Diamant: Ein Edelsteinmineral mit Eigenschaften für den industriellen Einsatz

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Autor: Laura McKinney
Erstelldatum: 4 April 2021
Aktualisierungsdatum: 15 Kann 2024
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Diamant: Ein Edelsteinmineral mit Eigenschaften für den industriellen Einsatz - Geologie
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Diamantkristall: Ein Diamantkristall in Edelsteinqualität in dem Gestein, in dem er geformt wurde. Es ist ein oktaedrischer Kristall mit dreieckigen Auflösungsmerkmalen auf seiner Oberfläche und einem geschätzten Gewicht von etwa 1,5 Karat. Aus der Udachnaya Mine, Yakutia, Sibirien, Russland. Probe und Foto von Arkenstone / www.iRocks.com.


Was ist Diamant?

Diamant ist ein seltenes, natürlich vorkommendes Mineral aus Kohlenstoff. Jedes Kohlenstoffatom eines Diamanten ist von vier anderen Kohlenstoffatomen umgeben und durch starke kovalente Bindungen mit ihnen verbunden - die stärkste Art chemischer Bindung. Diese einfache, gleichmäßige, fest verbundene Anordnung ergibt eine der haltbarsten und vielseitigsten Substanzen, die bekannt sind.

Diamant ist der härteste bekannte Naturstoff. Es ist auch chemisch beständig und hat die höchste Wärmeleitfähigkeit aller natürlichen Materialien. Diese Eigenschaften machen es für den Einsatz als Schneidwerkzeug und für andere Anwendungen geeignet, bei denen Haltbarkeit erforderlich ist. Diamant hat auch spezielle optische Eigenschaften wie einen hohen Brechungsindex, eine hohe Dispersion und einen hohen Glanz. Diese Eigenschaften machen Diamant zum beliebtesten Edelstein der Welt und ermöglichen die Verwendung in Spezialgläsern, bei denen Haltbarkeit und Leistung gefordert sind.


Da Diamant aus dem Element Kohlenstoff besteht, glauben viele Menschen, dass er sich aus Kohle gebildet haben muss. Dies wird immer noch in vielen Klassenräumen gelehrt - aber es ist nicht wahr!



Diamantverbrauch in den Vereinigten Staaten
Im Jahr 2018 beliefen sich die Diamantenimporte in die Vereinigten Staaten auf rund 26 Milliarden US-Dollar. Die Importe für den Verbrauch aller Nicht-Diamanten-Edelsteine ​​beliefen sich auf rund 2,0 Milliarden US-Dollar. Diese Statistiken zeigen deutlich, dass Diamant bei den Verbrauchern in den USA mit großem Abstand der beliebteste Edelstein ist. Die Vereinigten Staaten machten etwa 35% des weltweiten Diamantverbrauchs aus und waren damit der führende Diamantverbraucher.

Wie entstehen Diamanten?

Diamanten sind auf der Erdoberfläche nicht heimisch. Stattdessen bilden sie sich bei hohen Temperaturen und Drücken, die im Erdmantel etwa 100 Meilen unter der Erdoberfläche auftreten.


Die Richtung der größten Härte verläuft parallel zu den oktaedrischen Kristallebenen. Wenn Diamantkristalle in Edelsteine ​​geschnitten und poliert werden, ist es sehr schwierig, sie mit einer Diamantsäge in diese Richtung zu schneiden. Anstatt eine Diamantsäge zu verwenden oder sie traditionell durch Spalten zu zerbrechen, erfolgt ein Großteil dieser Arbeit jetzt durch Lasersägen.

Facetten, die parallel zur oktaedrischen Kristallrichtung geschnitten werden, sind ebenfalls schwer zu polieren. Daher ändern die Fräser entweder die Richtung oder es besteht die Gefahr, dass die Facette eine "Echsenhaut" -Struktur aufweist.

Die weichste Richtung in einem Diamantkristall ist parallel zu den kubischen Ebenen. Das beste Polieren wird an Facetten durchgeführt, die parallel zu dieser Richtung sind. Obwohl dies die weichste Richtung in einem Diamanten ist, ist die Härte um ein Vielfaches härter als Korund, das zweithärteste Mineral der Mohsschen Härteskala.

Diamantsimulanzien: Auf den obigen Fotos werden Strontiumtitanat, Moissanit und Zirkonia mit Diamant verglichen. Moissanit und Zirkonia haben Dispersionen, die mit Diamant konkurrieren, und die Dispersion von Strontiumtitanat ist übertrieben. Auf dem Foto oben ist das Strontiumtitanat eine 6-Millimeter-Runde. Die anderen Steine ​​sind 4-Millimeter-Runden. Dieser Größenunterschied gibt Strontiumtitanat einen Vorteil.

Diamant-Simulanzien

Diamant-Simulanzien sind Materialien, die wie Diamant aussehen, aber unterschiedliche chemische Zusammensetzungen haben. Diamant-Simulanzien können natürliche Materialien wie farbloser Zirkon oder Saphir sein. Meist sind es künstliche Materialien wie Zirkonia (ZrO2), Moissanit (SiC), YAG (Yttriumaluminiumgranat Y3Al5O12) oder Strontiumtitanat (SrTiO3).

Synthetische Diamanten in verschiedenen Farben nach der Hochdruck-Hochtemperatur-Technik gewachsen. Bild von Wikipedia-Mitarbeiterin Materialscientist.

