EIGENSCHAFTEN & MYTHEN
Wahrheit vs. Mythos
Inhaltsverzeichnis:
HART, HÄRTER, DIAMANT
Der Mythos Diamant fasziniert die Menschen seit jeher. Gleichzeitig ranken sich Legenden und so manche falsche Vorstellung um das Thema. Hier zeigen wir anhand von Fakten woher die Legenden und die Faszination für dieses einzigartige Material kommt.
Diamant (griech. adámas, „unbezwingbar“) ist der härteste natürliche Stoff. Er ist die kubische Modifikation des Elements Kohlenstoff und ein natürlich vorkommendes Mineral. Auf der Mohshärte-Skala erreicht Diamant den höchsten Wert 10. Dieser beschreibt den Widerstand beim Ritzen (Ritzhärte) mit scharfkantigen Gegenständen.
Zum Vergleich:
Korund (Saphir oder Rubin) erreicht den Wert 9 (von 10) auf der Härteskala. Aber Diamant ist mit dem Wert 10 durch das dreidimensionale Kristallgitter nicht einfach nur härter als Korund:
Diamant ist 140 mal härter
DIAMANT vs. GRAPHIT
DIAMANT und BLEISTIFT
Beide bestehen zu 100% aus Kohlenstoff (C).
Die Graphitmine im Bleistift ist weich und lässt sich deshalb gut abreiben und zu Papier bringen. Graphit ist dunkel, während ein Diamant durchsichtig ist.
Wie kann das sein?
Im Kristallgitter des Diamanten sind die Kohlenstoffatome tetraedisch gebunden. Das heisst, jedes Atom hat vier symmetrisch ausgerichtete Bindungen zu seinem Nachbarn.
Anders Graphit: Die Bleistiftmine ist chemisch gesehen genauso Kohlenstoff wie der Diamant, hat aber eine hexagonale Schichtstruktur. Die starken kovalenten Verbindungen sind verantwortlich für die Härte des Diamanten.
Beim Graphit wirken diese Kräfte auch, allerdings nur auf der horizontalen jeweiligen Schichtebene. Die Schichten selbst werden auf vertikaler Ebene von den schwachen Van der Waals Verbindungen zusammen gehalte. Daher lassen sich die Schichten leicht abreiben.
Graphit
Diamant
GRAPHIT
- 1 Kohlenstoffatom bindet 3 weitere Atome
- Schichtstruktur
- Kovalente Bindungen nur auf horizontaler Ebene
DIAMANT
- 1 Kohlenstoffatom bindet 4 weitere Atome
- Dreidimensionaler Aufbau
- Nur kovalente (starke/energiereiche) Bindungen
DIAMANT SOGAR „ZU HART“?
WENN NICHTS HÄRTER IST ALS DIAMANT –
WIE LÄSST ER SICH SCHLEIFEN?
Richtig, mit Diamant. Die Härte des Diamanten ist nämlich richtungsabhängig vom Kristallwachstum. Je nach Form der Kristallisierung (Oktaeder, Tetraeder, Dodekaeder oder Würfel) ergeben sich unterschiedliche Härtegrade innerhalb des Kristalls. Beispiel Holz: Je nach Wachstumsrichtung der Fasern lässt es sich einfach oder nur schwer spalten.
Diese Richtungsabhängigkeit der Härte des Diamanten nennt man auch Anisotropie. Dadurch ergibt sich auch die sehr gute Spaltbarkeit des Diamanten- nämlich nach der Spaltrichtung der Oktaederflächen. Spaltbarkeit wird bei Mineralien und Kristallen die Tendenz bezeichnet, an bestimmten parallelen Ebenen im Kristallgitter zu brechen. Diese Eigenschaft hat man sich schon früh in der Bearbeitung von Diamanten zu Nutze gemacht.
