Diament

Diament
Kryształ diamentu w kimberlicie Żółty diament
Dobrze wykształcony oktaedr diamentu
Właściwości chemiczne i fizyczne
Skład chemiczny	C
Twardość w skali Mohsa	10
Przełam	muszlowy, nierówny
Łupliwość	dość wyraźna, według <111>
Układ krystalograficzny	regularny
Gęstość minerału	3,47–3,57; najczęściej 3,52 g/cm³
Właściwości optyczne
Barwa	bezbarwny lub zabarwiony na różne odcienie (żółty, niebieski, różowy, zielony), także czarny
Rysa	biała
Połysk	diamentowy
Współczynnik załamania	2,4175–2,4178
Inne	dyspersja – 0,044 Pleochroizm – brak
Dodatkowe dane
Szczególne własności	w temperaturze ok. 1000°C spala się w tlenie na CO2, w łuku elektrycznym przechodzi w grafit

Struktura diamentu

Diament otrzymany metodą HF-CVD

Diament – minerał z gromady pierwiastków rodzimych. Nazwa pochodzi od stgr. ἀδάμας adamas (dopełniacz ἀδάμαντος adamantos, łac. diamentum) = "niepokonany, niezniszczalny" i nawiązuje do wyjątkowej twardości tego minerału. Jest najtwardszą znaną substancją z występujących w przyrodzie.

Po raz pierwszy diament spalił pod szklanym kloszem Antoine Lavoisier, używając promieni słonecznych skupionych soczewką. Udowodnił w ten sposób, że diament to czysty węgiel.

Właściwości

• Dobra przewodność cieplna: 2000 W/(m·K) wynikającą z efektywnego przewodnictwa fononowego
• Jest izolatorem, z wyjątkiem diamentu niebieskiego, który jest półprzewodnikiem
• Jest trudno topliwy i odporny na działanie kwasów i zasad
• Może zawierać wrostki innych minerałów

Tworzy zazwyczaj niewielkie kryształy przyjmujące postać ośmiościanu, rzadziej sześcianu. Duża część kryształów ma zaokrąglone kształty oraz wykazuje zbliźniaczenia. W przyrodzie stanowi jedną z pięciu, obok grafitu, fulerenów, nanopianki i nanorurek, odmian alotropowych węgla.
przezroczysty; zwykle zawiera śladowe ilości azotu, glinu, boru, manganu, krzemu, magnezu, chromu.
Są w nim spotykane różne wrostki mineralne reprezentowane przez: oliwin, granat, pirop, pirotyn, ilmenit, rutyl, grafit, diopsyd, spinel oraz wcześniej wykrystalizowane diamenty. Rodzaj tych inkluzji pozwala na precyzyjne określenie miejsca pochodzenia danego kamienia. Minerał bardzo rzadki.

Ze względu na cechy zewnętrzne wyróżnia się kilka typów diamentów:

• bort – występuje w postaci nieregularnych zrostów ziarnistych, drobnokrystalicznych skupień,
• ballas – włóknisto-promieniste skupienia kryształów diamentu, występuje zwykle z bortem,
• lonsdaleit – polimorficzna odmiana diamentu o dużej gęstości atomowej,
• karbonado – zwany też czarnym diamentem, występuje w postaci drobnoziarnistych, porowatych skupień zabarwionych na czarno, szaro lub ciemnozielono, o różnej wielkości (aż do wielkości jaja), przypominające z wyglądu koks – spotykane przede wszystkim w Bahia - Brazylia.

Diamenty naturalne monokrystaliczne klasyfikuje się na cztery grupy:

• Typ Ia – Stanowi 98% całkowitego wydobycia. Zawiera znaczne ilości azotu (około 1%) stanowiącego zanieczyszczenie. Silnie absorbują ultrafiolet, są optycznie przezroczyste dla fal o długości ponad 320 nm, przewodnictwo cieplne 900 W/(m·K), rezystywność elektryczna >10¹⁶ Ω·cm
• Typ Ib – Stanowi 1% całkowitego wydobycia. Zawiera do 0,2% azotu równomiernie rozproszonego w objętości kryształu. Własności optyczne, cieplne i elektryczne jak typ Ia. Do tej grupy należą prawie wszystkie diamenty syntetyczne.
• Typ IIa – Prawie nie zawiera azotu. Rzadko występuje w przyrodzie. Przewodnictwo cieplne 2600 W/(m·K), rezystywność elektryczna >10¹⁶ Ω·cm
• Typ IIb – Zawiera domieszkę boru. Błękitna barwa, rezystywność elektryczna >10-1000 Ω cm, są półprzewodnikami typu p

