Material von Diamanten

armando-ascorve-morales-jEXR62jw34Y-unsplash-scaled.jpg

23.12 Definition of the word “diamond.” (U.S. FTC, Federal Trade Commission)

(a) A diamond is a mineral consisting essentially of pure carbon crystallized in the isometric system. It is found in many colors. Its hardness is 10; its specific gravity is approximately 3.52; and it has a refractive index of 2.42.

Laboratory-created stones (also called laboratory-grown, or manufacturer-created stones) have the same chemical, physical, and visual properties as natural gemstones, but they are manufactured.

Summary of Basis and Purpose for the Revised Jewelry Guides – August 8, 2018

The final Guides therefore eliminate the word “natural” from the diamond definition. When the Commission first used this definition in 1956,432 there was only one type of diamond product on the market – natural stones mined from the earth. Since then, technological advances have made it possible to create diamonds in a laboratory. These stones have essentially the same optical, physical, and chemical properties as mined diamonds. Thus, they are diamonds. The distinctions between these lab-created diamonds and mined stones are addressed elsewhere in the Guides.433 Because it is no longer correct to define diamonds as “natural,” the final Guides do not include “natural” in the diamond definition.

Was ist ein Diamant?

Ein Diamant besteht aus:

Kristallisierter Kohlenstoff
(Pure Carbon, cubic C)

Diamant ist die kubische Modifikation des Kohlenstoffs und als natürlich vorkommender Feststoff ein Mineral aus der Mineralklasse der Elemente. Diamant bildet meist oktaederförmige Kristalle, oft mit gebogenen und streifigen Flächen. Weitere beobachtete Formen sind der Tetraeder, Dodekaeder und der Würfel. Die Kristalle sind transparent, farblos oder durch Verunreinigungen (z. B. Stickstoff oder Bor) oder Kristallgitterdefekte grün, gelb, braun und seltener auch orange, blau, rosa, rot oder grau bis schwarz gefärbt.

Aus was bestehen Diamanten? Material Labor Diamanten und Minen Diamanten. Beide bestehen aus dem gleichen Material: kristallisiertem Kohlenstoff
Aus was bestehen Diamanten? Material Labor Diamanten und Minen Diamanten. Beide bestehen aus dem gleichen Material: kristallisiertem Kohlenstoff

Kohlenstoff (chemisches Element “C”)
Essentielles Element der Biosphäre

Kohlenstoff (latinisiert Carboneum oder Carbonium) ist ein natürlicher Stoff der häufig auf der Erde vorkommt. Kohlenstoff ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol C und der Ordnungszahl 6. Es kommt in der Natur sowohl in gediegener (reiner) Form (Diamant, Grafit, Chaoit) als auch chemisch gebunden (z.B. in Form von Carbiden, Carbonaten, Kohlenstoffdioxid, Erdöl, Erdgas und Kohle) vor. Kohlenstoff ist ein essenzielles Element der Biosphäre; es ist in allen Lebewesen – nach Sauerstoff (Wasser) – dem Gewicht nach das bedeutendste Element. Alles lebende Gewebe ist aus (organischen) Kohlenstoffverbindungen aufgebaut. Geologisch dagegen zählt Kohlenstoff nicht zu den häufigsten Elementen, denn in der Erdkruste beträgt der Massenanteil von Kohlenstoff nur 0,027%.

Diamant ist der härteste natürliche Stoff

In der Härteskala nach Mohs hat er die Härte 10

Seine Schleifhärte nach Rosiwal (auch absolute Härte) ist 140-mal größer als die des Korunds. Die Härte des Diamanten ist allerdings in verschiedenen Kristallrichtungen unterschiedlich (Anisotropie). Dadurch ist es möglich, Diamant mit Diamanten zu schleifen. In dem dazu verwendeten Diamantpulver liegen die Kristalle in jeder Orientierung vor (statistische Isotropie), damit wirken immer auch die härtesten unter ihnen auf den zu schleifenden Körper.

Diamant ist optisch isotrop mit hoher Lichtbrechung und hoher Dispersion

Er zeigt manchmal Fluoreszenz und Phosphoreszenz und ist triboelektrisch. Er verfügt über die höchste Wärmeleitfähigkeit aller bekannten Minerale.

Das Gewicht einzelner Diamanten wird traditionell in Karat angegeben, einer Einheit, die exakt 0,2 Gramm entspricht (siehe Abschnitt „Gewicht in Karat“). Ein unbehandelter, d. h. insbesondere ungeschliffener Diamant wird Rohdiamant genannt.

Härteste Substanz auf Erde

praktisch unzerstörbar

Der Diamant ist die härteste natürliche Substanz auf der Erde. In der Härteskala nach Mohs hat er die Härte 10. Er kann jede Art von Gestein oder Metall schneiden, aber nur ein anderer Diamant kann einen Diamanten schneiden. Um einen Diamanten zu brennen, muss er auf 1’290 bis 1’650 Grad Celsius erhitzt werden. Doch das Öl, das sich durch die bloße Berührung eines menschlichen Fingers ablagert, kann dazu führen, dass sich Schmutz ansammelt und dieser fast unzerstörbare Edelstein schnell seinen funkelnden Reiz verliert.

