Drittes Element - Diamant

Diamant = Diamanten, für Mineralogen und Sammler ist es eine Modifikation aus  kubisch auskristallisierten reinen Kohlenstoff, dessen Atome an den Grenzflächen des Kristalls mit Wasser- oder Sauerstoff gesättigt sind. Der Diamant gehört zur Elementegruppe und hat den höchsten Härtegrad von 10 auf der Mohschen-Härteskala.

Für andere – besonders für Frauen – ist es der wohl begehrteste Edel- und Schmuckstein, wobei dieser erst durch bestimmte Facettenschliffe seine Brillanz erhält und eben einen hohen Wert darstellt und somit ein "Prestigeobjekt" ist. Immer wieder sieht man im Fernsehen die "Großen und Mächtigen" und all die "Stars", die mit Brillantschmuck nur so protzen, doch nur die wenigsten von ihnen sind auch im Besitz des Schmucks. Denn meistens sind es doch nur Leihgaben von irgendwelchen "Edeljuwelieren" und die Trägerinnen nur lebende Werbung ist.

Erst mit dem Einführen des Facettenschliffes bekam der Diamant aus Schmuckstein seinen Wert, denn im Mittelalter noch war er als Schmuckstein weniger beliebt und stellte keinen besonderen Wert da. Auch galten damals nur die farbigen Diamanten als Edelsteine. Diamanten haben eine hohe Lichtbrechung, einen hohen Glanz und eine schöne Dispersion (das funkelnde Feuer), wenn sie geschliffen sind. Die Brillanz bekommt der Diamant eben erst durch die besonderen Schleifvarianten der Facetten, die die vielen Lichtreflexionen hervorrufen. Spezielle Schliffe lassen in bestimmten Winkelverhältnissen zueinander möglichst viel Licht im Inneren reflektieren und wieder austreten. Heute werden solche Schliffe mit dem Computer berechnet und Maschinen setzen diese Werte um. Dabei müssen besondere Kriterien erfüllt sein, denn nur ca. ein Viertel aller Diamanten sind schleifwürdig.

Da wären die ausreichende Größe, die geeignete Form, die hohe Reinheit und Fehlerfreiheit, die Schliffgüte, die Brillanzwirkung, die Härte,  die Seltenheit, die Farbzerstreuung und die Farbe. Die moderne Technik hat auch hier Einzug gehalten, um Diamanten zu bearbeiten und zu verschönern. So werden Diamanten seit Ende der 80er Jahre mit Laser bearbeitet, um Einschlüsse zu entfernen oder die Steine zu kennzeichnen. Da aber die Eigenfarbe des Diamanten nicht so leicht beeinflußbar ist, wie bei anderen Edelsteinen und Mineralien, kommen die "unschönen" Diamanten in den Kernreaktor zur Bestrahlung, um die Farben zu verändern, die dann auch dauerhaft ist. So bekommen unreine graue Diamanten, weiße, gelbliche Diamanten ein leuchtendes Blau oder Grün. Hierbei werden Kristallveränderungen mit einer weiteren Wärmebehandlung "ausgeheilt", was zudem noch eine weitere Farbveränderung mit sich bringen kann, welche aber nicht vorhersehbar ist.

Diamanten, die für die Schmuckindustrie uninteressant sind, werden zu Diamantstaub gemahlen und als Industriediamanten verwendet, die man als Bort bezeichnet. Während die Diamanten als hochwertige Edelsteine in der Schmuckindustrie und als Wertanlage fungieren, ist wohl die wirtschaftliche Bedeutung der Diamanten in der Industrie wesentlich höher. Hier werden sie für Bohr-, Schleif- und Schneidwerkzeugen verarbeitet, da sie eine hohe Härte, eine extreme Verschleißfestigkeit und ein hohes Wärmeleitvermögen haben, was eine große Wirtschaftlichkeit bedeutet. Jeder hat schon einmal die Bohrköpfe von Erdbohrungen und auch die Stein-Bohrer, die in jeden Haushalt zu finden sind, gesehen. Jeder kenn diamantbelegte Nagelfeilen, Schleifscheiben und Trennscheiben und in der Medizin werden u.a. diamantbesetzte Skalpelle verwendet. Hierfür wird feines oder gröberes Diamantpulver in das Material aufgeklebt, eingewalzt oder dem Material im flüssigen Zustand beigemengt. Überall, wo Elektronen für chemische Prozesse bei denen diese den "reaktiven Radikalen" standhalten müssen, bekommen die Elektronen eine Diamantbeschichtung zum Schutz, was man z.B. in der Abwasserreinigung benutz. Diese CVD-Diamantelektroden dienen hier als Desinfektion und zu Oxidation.

