z.B. C60)
- die meisten bestehen aus 12 Fünfecken die von Sechsecken umgeben sind
- C Atome bilden eine monomolekulare Schicht mit der hexagonalen Struktur

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- Schmuckstücke
- schleifen
- bohren (Bohrersitzen)
- ösen
- glasschneiden
- Sägeblatt

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- B. Antoine Laurent Lavoisier fand heraus woraus ein Diamant besteht
- Henri Moissan entwickelte Ende des 19. Jh. ein Verfahren für die künstliche Diamantherstellung
- erst 1955 gelang es der General Electronic Co. mit einem Ultrahochdruckgerät die Herstellung

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- Bei unregelmäßigen Schichten-> Graphit auch in anderen Formen
- Ruß (unvollständige Verbrennung von Kohle oder Erdöl)
- Verwendung Ruß: Autoreifenindustrie als Füllstoff, Schwarzpigment in Farben oder Lacken
- Aktivkohle (feine Graphitkristalle, große spezifische Oberfläche)
- Verwendung Aktivkohle: Gasmasken, Entfernung von  Verunreinigungen aus Lösungen (Bsp. Wasseraufbereitung)
- Graphit (verschiebbar)
- Verwendung Graphit: hitzebeständiges Schmiermittel, Bleistiftmine, Öfen/Gussformen auskleiden-> damit hitzebeständig

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- in Tiefe von 140-150 km im oberen Erdmantel unter hohem Druck und Temperatur wird Kohlenstoff zur Diamantstruktur zusammengepresst
- durch Vulkanausbrüche gelangt er an die Oberfläche
- heutzutage wird Diamant bergmännisch abgebaut (22.000 Tonnen Gestein liefern ca. 1,6 g Rohdiamanten)

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- im Gestein alter Vulkanschlote
- erster Fund 4./3. Jh. v. Chr. in Indien
- Sibirien, Ural, Australien, Kanada...

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- Bleistift
-> müsste eigentlich „Grafitstift” heißen
- Bleistift Name: früher aus Blei-Zinn-Legierung
- 1564 Mineral entdeckt (gut zum Schreiben)
- 200 Jahre später->Chemiker Scheele weißt nach-> es ist Graphit

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- härteste bekannte Material
- Dichte: 3,5 g/cm3
- reiner Zustand: durchsichtig
- stark lichtbrechend
- elektrische Isolatoren
- Wärmeleiter
- Schmelztemperatur: über 3500° C

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- jedes Kohlenstoffatom -> an drei andere C-Atome gebunden
- Schichten entstehen
- Sechserringe aus Kohlenstoffatomen bienenwabenartig angeordnet
- pro Atom drei Bindungen gebildet daher -> an jedem Kohlenstoffatom ein freies Elektron
- Elektronen: in Schicht frei beweglich, verbinden Schichten locker miteinander
- Graphit parallel zu den Schichten: gute elektrische Leitfähigkeit
- Graphit quer zu den Schichten: Leitfähigkeit 10 000 mal kleiner
- Graphit entlang zu den Schichten: leicht spaltbar

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- grauschwarz
- glänzend
- fettig
- elektrisch leitfähig
- Wärme leitend
- sehr weich
- Dichte: 2,26 g/cm³

# data[].attributes.body
- stammt aus dem griechischen

- diaphainein = durchscheinen
- adamentos =  der Unbezwingliche

# data[].attributes.body
- kommt aus dem griechischen
- graphein = schreiben
- so weich dass man damit schreiben kann

# data[].attributes.body
- verschiedene Erscheinungsformen eines Elementes
- gleiche chemische Zusammensetzung aber unterschiedliche Strukturen
- haben verschiedene Eigenschaften

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- verschiedene Erscheinungsformen eines Elementes
- haben bei gleicher chemischer Zusammensetzung unterschiedliche
Strukturen und Eigenschaften