Diamant

Diamanten bestehen aus Kohlenstoff Atomen die in einer kubischen Kristallstruktur angeordnet sind.

In diesem Steckbrief werden Eigenschaften, Vorkommen, Verwendung, Qualität und sonstige Fakten beschrieben.

Die meist oktaeder-förmigen Kristalle sind transparent, farblos oder durch Verunreinigungen oder Kristallgitterdefekte grün, gelb, braun und seltener auch orange, blau, rosa, rot oder grau bis schwarz gefärbt. Aufgrund seines extrem rigiden Gitters kann Diamant nur sehr wenige Substanzen wie zum Beispiel Bor oder Stickstoff verunreinigt werden.

Physik

Elementarer Kohlenstoff (Element-Symbol C) existiert in drei Modifikationen, basierend auf den Bindungsstrukturen: Diamant, Graphit und Fulleren. Die Atome sind im Diamanten tetraedrisch gebunden; das bedeutet, jedes C-Atom hat vier symmetrisch ausgerichtete Bindungen zu seinen nächsten Nachbarn.
Diamant ist bei Raumtemperatur und Normaldruck metastabil. Die Aktivierungsenergie für den Phasenübergang in das stabilere Graphit ist jedoch so hoch, dass sie praktisch nicht stattfindet.

Eigenschaften

Diamant ist bekannt für seine herausragenden physikalischen Eigenschaften, von denen die meisten auf die starke kovalente Bindung zwischen den Atomen zurückzuführen sind.
Diese Eigenschaften bestimmen die wichtigsten industriellen Anwendungen von Diamant in Schneid- und Polierwerkzeugen und die wissenschaftlichen Anwendungen in Diamantmessern und Diamantstempelzellen.

Diamant ist der härteste natürliche Stoff. Auf der Härteskala (1-10) nach Mohs erreicht den höchsten Wert, die Härte 10.
Er verfügt über die höchste Wärmeleitfähigkeit aller Materialen: 1000–2500 W/(m mal K); fünfmal besser als Silber.

Schmuck

Nur ein Viertel aller Diamanten ist qualitativ als Schmuckstein geeignet. Davon erfüllt nur ein kleiner Bruchteil die Kriterien, die heute an Edelsteine gestellt werden: Ausreichende Größe, geeignete Form, hohe Reinheit, Fehlerfreiheit, usw..

Die Brillanz des Edelsteins beruht auf zahlreichen inneren Lichtreflexionen, die aber erst durch geeignetes Schleifen (Facetten) ihre optimale Wirkung entfalten, indem sie einen hohen Prozentsatz des einfallenden Lichtes durch Reflexionen im Inneren des Steines in Richtung des Betrachters aus dem Stein austreten lassen.
Im frühen Mittelalter hatte der Diamant mangels Bearbeitungsmöglichkeiten noch keinen besonderen Wert, und meist wurden nur die farbigen Steine als Edelsteine bezeichnet.

Ab dem 14. Jahrhundert wurde der Rosenschliff populär. Die so geschliffenen Diamanten wurden dann zur Erhöhung der Reflexion in Silber in einer folierten Vertiefung gefasst.
Mit der Erfindung besserer Schleifscheiben im 17. Jahrhundert konnte man Diamanten mit spitzem Unterteil schleifen, die erstmals durch Totalreflexion von oben einfallendes Licht wieder zum Betrachter reflektieren. Diese Schliff-Form produzierte, ähnlich wie die folierten Diamantrosen eine gute Brillanz und das „Feuer“ (Dispersion).

Brillant

Ein Brillant (abgeleitet aus dem Französischen „brillant“ = ‚glänzend‘, ‚strahlend‘) ist ein Diamant mit einem speziellen Schliff der um 1900 entwickelt wurde.
Die singuläre Bezeichnung „Brillant“ bezieht sich immer auf Diamanten. Zusätzliche Angaben wie „echt“ oder „ähnlich“ sind dabei nicht erlaubt, da irreführend. Andere Edelstein können zwar auch einen „Brillantschliff“ erhalten, aber bei der Kennzeichnung muss dann zwingend der zugrunde liegende Edelstein genannt werden, z.B. „Rubin Brillant“.
Merkmale des Brillantschliffs (auch Vollbrillant genannt) ist ein Schliff mit kreisrunder Rundiste, mindestens 32 Facetten plus Tafel im Oberteil, mindestens 24 Facetten plus gegebenenfalls Kalette im Unterteil.

Karat

Die Gewichtseinheit für Edelsteine ist das Karat, Abkürzung ct. Ein metrisches Karat entspricht 0,2 Gramm.
Das Wort Karat, das Mitte des 15. Jahrhunderts erstmals bezeugt wurde, stammt von der arabischen bzw. griechischen Bezeichnung für die Samen des Johannisbrotbaums (lat. Ceratonia siliqua). Diese wurden früher als Gewichte verwendet, da sie recht gleichmäßig schwer sind.

Vorkommen

Die meisten natürlichen Diamanten haben ein Alter zwischen 1 Milliarde und 3,5 Milliarden Jahren.
Sie entstanden typischerweise bei hohen Drücken in Tiefen zwischen 150 und 660 Kilometern und bei Temperaturen von 1200 bis 1400 °C. In jüngerer Zeit (vor zehn bis hundert Millionen Jahren) wurden sie bei Vulkanausbrüchen an die Oberfläche getragen und in Eruptivgesteinen, die sogenannten Kimberlite und Lamproite, abgelagert.

Obwohl Diamanten auf der Erde relativ selten sind, sind extraterrestrische Diamanten recht häufig. Neuere Forschungen legen den Schluss nahe, dass der extreme Druck und Temperatur tief im Uranus und Neptun (14-fache bzw. 17-fache Masse der Erde) Methanmoleküle aufbrechen, wobei die Kohlenstoffatome zu Diamantkristallen kondensieren. Während der größte je gefundene Diamant auf der Erde etwas mehr als 3000 Karat wog (das sind etwa 600 Gramm), dürften jene in den Gasriesen mehrere Meter oder gar Kilometer groß sein.

Künstliche Diamanten

Synthetische Diamanten können in einem Hochdruck-Hochtemperaturverfahren (HPHT) hergestellt werden, das die Bedingungen im Erdmantel annähernd simuliert, bei denen thermodynamisch Diamant die stabilere Form von Kohlenstoff ist.
Graphit wird bei diesem Verfahren wird in einer hydraulischen Presse die einen Druck von bis zu 6 Giga-Pascal (60.000 bar) erzeugt und Temperaturen von über 1500 °C zusammengepresst.
Eine alternative und völlig andere Wachstumstechnik ist die chemische Gasphasenabscheidung (CVD).

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Regeln für die Zusammenfassung: unser Steckbrief ist kurz, in einer klaren Sprache auf Deutsch geschrieben und nennt die Dinge beim Namen.
Sowohl die Bedeutung, als auch die Definition und Herkunft des Begriffs sowie seine Abkürzung wird in einer prägnanten Übersicht, die die wichtigsten Inhalte enthält, verständlich erläutert. Wenn es der Sachverhalt erlaubt, werden die Daten in einer Tabelle als Liste präsentiert.
Bei Objekten aus der realen Welt werden selbstverständlich auch die Dimensionen wie Höhe, Breite, Tiefe und Länge, Gewicht, bzw. Entfernung, Geschwindigkeit sowie die Zusammensetzung mit in die Analyse einbezogen. Das erklärte Ziel dieser Einträge ist, zur Verbreitung des gesicherten Wissens auf einer soliden Basis beizutragen.

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