Einleitung

Der Begriff Diamant stammt aus den griechischen Wörtern diaphainein: "durchscheinen" und adamantos: "das Unbezwingbare". Es ist neben Graphit und den Fulleren eine der drei Modifikationen des Kohlenstoffs. Diamant hat die höchste Mohshärte, diese beträgt 10, damit ist sie gleichzeitig das härteste natürlich vorkommende Mineral. Deswegen ist es nur möglich Diamant mit Diamantstaub zu schleifen. Der Diamant besitzt ein kubisches Kristallsystem und ist in reinem Zustand transparent, oft aber durch Verunreinigungen in den verschiedensten Farben gefärbt, diese Farben bezeichnet man als "fancy colours". Das Gewicht eines Diamanten wird in Karat angegeben. Ein Karat sind 0.2g Diamant.























1. Die Modifikationen von Kohlenstoff

Zu den Modifikationen von Kohlenstoff gehört der Diamant, Graphit und die Fullerene.





1.1 Fulleren

Bei den Fulleren sind die Kohlenstoffatome in einer Form von Fünf- und Sechsecken angeordnet, die sich zu Hohlkugeln fügen. Diese ähneln den Schalenkonstruktionen des Architekten R. B. Fuller, nach denen sie benannt wurden. Entdeckt wurden die Fullerene von R. Curl.




1.2 Diamant

Das Diamant ist eine Hochdruckmodifikation des reinen Kohlenstoffs. Es kommt in Form von Oktaedern, Rhombendodekaedern, aber häufig auch krummflächig vor. Keine Härte eines Stoffes kann die Härte eines Diamanten übertreffen.

Die Kohlenstoffatome sind im Diamant tetraedisch gebunden. Dies bedeutet, dass jedes Atom vier symmetrisch ausgerichtete Bindungen zu seinem nächsten Nachbarn hat, dies nennt am auch sp³- Hybridisierung. Die Mohshärte (Ritzhärte) von 10, der maximale Wert, erklärt sich aus der sehr hohen Bindungsenergie, da das Atom vollständig sp³-hybridisiert ist. Der Diamant gilt als unvergänglich, weil er 140mal so hart ist (Schleifhärte), wie die Steine mit den darunter folgenden Härte, Rubin und Saphir. Aufgrund dieser Tatsachen ist der Diamant sehr spröde und durch einen kleinen Schlag zu zerstören, dies wird auch die "vollkommene Spaltbarkeit" genannt. Der Diamant hat eine Dichte von 3.50-3.53 g/cm³.

Bei hohen Temperaturen reagiert Diamant mit Wasserstoff zu Kohlenwasserstoffen. Diamant verglüht in der Luft bei über 800°C und in Sauerstoff bei etwa 720°C. Diamant lässt sich durch Neutronenbestrahlung härten, dies liegt daran, dass eine Gitterversetzung stattfindet. Dieses Verfahren kann nur einmal durchgeführt werden, weil dieser neuentstandene Stoff (radioaktiver Kohlenstoff) nur in gewissen Mengen im Diamant enthalten sein darf.


1.3 Graphit



Diamant und Graphit haben die gleiche chemische Zusammensetzung, aber komplett verschiedene Eigenschaften. Graphit ist die stabilste Modifikation des Kohlenstoffs. Er hat eine hell- bis dunkelgraue oder schwarze Farbe, oft mit Metallglanz. In seinem hexagonalen Kristallgitter sind die Kohlenstoffatome in Schichten angeordnet. Die Bindungen der C-Atome befinden sich nur in einer Ebene. Die Schichten verschieben sich leicht gegeneinander. Graphit hat aufgrund seiner besonderen Struktur hervorragende Materialeigenschaften, die bei den unterschiedlichsten Anwendungen genutzt werden.


2. Entstehung und Vorkommen

Der Diamant entsteht aus dem Kimperlit. Innerhalb dieses Gesteins wandelt sich der Kohlenstoff in Tiefen von oft mehr als 150 Kilometer unter hohem Druck und bei Temperaturen von bis zu 3000 °C zu Diamant um. Durch Vulkanausbrüche kommt der Diamant an die Erdoberfläche. Wenn der Diamant in der Tiefe bleibt wird er zu Grafit umgeformt. Der Diamant bleibt, wenn er an der Oberfläche ist, trotz der Verwitterungsprozesse in seiner ursprünglichen Form, er siedelt sich dann meist in Sedimentgesteinen an.



Sie sind meist an ruhigen Gebieten zu finden, wo keine Plattenverschiebung stattfindet.










In allen in fast allen Staaten wurden schon Diamanten entdeckt, aber in den meisten fällen blieb es bei ein paar Funden. Australien ist der Hauptfundort der Fancy Diamonds.