Występowanie

Diament w kimberlicie w Muzeum Mineralogicznego im. Kazimierza Maślankiewicza we Wrocławiu, kraj pochodzenia - Republika Południowej Afryki

Rozróżnia się dwa rodzaje występowania diamentów:

• złoża pierwotne, znajdujące się w miejscu gdzie powstały
  • złoża kimberlitowe – mają wielkie znaczenie przemysłowo-gospodarcze (np. płd. Afryka, niektóre złoża w Brazylii).
  • złoża perydotytowe – rzadko spotykane, mają małe znaczenie gospodarcze (np. w Sajanach).
• złoża wtórne – okruchowe, przeniesione w inne okolice
  • złoża eluwialne – tworzą się przy podchodzeniu ku powierzchni utworów diamentonośnych na skutek ich wietrzenia i odłączenia się części lekkich i i rozpuszczalnych (np. Indie, Brazylia).
  • złoża deluwialne – są produktem obsunięcia się materiału diamentonośnego posegregowanego dzięki różnicy ciężarów właściwych składników (spotykane w Indiach i Brazylii).
  • aluwialne złoża diamentonośne –występują w łożyskach i tarasach rzek współczesnych i dawnych (np. Borneo, płd. Afryka, Birma, Kongo, Brazylia).
  • złoża okruchowe pochodzenia morskiego – spotykane na brzegach mórz i tarasach morskich w postaci wąskich pasów równoległych do wybrzeża (np. Afryka płd-zach).
  • złoża lodowcowe – znane ze zlepieńców lodowcowych Brazylii i dorzecza Oranje.
  • złoża pochodzenia eolicznego – znane jedynie z pustyni Namib
  • złoża mieszane – złoża Konga i Gujany Brytyjskiej (złoża odkryte w 1887 nad rzekami. Diamenty dorównują brazylijskim. Na 1 m³ przypada ok. 2 karaty diamentów).

Złoża wtórne były znane wcześniej i mają większe znaczenie pod względem wydobytych i wydobywanych dotąd diamentów.

Diamenty występują również w meteorytach w postaci wysokociśnieniowej odmiany heksagonalnej zwanej lonsdaleitem.

Miejsca występowania:

• Indie – złoża wtórne, znane na wiele wieków p.n.e. i będące jedynym źródłem diamentów do początku XVIII wieku. Obszar diamentonośny ciągnie się na Półwyspie Hindustańskim w dolinach rzek: Penner, Kistnach, Gadavary. Średnia wielkość diamentów wynosi 0,6 karata. Są w najwyższym gatunku pod względem czystości, połysku, przezroczystości. Wydobycie bardzo prymitywne. Złoża prawie wyczerpane.
• Rosja (w Jakucji (Trubka Udacznaja), Ural, Płw. Kola),
• Australia – nad rzekami Gwadir i Darling. Diamenty małe o dużej odporności, mniejszej łupliwości i silnym połysku.
• Republika Południowej Afryki – dorzecze Oranje, Vaal – znane od 1867 r. W 1870 r. odkryto wielkie złoża pierwotne typu kimberlitowego około Kimberley. Tu w kopalniach znaleziono największe i najbardziej znane diamenty: Cullinan, Excelsior, Petz, Wiktoria, Juliusz Man. W 1927 r. wydobyto tam 4 708 038 karatów, a ze złóż pierwotnych 2 138 407 karatów diamentów.
• Demokratyczna Republika Konga – złoża przeważnie okruchowe, diamenty mają głównie znaczenie przemysłowe; wydajność wynosi 2-3 karatów na 1 m³ skały. Dostarczają ok. 65% produkcji światowej.
• Brazylia – Minas Gerais, Mato Grosso, Parana, – eksploatację złóż zaczęto w 1721 r. Złoża aluwialne (przy zboczach i tarasach rzek). Zawartość diamentów wynosi przeciętnie 0,5-1 karata na 1 m³ skały. Występuje duża ilość diamentów czarnych (karbonado). Diamentom brazylijskim towarzyszą różne minerały szlachetne i półszlachetne.
• Botswana – Orapa,
• Namibia,
• Sierra Leone - szczególnie w regionie Koidu, złoża aluwialne
• Senegal,
• Kanada,
• USA – złoża nie mają większego znaczenia przemysłowego,
• Angola,
• Kongo,
• Lesotho,
• Tanzania,
• Ghana,
• Wybrzeże Kości Słoniowej,
• Burkina Faso,
• Gwinea,
• Liberia.

