Diamanten stehen auf der Mohs-Härteskala ganz oben auf der Liste und gehören zu den wertvollsten Edelsteinen der Welt. Dabei wird vernachlässigt, dass das De Beers Diamond Cartel den Preis kontrolliert. Abgesehen von angenehmen Geschenken an Ihren Lebensgefährten sind diese Steine in verschiedenen Bereichen von großem NutzenIndustrien. Also, wie werden sie gemacht? Hinweis : es ist nicht aus Kohle.
Wie sie sich bilden
Kohlenstoff allein kann keine Diamanten unter der Erdoberfläche bilden. Um Kohlenstoff unter der Oberfläche zu bilden, muss etwa 160 km unter der Erdoberfläche immenser Hitze und Druck ausgesetzt werden. Beide Kohleund Diamant werden hauptsächlich aus Kohlenstoff hergestellt, aber ihre chemischen Strukturen unterscheiden sich erheblich.
Kohle wird aus hochreinem Kohlenstoff gebildet, der häufig Elemente wie Sauerstoff, Selen, Wasserstoff, Stickstoff und Schwefel enthält. Diamant benötigt andererseits eine sehr reine Kohlenstoffquelle. Jeder Reinheitsfehler kann dazu führen, dass der Diamant seine Farbe ändertoder unerwünscht werden.
Wenn nahezu reine Kohlenstoffquellen wie Kohlendioxid tief unter der Erdoberfläche eingeschlossen sind, sind die Bedingungen für die Bildung von Diamanten nahezu festgelegt. Etwa 725.000 PSI 5.000 MPa sind erforderlich, um den Kohlenstoff in ein starkes Diamantgitter mit einer 3 zu pressen-fache Symmetrie. Die Temperaturen müssen auch etwa 1204 ° C erreichen.
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Diamanten beginnen sich zu bilden, wenn diese Bedingungen erfüllt sind. Die Kohlenstoffatome beginnen sich mit vier anderen Kohlenstoffatomen zu verbinden, wodurch das richtige Gitter entsteht und die Stärke des Diamanten entsteht. Sobald der Diamant erzeugt ist, bewegt sich der nächste Schritt von derTiefen der Erde bis zur Oberfläche, um abgebaut und gefunden zu werden.
Wie sie sich an die Oberfläche bewegen
Die meisten Diamanten, die heute gefunden werden, wurden durch Vulkanausbrüche an die Oberfläche gebracht, die oft gewalttätiger Natur sind. Wissenschaftler glauben, dass der Prozess, sie von ihrem Formationsort an die Oberfläche zu bringen, in ein paar Stunden stattgefunden hätte. Dies hätte erforderlich gemachtVulkanausbrüche, die sich mit einer Geschwindigkeit von 30 Meilen pro Stunde fortbewegen und dann die Diamanten über die Oberfläche speien. Der Hauptgrund, warum Wissenschaftler glauben, dass der Prozess mit einer solchen Geschwindigkeit stattgefunden hätte, liegt darin, dass Diamanten, wenn sie über einen längeren Zeitraum der intensiven Lava ausgesetzt waren, dies getan hättenauf dem Weg nach oben zu Graphit geformt.
Nachdem Vulkanausbrüche die Diamanten an die Oberfläche gebracht hatten, wurden sie in einem Material namens Kimberlit enthalten. Dies ist im Wesentlichen gekühltes Vulkangestein. Wenn sie im Inneren von Kimberlit versiegelt werden, können sie ihre natürliche harte und klare Form beibehalten.
Ein Aspekt der Diamantkreation, den die Forscher immer noch nicht verstehen, ist, wie lange es dauert, bis sie sich auf natürliche Weise bilden. Da es nahezu unmöglich ist, die genauen Bedingungen der natürlichen Diamantbildung in einem Labor zu replizieren, ist die beste Datierungsmethode die Kohlenstoffdatierung. Datierung von Diamantenauf diese Weise hat sich eine Schätzung zwischen Hunderten von Millionen und Milliarden von Jahren ergeben.
Der Prozess der Diamantbildung sowie einige Fakten zu Diamanten sind in der folgenden Infografik einfacher dargestellt.
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Synthetische Diamanten
Synthetische Diamanten werden in einer Umgebung gezüchtet, die den Druck und die Temperatur der natürlichen Formationsumgebung des Diamanten künstlich nachbildet. Es gibt zwei Hauptmethoden für die Herstellung synthetischer Diamanten: eine mit Druck und Temperatur und eine mit Chemikalien.