Bis zu den ersten Diamantfunden 1750 in Brasilien versorgte Indien den Weltdiamantbedarf. Die brasilianischen Funde waren so groß, dass der Diamantenhandel in Indien völlig zum Erliegen kam. Nahezu 150 Jahre lang deckte Brasilien den Weltdiamantbedarf. 1900 erschöpften sich langsam die dortigen Diamantenvorräte und der Welthandel mit Diamanten kam fast zum Erliegen.

Glücklicherweise wurden genau in dieser Zeit die ersten Funde in Afrika gemacht. Heute deckt Afrika den Weltdiamantbedarf. Afrika ist mit 70 % klar an der Spitze. In Russland wurden kürzlich große Diamantenvorkommen entdeckt. In diesen Staat werden für die Zukunft sehr viele Hoffnungen gesetzt, falls in Afrika die Bestände an Diamanten knapp werden sollten.





Es gibt zwei Möglichkeiten, wie Diamanten vorkommen können. Das sekundäre und primäre Vorkommen. Beim sekundären Vorkommen sind die Diamanten von einem Fluss weggespült worden und befinden sich nicht mehr an ihrem ursprünglichen Ort. Beim primären Vorkommen befinden sich die Diamanten an ihrem Ursprungsort und

haben sich seit vielen Millionen Jahren


nicht vom Platz bewegt, hier ist der

Diamant komplett von Kimperlit umgeben. Bei dem sekundären Vorkommen sind nur noch Reste von Kimperlit an dem Stein zu finden.




3. Der Diamant als Schmuckstein




3.1 Geschichte

Bekannt wurde der Diamant als Talisman in Indien. Man sagte ihm eine magische Wirkung nach. Im alten Rom waren Diamanten als Werkzeuge sehr anerkannt. Als man entdeckte, dass Diamanten sich bearbeiten lassen, war dies nicht nur der Beginn des Diamanten als Schmuckstein, sondern eines großen Streits. Indien, der den Weltdiamantbedarf fast komplett deckte, weigerte sich Diamanten zu bearbeiten, weil sie dann ihre magischen Kräfte verlieren würden. Bei den wenigen Diamanten, die nun vorhanden waren, wurden die natürlichen Facetten nachgeschliffen, der Stein sah aber nicht sehr viel verändert aus. Diesen bearbeiteten Stein nannte man Spitzstein. Durch Abspalten oder Abschleifen erhielt man bald den Tafelstein. Diesen nannte man so, weil er eine große Fläche auf der Oberseite aufwies, die so genannte Tafel.

Ende des 15. und Anfang des 16. Jahrhunderts wurden immer neue Facetten mit Hilfe der Schleifscheibe angelegt. So entstand um 1550 das Einfache Gut mit 8 Facetten und einer Tafel an der Oberseite. 1650 wurde das Zweifache Gut entwickelt. Dieses hatte 32 Facetten mit einer Tafel an der Oberseite und einer Kalette(sehr kleine Tafel) an der Unterseite. Ende des 17. Jahrhunderts wurde aus diesem Zweifachen Gut das Dreifache Gut. Dieses Dreifache Gut wies bereits alle Facetten und ähnliche Proportionen des heutigen Brilliantschliffes. Der Altschliff ist der direkte Vorgänger des Diamantschliffes.




3.2 Diamantschliffe und Lichtbrechung



Diamanten haben nur eine natürliche Transparenz von 17% im Vergleich zu einem geschliffenen Diamanten. Diamanten haben eine sehr hohe Lichtbrechung, weil das Licht im Diamanten gefangen ist und mehrmals hin und her geworfen wird. Diese Art der Lichtbrechung nennt man "Totalreflexion". Der Brilliantschliff wirft das Licht so oft auf eine andere Facette, dass am Ende das Licht in den verschiedensten Regenbogenfarben zu sehen ist. Eine derartige Brillanz kommt nur bei dem Diamant vor. Diese wird aber erst durch den Brilliantschliff deutlich. Der ungeschliffene Diamant hat nur eine natürliche Brillanz von 17%. Es gibt viele Schliffe, aber allein der Billiantschliff holt das Feuer des Diamanten komplett heraus.

















Im Idealfall werden die kunstvollen Facetten das Licht wie ein Spiegel umlenken, dies ist die optimale Reflexion. Die Facetten werden exakt berechnet, wodurch das Geheimnis der Brillanz exakt mathematisch berechenbar ist.







Der Diamantschliff ist die berühmteste und meist benutzte Schleifmethode. Sie setzt sich folgendermaßen zusammen:










3.3 Reinheit von Diamanten (Fancy Diamonds)

Der Diamant ist selten ganz weiß und rein, meistens ist er in einem Braun- und Gelbton zufinden (80%). Diese Töne sind Verunreinigungen, hingegen gehören Kanariengelb und Cognacgoldbraun zu den Fancy Diamonds (edle Diamanten). Die Fancy Diamonds gibt es in allen Farben.