BESONDERE EIGENSCHAFTEN
DIE PHYSIK
| Dichte | 3,52 g/cm³ |
| Bruch | Muschelig |
| Lichtbrechung | 2,417 |
| Dispersion | 0,025 (CF) und 0,044 (BG) |
| Oxidation | Ab ca. 720° C in Sauerstoff |
ROHDIAMANT ALS OKTAEDER
BESONDERE EIGENSCHAFTEN
| Härte | 10 auf der Moh-Skala (Ritzhärte) |
| Wärmeleitfähigkeit | 6-mal höher als Kupfer |
| Spaltbarkeit | Vollkommen (in Spaltrichtung der Oktaederfläche) |
| Elektrische Leitfähigkeit | Diamanten Typen Ia, Ib und IIa leiten Strom nicht. Typ IIb sind Halbleiter |
| Kristallisierung | Kubisch, meist Oktaeder. Auch Würfel, Rhombendodekaeder und Tetraeder |
VERWENDUNG
VERWENDUNG
| Härte | Einzigartige Härte ideal für Schneide- und Bohrarbeiten |
| Wärmeleitung | Unerreichtes thermisches Management bei der Kühlung von Laserdioden und anderen Hochleistungsbauteilen |
| Elektrische Leitfähigkeit | Verwendung in elektronischen Bauteilen und ebenso nützlich bei der Prüfung auf Echtheit von Diamanten |
| Spaltbarkeit | Früher wichtig beim Bearbeiten von Diamant. Allerdings: Vorsicht bei Schlägen auf den Stein |
| Kristallisierung | Hilfreich bei der Unterscheidung von natürlichen und synthetischen Diamanten |
DIAMANT MYTHEN
Diamanten haben sensationelle Eigenschaften und Einsatzmöglichkeiten – insbesondere in der Industrie ist die Verwendung vielseitiger als die meisten denken. Und zu Recht spricht man daher oft von einem „Super“-Material. Aber gibt es einige falsche Vorstellungen, die nicht ganz der Wahrheit entsprechen:
DIAMANTEN SIND UNZERSTÖRBAR
Diamanten sind unvergänglich, aber nicht unzerstörbar. Sie sind zwar der härteste natürliche Stoff der Welt und als solcher beispielsweise unempfindlich gegen Säure. Allerdings zeigen die physikalischen Eigenschaften wie oben benannt einige „Schwachstellen“. Bruch und Spaltbarkeit machen Diamanten anfällig für Schläge. Das heisst, eine Autotür kann schnell zu einem Schlagriss im Diamanten führen, wenn man aus Versehen dagegen trifft. Genauso Feuer: Bei Umarbeitungen eines Ringes sollte stets Vorsicht beim Umgang mit der Lötlampe gelten. Diamant oxidiert ab ca. 720° C und kann dadurch in Mitleidenschaft gezogen werden.
DIAMANTEN SIND SELTEN
Diamanten sind insgesamt gar nicht so rar: Jedes Jahr werden über 130 Millionen Karat natürliche Diamanten weltweit abgebaut. Davon haben aber nur ca. 25% Schmuckqualität. Der Rest wird in der Industrie verwendet. Von diesen 25% bleiben allerdings auch wieder nur sehr wenige Diamanten in hohen Qualitäten – insbesondere bei steigender Karatzahl.
Hier macht tatsächlich das begrenzte Angebot den Preis aus. Zusätzlich zur Produktion natürlicher Diamanten werden jährlich über ca. 5 Milliarden Karat an synthetischen Diamanten für die Industrie hergestellt, die meisten davon in China. Diamant als Material ist nicht selten, es kommt auf die Qualität an. Auch hier gilt: Der Unterschied liegt im Detail. Hochwertige natürliche Diamanten, die als Schmucksteine in Frage kommen, sind selten und das Angebot ist begrenzt.
DER TEUERSTE EDELSTEIN
Diamanten als Schmucksteine sind begehrt, selten und teuer. Trotzdem gibt es je nach Qualität und Größe andere Edelsteine, die mitunter einen höheren Karatpreis erzielen als ein Diamant. Hierzu können unter anderem Rubin, Smaragd, Saphir und Alexandrit gehören.