Synthetische Diamanten

Diamant ist ein sehr wertvoller Werkstoff und wird seit Jahrhunderten in Labors und Fabriken hergestellt. Synthetische Diamanten sind künstliche Materialien, die die gleiche chemische Zusammensetzung, Kristallstruktur, optischen Eigenschaften und das gleiche physikalische Verhalten aufweisen wie natürliche Diamanten. Andere Namen, die für synthetische Diamanten verwendet werden, sind: "lab-grown", "lab-created" und "man-made". Diese Namen weisen darauf hin, dass die Diamanten nicht auf natürliche Weise auf der Erde entstanden, sondern von Menschen geschaffen wurden.

Die erste kommerziell erfolgreiche Diamantsynthese wurde 1954 von Mitarbeitern von General Electric durchgeführt. Seitdem ist es vielen Unternehmen gelungen, industrietauglichen synthetischen Diamanten herzustellen. Heute wird der größte Teil des Industriediamanten in synthetischer Form verbraucht, wobei China mit einer Produktion von über 4 Milliarden Karat pro Jahr weltweit führend ist. Die wichtigsten Industrienationen sind nun in der Lage, synthetische Diamanten für den industriellen Einsatz in Fabriken herzustellen.

In den letzten zehn Jahren haben mehrere Unternehmen Technologien entwickelt, die es ihnen ermöglichen, im Labor hergestellte Diamanten in Edelsteinqualität bis zu einer Größe von wenigen Karat in verschiedenen Farben herzustellen - auch farblos. Einige Unternehmen verwenden Hochdruck- und Hochtemperaturmethoden - diese werden als HTHP-Diamanten bezeichnet. Andere stellen Diamanten durch chemisches Aufdampfen her - sogenannte CVD-Diamanten. Diese künstlichen Edelsteine ​​werden in Juweliergeschäften und im Internet zu einem erheblichen Preisnachlass für Natursteine ​​ähnlicher Qualität und Größe verkauft. Sie haben ein schönes Aussehen und einen attraktiven Preis. Synthetische Diamanten müssen mit einer Information verkauft werden, die es dem Käufer ermöglicht, klar zu verstehen, dass sie von Menschen hergestellt wurden.


Akzeptieren Verbraucher synthetische Diamanten?

Synthetische Diamanten sind seit Ende des 20. Jahrhunderts die vorherrschende Diamantart in industriellen Anwendungen. Die meisten Diamanten, die zur Herstellung von Schleifmitteln und Schneidwerkzeugen verwendet werden, sind jetzt synthetisch. Nahezu alle Diamanten, die zur Herstellung von Fenstern, Lautsprecherkuppeln, Kühlkörpern, reibungsarmen Microbearings, verschleißfesten Teilen und anderen Technologieprodukten verwendet werden, sind jetzt synthetisch.

Synthetische Diamanten für diese Zwecke sind viel kostengünstiger als abgebaute Diamanten, weisen konsistentere Eigenschaften auf und werden in kundenspezifischen Spezifikationen erhältlich. Es gibt keine emotionalen Barrieren für synthetische Diamanten, um abgebaute Diamanten bei diesen Verwendungen zu ersetzen.

In der Schmuckindustrie gibt es erhebliche Debatten über die Bereitschaft der Verbraucher, synthetische Diamanten zu akzeptieren.Einige glauben, dass Schmuckkonsumenten "echte Diamanten" wollen - was "abgebaute Diamanten" bedeutet. Andere glauben, dass synthetische Diamanten von Menschen bevorzugt werden, die die Menschenrechte und Umweltprobleme, die mit einigen der abgebauten Diamanten verbunden sind, nicht mögen. Der eigentliche Motivator dürfte jedoch der Preis sein. Derzeit haben viele synthetische Diamanten, die für Schmuckzwecke hergestellt werden, einen Preisvorteil von 30 bis 40% gegenüber abgebauten Diamanten. Dies wird wahrscheinlich die größte Motivation für die Verbraucher sein, synthetische Diamanten zu akzeptieren.

Beobachtung und Spekulation ... Wenn Sie in fast jedes Juweliergeschäft gehen und sich die Fälle ansehen, in denen Rubin, Saphir und Smaragde verkauft werden, werden Sie häufig feststellen, dass die meisten angebotenen Steine ​​synthetisch sind. Eine Person mit sehr wenig Training kann sie oft an ihrer hellen Farbe und hervorragenden Klarheit erkennen. Die synthetischen Materialien haben ein überlegenes Aussehen und ihre Preise sind im Vergleich zu natürlichen Edelsteinen ähnlicher Größe und scheinbarer Qualität gering. Verbraucher erhalten ein besseres Erscheinungsbild zu einem niedrigeren Preis, und die Mehrheit von ihnen akzeptiert diese Transaktion am unteren Ende der Preisspanne.

Der Kampf um Emotion und Verkaufsdominanz auf dem populären Markt für Rubine, Saphire und Smaragde wurde vor Jahrzehnten von Synthetics gewonnen. Im nächsten Jahrzehnt könnte sich der Diamantmarkt auch zugunsten von Kunststoffen entwickeln. Die bereits als synthetische Diamanten beginnenden nehmen eine sehr sichtbare Position auf dem Markt ein. Der Preis für synthetische Diamanten wird wahrscheinlich sinken, da immer mehr Maschinen zu ihrer Herstellung in Betrieb genommen werden, effizienter werden und der Wettbewerb unter den Herstellern zunimmt. Letztendlich wird der Preisunterschied zwischen natürlichen und synthetischen Diamanten größer sein, als viele Kunden ignorieren können, und sie werden synthetische Diamanten kaufen. Wenn die nächste erstklassige Werbekampagne synthetische Diamanten fördert, könnte sich die Nachfrage der Verbraucher stark verändern. Diese erstklassige Werbekampagne könnte Lightbox sein, die "weiße" und farbige Diamanten zum beispiellosen Preis von 800 USD pro Karat anbietet.