Diamant
Das Mineral Diamant ist der härteste bekannte natürliche Stoff (Mohshärte 10). Diamant ist neben Graphit und Fulleren eine der drei Modifikationen des Kohlenstoffs. Im Diamant sind die Kohlenstoffatome in einer tetraedrischen Gitterstruktur angeordent. Die grosse Härte resultiert aus der sehr hoben Bindungsenergie der vollständig in sp³ Hybrisierung vorliegenden chemischen Bindungen. D.h. jedes Atom hat vier Bindungen zu seinen nächsten Nachbarn.
Die meisten Diamanten sind mehr oder weniger stark in verschiedenen Tönen gefärbt, völlig farblose Exemplare sind selten und teuer. Die Masse von Diamanten wird üblicherweise in Karat angegeben, ein Karat sind 0,2 g.
Seine Dichte beträgt ca. 3,5 g/cm. Er verbrennt in reinem Sauerstoff bei ca. 720 °C, in Luft bei über 800 °C zu Kohlendioxid.
Die meisten Diamantenvorkommen befinden sich in Afrika, insbesondere in Südafrika, Namibia, Botswana, der Demokratischen Republik Kongo und Sierra Leone und Russland. Das häufigste Vorkommen ist ein Vulkanschlot eines erloschenen Vulkans. Die Vulkanschlote werden senkrecht nach unten abgebaut und das Muttergestein zermahlen um die Diamanten zu gewinnen. Im Süden Afrikas liegen sie auch am Grund der Wüste so dass der Sand bis zum gewachsenen Fels abgetragen und gewaschen werden muss.
Diamant hat eine sehr hohe Lichtbrechung und daher einen starken Glanz, weshalb er u.a. als Edelstein verschliffen wird.
Künstlich hergestellter Diamant wird aufgrund seiner Härte in der Technik zur Produktion von Schneid- und Schleifwerkzeugen verwendet. In einer Kaverne in einer Methan-Atmosphäre ist es möglich, durch thermische Auftrennung des Methans eine Diamantschicht von einigen tausend Atomlagen auf einem Träger abzuscheiden. Kristalline künstliche Diamanten werden in Matrizen aus Graphit durch hohen Druck und Temperatur hergestellt.
Als neue Entwicklung können mit Hilfe der Technik der [Plasmabeschichtung]] dünnen Schichten (wenige µm) aus sogenanntem dimantartigen Kohlenstoff hergestellt werden. Diese Schichten vereinigen gleichzeitig die extrem Härte des Dimant (bis zu 60%) und der sehr guten Gleitreibungseigenschaften von Grafit. Damit sind sie ideal für den Verschleisschutz geeignet und werden dafür im grosstechnischen Maßstab eingesetzt. In diesen Schichten (liegt je nach Beschichtungsparametern) eine Mischung von sp² und sp³ hybridisierten Kohlenstoffatomen vor.