Fancy Diamonds:



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.

Braun: Auch für die Brauntöne sind Kristallverunreinigungen 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. Blaue Diamanten sind sehr selten, doch häufiger als grün oder rot.



Grün: Der bekannteste und vielleicht auch größte Diamant dieser Farbe ist der Dresden-Diamant mit einem Gewicht von 41,0 Karat (ungeschliffen 119,5 Karat). Grüne Diamanten sind sehr selten.



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 in dieser Farbe 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.

Ob die Diamanten Verunreinigungen haben, wird mit den folgenden Kurzschreibweisen beschrieben. Mit if (internally flawless - lupenrein), vvs (very, very small inclusions - sehr sehr kleine Einschlüsse), vs (very small inclusions - sehr kleine Einschlüsse), si (small inclusions - kleine Einschlüsse), p1(Piqué1 - Einschlüsse mindern die Brillanz nicht), p2 (Piqué 2 - Einschlüsse mindern den Brillanz nur schwach, p3 (Piqué 3 - Einschlüsse mindern den Brillanz deutlich).



4. Der Diamant als industrieller Werkstoff

Die größte Verwendung findet der Diamant in der Industrie in Bohr-, Schleif-, Schneid- und Polierwerkzeug. Durch seine Härte und seiner sehr hohen Wärmeleitfähigkeit ist Diamant sehr gut als industrieller Werkstoff verwendbar. Kleine Millimeter große Kristalle werden hierfür verwendet. Erst mit der Erfindung der Gasphasenabschneidung in den 80er Jahren konnte man Diamant in Form von ausgedehnten Scheiben und Schichten herstellen. Mit dieser Erfindung kann man Diamant ganz neu einsetzen, schließlich ist er jetzt optisch, thermisch und mechanisch verändert besser verwendbar. Es lohnt sich in der Wirtschaft Diamantwerkzeuge zu kaufen, weil die Oberflächenqualität nach der ersten Bearbeitung mit Diamantwerkzeugen bereits so gut ist, dass man die Materialien nicht mehr weiter bearbeiten muss. Diamanten werden in sehr dünnen Schichten auch als Verschleißschutz bei z.B. Skalpellen verwendet. Diamant könnte man durch die Zugabe von Bor, Phosphor oder Stickstoff zu einem Stromleiter umfunktionieren.

5. Synthetischer Diamant

Seit den fünfziger Jahren ist es möglich, durch das so genannte Hochdruck-Hochtemperatur-Verfahren, Diamanten synthetisch herzustellen. Bei diesem Verfahren wird Graphit unter sehr hohem Druck und einer Temperatur von 1500'C zusammengepresst. Weil Diamant die stabilere Form von Kohlenstoff ist, wird nun das Graphit in Diamant umgewandelt. Diese Umwandlung wird meist durch die Beigabe eines Katalysators (Kontaktstoff) beschleunigt. Dieser synthetisch hergestellte Diamant erreicht nicht ganz die Härte vom natürlichen Diamanten, aber er ist bei hohen Temperaturen gegen Sauerstoff beständig. Um synthetisches Diamantpulver herzustellen, gibt es noch eine andere Möglichkeit, die Schockwellendiamantsynthese. Hierbei entsteht ein so hoher Druck, der sonst nur bei Explosionen auftritt. Neuerdings werden auch Diamanten mit einem Magnetfeld hergestellt. Dies liegt an einem Defekt am Kristallgitter. Sie sind nur 5 Nanometer klein, werden aber zu medizinischen Zwecken eingesetzt. Außerdem werden künstliche Diamanten noch durch die Beschichtung von anderen Materialien hergestellt. Allerdings hat dies wenig mit Kohlenstoff zu tun.



6. Soziale Einflüsse

Diamanten werden nicht immer unter guten Verhältnissen abgebaut. Oft sind die Arbeitsbedingungen so schlecht, dass die Menschen, aufgrund Arbeitsverletzungen oder Unfällen sterben. Die Diamanten, die unter solchen Verhältnissen abgebaut werden, sind günstiger als Diamanten, die unter guten Verhältnissen abgebaut werden. Aus diesem Grunde machen viele Menschen den Kauf eines Diamanten von dessen Ursprungsland, welches im Zertifikat angegeben ist, abhängig. Doch leider sind diese Zertifikate oft gefälscht. Von diesen Diamanten werden auch Bürgerkriege bezahlt, deshalb nennt man sie auch Blutdiamanten. Auch wenn ein Arbeiter fündig wird, verkauft er diesen Diamanten sehr billig an den örtlichen Kriegsherrn. Fast das der gesamte Erlös geht an das Militär.