Mit Zusätzen wie Stickstoff, Phosphor oder Bor wird der Diamant leitfähig und kann als Halbleiter oder gar als Supraleiter in der Elektro- und der Elektronikindustrie eingesetzt werden. Zudem absorbiert der Diamant nur wenig  die Infrarotstrahlung, weswegen er auch in der Spektroskopie eine wichtige Rolle spielt.

Gerade wegen der hohen Nachfrage der Diamanten in der Industrie  ist der 15 Februar 1953 ein denkwürdiger und wichtiger Tag, denn es gelang einen Physiker eines schwedischen Konzerns der Durchbruch zur Herstellung von synthetischen Diamanten. Er entwickelte das Hochdruck- und Hochtemperaturverfahren, was auch die Natur benutzt, um Diamanten zu bilden. Künstliche Diamanten werden aus Graphit unter einen Druck von 60.000 bar und mit Temperaturen von über 1500 °C in einer hydraulischen Presse zusammengedrückt. So wird aus Graphit ein Diamant, doch das Verfahren dauert selbst mit Zuhilfenahme eines Katalysators – meist ist es Eisencarbonyl – noch einige Wochen. Ein weiteres kommerziell vielversprechendes Verfahren ist die Schockwellendiamantsynthese, die mit den durch Explosionen entstehenden hohen Druck, Diamantpulver von verschiedenen Stärken herstellen kann. So gibt es mittlerweile einige Verfahren. Erwähnenswert sei hier wohl noch ein Diamant mit einem eigenen Magnetfeld. Es sind nur bis fünf Nanometer große Diamanten und dieser Effekt wurde von einen Institute in Amerika entdeckt, das sich mit Defekten im Kristallgitter eines Diamanten beschäftigte.

Außerirdische  Diamanten findet man als nanometergroße Diamanten in Steinmeteoriten mit einem Anteil von bis zu 3%, die außerhalb unseres Sonnensystems entstanden sind.

Die häufigste Wachstumsform des Diamanten sind die oktaederförmigen Kristalle mit den oft vorkommenden gebogenen und streifigen Flächen, aber auch Würfel, Tetraeder und Dodekaeder kommen vor. In der Regel sind diese farblos und tranzparent, doch durch Verunreinigungen, wie z.B. Stickstoff oder durch Kristallgitterdefekte können Verfärbungen auftreten. Am häufigsten sieht man dan die Farben Gelb, Braun und Grün, während die Farben Rot, Rosa, Orange, Blau und Grauschwarz seltener sind.

Auch, wenn der Diamant das härteste bekannte Mineral ist und mit der Härte 10 auf der Mohsschen Härteskala steht und die Schleifhärte ca. 140 mal höher als Korund ist, so gibt es doch Unterschiede in der Härte der Diamanten. Das liegt an den verschiedenen Kristallrichtungen und so ist es möglich, daß man einen Diamanten mit Diamantpulver schleifen kann.