Diamond Property Mined Diamond Lab-Diamond
Chemical Composition C (Crystallized Carbon) C (Crystallized Carbon)
Crystalline Structure Cubic Cubic
Refractive Index 2.42 2.42
Dispersion 0.044 0.044
Hardness 10 10
Density 3.52 3.52
Vergleich von Eigenschaften von Minen- und Lab-Diamanten

Unterschied Diamant versus Gold (Periodensystem der Chemie)

1022px-Periodic_table_large.svg.png
https://commons.m.wikimedia.org/wiki/File:Periodic_table_large.svg

“C” Carbon (Kohlenstoff)

Viele Menschen denken ein Diamant ist ein Rohstoff wie Gold auch.
-> Das ist nicht ganz korrekt.
Diamant = kristallisierter Kohlenstoff -> chemisches Element = “C” Carbon.
Gold = chemisches Element “AU”.
Das Material von Diamanten ist kristallisierter Kohlenstoff! Das heisst die wertvollste Form von Kohlenstoff.
“Carbon” (C) ist das Element der chemischen Perioden Tabelle.
Ein Diamant in dieser Form ist kein Element der chemischen Perioden Tabelle wie Gold (AU).

Technologischer Fortschritt

Diese Tatsache eröffnet die technische Möglichkeit zur Herstellung von Diamanten.
Das heisst, wenn man es technisch schafft das chemische Element Kohlenstoff (C) in seine wertvollste Form “kristallisierter Kohlenstoff” umzuwandeln, dann hat man einen Diamanten erschaffen.
Zum Beispiel Kohlenstoff in Form von “Graphit (= Bleistiftspitze)”mit weicher plattenartig angeordneter Atom-Struktur -> in “Diamant” mit cubisch würfelförmig sehr stabiler angeordneter Atom-Struktur.
Umwandlung von Kohlenstoff (C) -> in “kristallisierter Kohlenstoff (cubic C)” = Diamant.
Cool?!

Bei Gold (AU) hingegen müsste man Atome spalten können, um es herzustellen und das ist bisher nicht möglich.

Lab-Grown Diamonds = gleiches Material, gleiche Atomgitter-Struktur

Im Labor gezüchtete Diamanten bestehen aus dem gleichen Material (= kristallisierter Kohlenstoff) wie Minen-Diamanten und haben die gleiche Atomgitter-Struktur. Das heisst, die Carbon-Atome sind sowohl bei Lab-Diamanten wie auch bei Minen-Diamanten gleich angeordnet = cubisch (Würfel-Förmig)!

Was will man mehr?
Gleiches Material, gleiche Atomgitter-Struktur – optisch, chemisch und physikalisch identisch!

Chemische Kristall-Struktur von Graphit und Diamant im Vergleich

https://commons.m.wikimedia.org/wiki/File:Diamond_and_graphite

Unterschied Diamant versus Zirkonia und Moissanite

Synthetic Cubic Zirconia (CZ)

Zirkonia sind aus Zirconium(IV)-oxid. Es sind sehr günstige unechte Diamanten «Diamond Simulants». Wiederholter Kontakt mit Wasser beschädigt den Stein. Das ist ein komplett anderes Material und hat niemals die Härte und Langlebigkeit von einem Diamanten (8 versus 10). Kubischer Zirkon hält bei täglichem Tragen zwei bis drei Jahre, solange Sie Ihren Schmuck reinigen und pflegen. Bei gelegentlichem Tragen kann ein Zirkonia bis zu fünf Jahre halten. Im Laufe der Zeit wird Zirkonia normalerweise zerkratzt und trübe. Kubisches Zirkoniumdioxid trübt sich mit der Zeit durch Kratzer, Seifen- und Mineralienrückstände, Schmutz und die Einwirkung von Sauerstoff in Luft und Wasser.

Synthetic Moissanite (SIC)

Moissanite sind aus Silicon Carbide. Das sind ebenfalls keine Diamanten, sondern eine Imitation «Diamond Simulants». Auch das ist ein ganz anderes Material und hat obwohl es sehr hart ist, nicht die Härte (9.25 versus 10) und Eigenschaften von Diamanten. Moissanite kommt in seinen physikalischen Eigenschaften dem Diamanten am nächsten als alle anderen Diamantsimulanzien. Sind aber ganz klar unechte Diamanten und können von Fachpersonen unterschieden werden.

Property Synthetic Cubic Zirconia Synthetic Moissanite
Chemical Composition Zirconium(IV)-oxid Silicon Carbide
Crystalline Structure cubic crystalline form of zirconium dioxide (ZrO2) Hexagonal
Refractive Index 2.15 2.65-2.70 (zweifach brechend -> “Doubling”/Fatamorgana-Effekt)
Dispersion 0.060 0.104 (sehr stark)
Hardness 8 9.25
Density 5.95 3.22 (schwimmt auf Methylene iodide, Diamant sinkt)
Vergleich von Eigenschaften von Zirkonia und Moissanite