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HPTP oder Hochdruck-Hochtemperatur ist die Hauptmethode zur Herstellung synthetischer Diamanten. Ein Stück Graphit wird in eine Druckkammer gegeben. Diese Druckkammer wird dann auf 725.000 psi und Temperaturen über 2.200 ° F hochgefahren. Innerhalb weniger TageUm dieser Reaktion ausgesetzt zu werden, kann sich ein Diamant bilden. Um die Reaktion zu starten, müssen Wissenschaftler dem Graphit eine Spurenmenge Metalllösung hinzufügen. Aufgrund dieser zugesetzten Lösung sind Diamanten, die mit dieser Methode hergestellt werden, nicht ganz so rein und werden verwendetfür industrielle Zwecke.
Die zweite Wachstumsmethode für Diamanten basiert auf chemischem Dampf. Sie verwendet einen Prozess, der als chemische Gasphasenabscheidung bezeichnet wird und den perfekten Diamanten erzeugt - perfekter als in der Natur. Bei dieser Methode wird ein Keimdiamant in eine Vakuumkammer eingebrachtKeimdiamant ist normalerweise ein unendlich kleines Stück natürlichen Diamanten. Sobald der Diamant in der Vakuumkammer Mikrowellenstrahlen ausgesetzt ist, werden Methan und Wasserstoff eingepumpt. Die Gase werden dann auf über 2.000 ° F erhitzt, während die Vakuumkammer den liefertDruck. Die Gasatome haften am Keimdiamanten und bilden innerhalb eines Tages eine perfekte Diamantplatte.
Synthetische Diamanten, die durch chemische Gasphasenabscheidung hergestellt werden, sind natürlichen Diamanten so ähnlich, dass sie selbst für Experten kaum zu unterscheiden sind. Dies liegt letztendlich daran, dass die resultierenden Diamanten strukturell und chemisch genau gleich sind. Viele Juweliere verwechseln möglicherweise synthetische DiamantenDiamanten für echte, aber die Fehler treten selten umgekehrt auf.
De Beers Diamond Cartel
Es wäre nahezu unmöglich zu diskutieren, wie Diamanten gebildet werden, ohne zumindest das Diamantenkartell von De Beers zu erwähnen. Bis Mitte des 19. Jahrhunderts waren Diamanten tatsächlich eher selten und wertvoll. Die Entdeckung großer Diamantvorkommen führte jedoch zu erheblichen BergbauanstrengungenDies führte zu einer Flut natürlicher Diamanten auf dem Markt. Die Diamantenfirma De Beers wurde kurz nach dem Ansturm gegründet, Diamanten abzubauen, und konsolidierte alle Bergbaubetriebe, um ein Monopol für den Handel und Verkauf des Edelsteins zu schaffen.
Dieses Monopol besteht seit der Gründung des Unternehmens fort. Am bekanntesten ist, dass De Beers in den 1930er Jahren, als die Diamantenpreise aufgrund mangelnder Nachfrage und gestiegenen Angebots fielen, ihre berühmte Marketingkampagne begann: "Ein Diamant ist für immer."zementierte Diamanten in die Popkultur und sind der Hauptgrund, warum sie der Stein der Wahl für Verlobungsringe und anderen Schmuck auf der ganzen Welt sind. Diese Werbekampagne wollte die Öffentlichkeit davon überzeugen, dass die Größe des Diamanten, den Sie gekauft haben, in direktem Zusammenhang mit der Liebe steht, die Sie hattenIhr Ehepartner und durch Filmstars und Popkultur hat es genau das getan.
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Diamanten waren für den Menschen immer wertvoll, sei es auf natürliche Weise aufgrund mangelnder Versorgung oder künstlich durch ausgeklügeltes Marketing. Für die Wissenschaft spielen sie weiterhin eine große Rolle, da ihre materiellen Eigenschaften unübertroffen sind. Ob an der Hand Ihrer Frau oder am Kopf vonDiamanten sind ein mächtiges Schneidwerkzeug und umgeben unsere Welt auf eine Weise, die Generationen der Vergangenheit niemals erwartet hätten.
Quellen : Sarine , Live Science , DMIA , Business Insider