Tief im Inneren, um genauer zu sein in etwa 150 Tausend Meter ist die Geburtsstätte der Diamanten. Bei Temperaturen von 1200 bis 1400 °C und unter hohem Druck, im Erdmantelgestein, wie Peridot und Eklogit, was als Muttergestein bezeichnet wird, entsteht der Diamant. Kimberlite und andere gasreiche vulkanische Gesteine fördern immer wieder Teilchen des Erdmantels bei Vulkanausbrüchen  an die Oberfläche, in denen auch die Diamanten eingeschlossen sind. So findet man sie auch hauptsächlich an den Eruptionsschloten eines Vulkanes. Kimberlitvulkane haben einen senkrechten Magmagang. Da die Gesteine nur wenige Stunden benötigen, um aus der Tiefe an die Oberfläche zu gelangen, kann hier auch keine Phasenumwandlung des Diamanten zu Graphit stattfinden. Erreichen diese Gesteine die Oberfläche, werden sie mit einer sehr hohen Geschwindigkeit herausgeschleudert und da Diamanten sogenannte Fremdkristalle (Xenokristalle) in Kimberlit oder Lamproit sind, sind die Diamanten auch noch nicht chemisch stabil. Das kann man an Auflösungserscheinungen erkennen. Einschlußarme Diamanten überstehen den Transport im Sedimentgestein am besten, da diese, durch ihre Härte, meistens intakt bleiben. Diese haben fast alle eine Edelsteinqualität.

Durch den hohen Druck und den hohen Temperaturen entstehen auch Mikrodiamanten durch Meteoriteneinschläge, wobei der Kohlenstoff so stark komprimiert wird, das sich kleine Diamantkristalle bilden und selbst in den Explosionswolken bilden sich kleinste Diamantteilchen, die Losdaleiten, die sich in der näheren Umgebung von Meteoritenkratern dann ablagern.

Aber auch in Eisenmeteoriten findet man Mirkodiamanten, die dort durch Schockereignisse aus dem Graphit entstanden. Weitere Mikrodiamanten findet man in Gebirgen, die während ihrer Entstehung einen hohen Druck und eine hohe Temperatur erzeugten.

Diamanten haben oft Einschlüsse von Silikatmineralien aus der Umgebung und dadurch kann man auch das Alter eines Diamanten bestimmen. Der Name Diamant bedeutet so viel wie "der Unbezwingbare" und ist aus dem lateinischen "diamantem" abgeleitet. Das Gewicht eines Diamanten wird immer in Karat (ct) angegeben, wobei ein Karat = 0,2 Gramm wiegt. Zur besseren Umrechnung ein Gramm hat 5 Karat. Die Abkürzung ct ist abgeleitet von lateinischen Ceratonia siliqua, dem Johannesbrotbaum, dessen Samen früher als Gewichte verwendet wurden, da sie sehr gleichmäßig groß sind.

Weitere Kohlenstoffmodifikationen sind Graphit, Lonsdaleit  und Chaoit (nicht zu verwechseln mit dem Charoit) die allesamt hexagonal kristallisieren. Auch Fullerene gehören  dazu, sind aber meistens synthetisch hergestellt.

Durch ungünstige Wachstumsbedingungen treten oft Gitterfehler in den Kristallstrukturen auf du so entstehen die seltenen faserigen und radialstrahligen "Ballas"-Diamanten  und die schwarzen und sehr porösen Corbonado Diamanten, wobei letztere ausschließlich in Zentral- und Südafrika gefunden werden.

Mit zunehmenden Berichten, wo Diamanten für die Finanzierung von Bürgerkriegen und Terrorismus dienen, werden sogenannte "Blutdiamanten" oder auch als "fünftes C" genannte Diamanten immer mehr geächtet und Diamanten ohne Herkunftsangabe lassen sich nur noch schwer verkaufen. In vielen Ländern ist der Handel mit diesen "Konfliktdiamanten" bereits verboten, doch es ist nicht leicht, denn Zertifikate sind oft gefälscht und nur anhand von modernster Technik ist es möglich einen Diamanten mit einem Laser mit einer ID-Nummer zu versehen. Die Gründe für die illegalen Waffenhändler sind die, daß die Diamanten klein sind, sich leicht verstecken und somit schmuggeln lassen und sie haben einen beständigen Wert.