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 angeordnet. Die große Härte resultiert aus der sehr hohen Bindungsenergie der vollständig in sp³ Hybridisierung 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. Winzige Diamanten, wegen ihrer typische Größe von nur einigen Nanometern oft Nanodiamanten genannt, kommen auch in primitiven Meteoriten in Form von präsolaren Mineralen vor.
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 so genanntem diamantartigen Kohlenstoff hergestellt werden. Diese Schichten vereinigen gleichzeitig die extreme Härte des Diamant (bis zu 60%) und die sehr guten Gleitreibungseigenschaften von Graphit. Damit sind sie ideal für den Verschleißschutz geeignet und werden dafür im großtechnischen Maßstab eingesetzt. In diesen Schichten liegt, je nach Beschichtungsparametern, eine Mischung von sp² und sp³ hybridisierter Kohlenstoffatomen vor. Ebenfalls mittels Plasmatechnicken lässt sich so genanntes kubisches Bornitrid (eine Verbindung der Elemente Bor und Stickstoff) herstellen, die das Härte von Diamant noch übertrifft.
Grosse und berühmte Diamaten
- Cullinan
- Excelsior
- Star of Sierra Leone
- Großmogul
- Hope
- Florentiner
- Kohinoor
- Dresden(Diamant)
- Regent(auch Pitt)