Wiek najstarszych diamentów (odkrytych w Australii) szacuje się na 3 do 4,25 mld lat.

Zastosowanie

• jest stosowany przy produkcji materiałów ściernych (diamenty syntetyczne) i narzędzi tnących i skrawających (m.in. noży do cięcia szkła)
• do wyrobu past termoprzewodzących (diamenty syntetyczne)
• jako elementy w aparaturze naukowej i medycznej
• detektory cząstek elementarnych, dozymetry
• do wyrobu filier (wkładek kalibracyjnych – narzynek), do ciągadeł drutów i włókien sztucznych. Trwałość ciągadeł diamentowych w przypadku ciągnienia niektórych materiałów może być niemal 250 razy większa niż ciągadeł wykonanych z bardzo twardych węglików spiekanych.
• do wyrobu twardościomierzy i igieł fonograficznych
• w jubilerstwie do wyrobu biżuterii – odpowiednio oszlifowane diamenty noszą nazwę brylantów; cechy kamieni jubilerskich ma zaledwie 10–20% wszystkich wydobywanych diamentów

Imitacje diamentów

Diament, jako jeden z najbardziej cenionych kamieni szlachetnych, był od wieków pożądany, a co za tym idzie próbowano stosować materiały zarówno naturalne, jak i syntetyczne do jego naśladowania. Jako imitacje najczęściej stosowane są:

Pierścionek z oszlifowanymi syntetycznymi węglikami krzemu

• cyrkon - łatwy do rozpoznania po znacznie większej gęstości,
• korund - stosowne bezbarwne odmiany szafirów: leukoszafiry, charakteryzują się większą gęstością od diamentu oraz mniejszym współczynnikiem załamania światła i dyspersji,
• topaz - odmian bezbarwne, jak i lekko zabarwione, łatwe do rozpoznania po niewielkiej dyspersji i znacznie niższym współczynniku załamania światła. W przeszłości topaz był powszechnie stosowany, nie rzadko czerpano z tego niemałe zyski,
• spinel - zarówno naturalny, jak i syntetyczny; podobnie jak w przypadku topazu mniejsza dyspersja i współczynnik załamania światła,
• rutyl - zarówno naturalny, jak i syntetyczny; większa gęstość, większy współczynnik załamania światła, znacznie mniejsza twardość,
• kwarc - głównie kryształ górski - niski współczynnik załamania światła i dyspersja powodują brak tzw. ognia charakterystycznego dla diamentów. Znacznie mniejsza twardość i gęstość. Stosowany już w starożytności,
• cyrkonia - syntetyczny ditlenek cyrkonu - znacznie większa gęstość, mniejszy współczynnik załamania światła, większa dyspersja. Obecnie jeden z chętniej stosowanych materiałów na imitacje diamentów ze względu na bardzo nisko cenę oraz występowanie w widocznym stopniu tzw. ognia,
• YAG - syntetyczny granat itrowo-aluminiowy - większa gęstość, mniejszy współczynnik załamania światła i dyspersja, silny połysk,
• moissanit - syntetyczna bezbarwna odmiana węglika krzemu (karborundu) - mniejsza gęstość, znacznie większa dyspersja, duża twardość (ok. 9,25 w skali Mohsa). Obecnie, dzięki ulepszonym metodom wytwarzania, jest coraz częściej stosowany w jubilerstwie,
• szkło ołowiowe - prymitywna metoda polegająca na stosowaniu szkła o dużym współczynniku załamania światła (w stosunku do innych gatunków), duża gęstość dochodząca nawet do 6 g/cm³, mała twardość (ok 5 w skali Mohsa), uczucie ciepła przy dotknięciu wynikające ze słabego przewodnictwa cieplnego szkła. Materiał bardzo tani,
• tworzywa sztuczne - cały szereg rożnych materiałów - podobnie jak w przypadku szkła stosowane tylko w przypadku najtańszych zastosowań, znikoma twardość (ok. 2 w skali Mohsa), znacznie mniejsza gęstość, mniejsza dyspersja i współczynnik załamania światła, uczucie ciepła przy dotknięciu.

