Lastnosti in vrste diamantov

William Andrew/Getty Images

Diamant je najtrši naravni material. The Mohsova trdotna lestvica , na katerem je diamant '10' in korund (safir) '9', ne potrjuje ustrezno te neverjetne trdote, saj je diamant eksponentno trši od korunda. Diamant je tudi najmanj stisljiva in najbolj toga snov.

Diamant je izjemen toplotni prevodnik - 4-krat boljši od bakra - kar daje diamantom pomen, ki ga imenujemo 'led'. Diamant ima izredno nizek toplotni raztezek, je kemično inerten glede na večino kislin in alkalij, je prozoren od daljnega infrardečega do globokega ultravijoličnega sevanja in je eden od le redkih materialov z negativno delovno funkcijo (elektronska afiniteta). Ena od posledic negativne elektronske afinitete je, da diamanti odbijajo vodo, vendar zlahka sprejemajo ogljikovodike, kot sta vosek ali maščoba.

Diamanti slabo prevajajo elektriko, čeprav nekateri polprevodniki . Diamant lahko zagori, če je izpostavljen visoki temperaturi v prisotnosti kisika. Diamant ima visoko specifično težo; je neverjetno gost glede na nizko atomsko maso ogljik . Sijaj in ogenj diamanta sta posledica njegove visoke disperzije in visokega lomnega količnika. Diamant ima največjo odbojnost in lomni količnik med vsemi prozornimi snovmi.

Diamantni dragi kamni so običajno prozorni ali bledo modri, vendar so bili barvni diamanti, imenovani 'fancies', najdeni v vseh barvah mavrice. bor , ki daje modrikasto barvo, in dušik, ki doda rumen odtenek, sta pogosti nečistoči v sledovih. Dve vulkanski kamnini, ki lahko vsebujeta diamante, sta kimberlit in lamproit. Diamantni kristali pogosto vsebujejo vključke drugih mineralov, kot sta granat ali kromit. Mnogi diamanti fluorescirajo modro do vijolično, včasih dovolj močno, da so vidni pri dnevni svetlobi. Nekateri modro-fluorescentni diamanti fosforescirajo rumeno (svetijo v temi v reakciji naknadnega sijaja).

Vrsta diamantov

Naravni diamanti

Naravni diamanti so razvrščeni glede na vrsto in količino nečistoč, ki jih najdemo v njih.

• Tip Ia - To je najpogostejša vrsta naravnega diamanta, ki vsebuje do 0,3 % dušika.
• Vrsta Ib – Zelo malo naravnih diamantov je te vrste (~0,1 %), vendar so skoraj vsi sintetični industrijski diamanti. Diamanti tipa Ib vsebujejo do 500 ppm dušika.
• Tip IIa – Ta tip je v naravi zelo redek. Diamanti tipa IIa vsebujejo tako malo dušika, da ga ni mogoče zlahka zaznati z infrardečimi ali ultravijoličnimi absorpcijskimi metodami.
• Tip IIb – tudi ta tip je v naravi zelo redek. Diamanti tipa IIb vsebujejo tako malo dušika (celo manj kot tip IIa), da je kristal polprevodnik tipa p.

Sintetični industrijski diamanti

Sintetični industrijski diamanti so bili proizvedeni s postopkom visokotlačne visokotemperaturne sinteze (HPHT). Pri HPHT sintezi sta grafit in kovinski katalizator postavljena v hidravlično stiskalnico pod visokimi temperaturami in tlaki. V nekaj urah se grafit spremeni v diamant. Nastali diamanti so običajno veliki nekaj milimetrov in preveč pomanjkljivi, da bi jih lahko uporabili kot drage kamne, vendar so izjemno uporabni kot robovi na rezalnih orodjih in svedrih ter za stiskanje, da ustvarijo zelo visoke pritiske. (Zanimiva stranska opomba: čeprav se uporabljajo za rezanje, brušenje in poliranje številnih materialov, se diamanti ne uporabljajo za strojno obdelavo zlitin železa, ker se diamant zelo hitro obrabi zaradi visokotemperaturne reakcije med železom in ogljikom.)

Tanki filmski diamanti

Za nanašanje tankih filmov polikristalnega diamanta se lahko uporabi postopek, imenovan kemično naparjevanje (CVD). Tehnologija CVD omogoča nanos premazov brez obrabe na strojne dele, uporabo diamantnih premazov za odvajanje toplote od elektronskih komponent, oblikovanje oken, ki so prozorna v širokem območju valovnih dolžin, in izkoriščanje drugih lastnosti diamantov.