Osobną grupę stanowią syntetyczne diamenty, które są materiałem o takich samych właściwościach mechanicznych, fizycznych i chemicznych co diamenty naturalne. Zastosowanie ograniczone ze względu na wysokie koszty wytwarzania i trudności w uzyskiwaniu większych czystych kryształów. Bardzo trudne do odróżnienia od naturalnych. Badania nad syntezą diamentów o znaczeniu jubilerskim prowadzi np. firma De Beers. Niezależne badania prowadzone są też na terenie Rosji.

Znane diamenty

Do najsłynniejszych diamentów na świecie należą:

• Cullinan – 3106 karatów, jest to największy znany diament, podzielony na 105 części i oszlifowany;
• Excelsior – 995,2 karata, podzielony na 11 części i oszlifowany, znaleziony w 1905 niedaleko Pretorii;
• Prezydent – 726,6 karata, brazylijski, podzielony na 29 części i oszlifowany;
• Jonker – 726 karatów, podzielony na 15 części i oszlifowany;
• Jubilee – 650,8 karata, po oszlifowaniu 245 karatów;
• Centenary - 599 karatów znaleziony w kopalni Premier 17 lipca 1986, szlifowanie trwało niemal 3 lata. Szlifierzem był Gabi Tolkowsky. Po oszlifowaniu kamień ma 273,85 karatów.
• Imperial (Victoria, Great White, Nizam) – 457 karatów, oszlifowany;
• Darcy Vargas – 425 karatów, brazylijski;
• Regent – 410 karatów, po oszlifowaniu 140,5 karata, obecnie w Luwrze;
• Szach – 3x1 cm, obecnie w skarbcu na Kremlu;
• Orłow – ok. 400 karatów, po oszlifowaniu 189,6 karata;
• Gwiazda Jakucji – 234 karaty, syberyjski;
• Millennium Star – 203 karaty,
• Koh-i-noor – 181,1 karata, indyjski,po oszlifowaniu 108,93 karata i zdobi brytyjskie klejnoty koronne;
• Hope – 67,125 karata, po oszlifowaniu 44,4 karata, największy barwny diament – szafirowoniebieski.

27 sierpnia 2007 podano informację o odkryciu największego diamentu na świecie, ważącego dwukrotnie więcej od dotychczasowego rekordzisty (ok. 7 tys. karatów), co okazało się oszustwem.

Najcenniejsze diamenty w Polsce to:

• wielki czarny diament w złotej puszce św. Stanisława (1504, skarbiec katedry na Wawelu);
• bezbarwny diament w koronie monstrancji Jana Kazimierza (1672, skarbiec klasztoru Paulinów na Jasnej Górze) – 10 karatów.

Wartość diamentu zależy ściśle od jego czystości, koniunktury na rynku i wielu innych czynników. Dla ogólnych szacunków można jednak przyjąć, że diament o wadze 100 karatów jest warty około 850 tysięcy złotych. Stąd też Cullinan, największy znany dotychczas diament (3106 karatów) warty był (przed podzieleniem) około dwudziestu pięciu milionów złotych^{[potrzebne źródło]}.

Zobacz też

diament marmaroski diamenty z Herkimer diament Matara

kryształ górski zasada 4C ADNR

Linki zewnętrzne

Informacje w siostrzanych projektach

 Ilustracje i media  w Wikimedia Commons
 Definicje słownikowe  w Wikisłowniku
 Cytaty  w Wikicytatach

• Parę słów o... diamentach – Państwowy Instytut Geologiczny (pol.)
• Ocena i klasyfikacja diamentów (pol.)
• American Museum of Natural History: Diamonds (ang.)
• Znane diamenty świata (ang.)
• Diamenty produkowanie metodą HF-CVD (pol.)