Samenstelling van Diamant
Wat is een diamant?
De diamant is een zeldzaam mineraal, van natuurlijke oorsprong, samengesteld uit koolstof. Elk koolstofatoom in een diamant is omringd door vier andere koolstofatomen en is met hen verbonden door sterke covalente bindingen - het sterkste type chemische binding. Deze eenvoudige, uniforme en nauw verbonden opstelling maakt het mogelijk om een van de meest duurzame en veelzijdige stoffen te verkrijgen die we kennen.
Diamant is de hardste natuurlijke stof die bekend is. Het is ook bestand tegen chemicaliën en heeft de hoogste thermische geleidbaarheid van alle natuurlijke materialen. Deze eigenschappen maken het bruikbaar als snijgereedschap en voor andere toepassingen waar duurzaamheid vereist is. Diamant heeft ook specifieke optische eigenschappen, zoals een hoge brekingsindex, grote dispersie en een adamantine glans. Deze eigenschappen dragen bij aan het feit dat diamant de populairste edelsteen ter wereld is en maken het bruikbaar in speciaal glas waar duurzaamheid en prestaties vereist zijn.
Omdat diamant bestaat uit het element koolstof, denken veel mensen dat het gevormd moet zijn uit steenkool. Dit wordt nog steeds onderwezen in veel klaslokalen, maar het is niet waar!
| Chemische classificatie | Inheems element: Koolstof |
|---|---|
| Kleur | De meeste diamanten zijn bruin of geel. De sieradenindustrie heeft een voorkeur voor kleurloze diamanten of diamanten waarvan de kleur zo subtiel is dat ze moeilijk te zien is. Diamanten met levendige tinten rood, oranje, groen, blauw, roze, paars, paars en geel zijn uiterst zeldzaam en worden tegen hoge prijzen verkocht. Enkele witte, grijze en zwarte diamanten worden ook geslepen en gebruikt als edelstenen. De meeste industriële kwaliteitsdiamanten zijn bruine, gele, grijze, groene en zwarte kristallen die niet de kleur en helderheid hebben om een mooie edelsteen te zijn. |
| Hardheid | Diamant is harder dan een gestreepte plaat. Zijn kras wordt "nul" of "kleurloos" genoemd. |
| Glans | Adamantine - het hoogste niveau van glans voor een niet-metaalmineraal. |
| Doorschijnendheid | Transparant, doorschijnend, ondoorzichtig. |
| Splijting | Perfecte achthoekige splijting in vier richtingen |
| Mohs hardheid | 10. Diamant is het hardste bekende mineraal. Echter, de hardheid van diamant is directioneel. Het is het hardst parallel aan zijn octaëdrische vlakken en het zachtst parallel aan zijn kubieke vlakken. |
| Soortelijk gewicht | 3,4 tot 3,6 |
| Diagnostische eigenschappen | Hardheid, thermische geleidbaarheid, kristalvorm, brekingsindex, soortelijk gewicht en dispersie. |
| Kristalsysteem | Isometrisch |
| Toepassingen | Edelstenen, industriële schuurmiddelen, diamantvensters, luidsprekerkoepels, warmteafvoerders, micro-lagers met lage wrijving, slijtvaste onderdelen, matrijzen voor draadproductie. |
Waar komen diamanten vandaan?
Diamanten worden niet aan het oppervlak van de aarde geboren. Ze vormen zich bij hoge temperaturen en druk in de aardmantel, ongeveer 160 km onder het aardoppervlak.
De meeste diamanten die zijn ontdekt, zijn aan het aardoppervlak gebracht door diepe vulkaanuitbarstingen. Deze uitbarstingen beginnen in de mantel, en terwijl ze omhoog komen, scheuren ze stukken rots uit de mantel en brengen ze naar het aardoppervlak zonder ze te smelten. Deze blokken afkomstig uit de mantel staan bekend als xenolieten. Ze bevatten diamanten die zijn gevormd onder de hoge temperatuur- en drukomstandigheden van de mantel.
Mensen produceren diamanten door het rots te ontginnen dat de xenolieten bevat of door de bodems en sedimenten te ontginnen die zijn gevormd toen de diamantdragende rotsen verweerden.
Men denkt dat sommige diamanten zich vormen onder de hoge temperatuur/druk omstandigheden van subductiezones of asteroïde inslaglocaties. Sommige worden aan de aarde geleverd in meteorieten. Geen enkele commerciële diamantmijn is geëxploiteerd in afzettingen met deze oorsprong.
Edelsteen diamanten voor juwelen VS industriële diamanten
Edelsteendiamanten zijn diamanten waarvan de kleur en helderheid ze bestemmen voor juwelen of investeringen. Deze diamanten zijn zeldzaam en vertegenwoordigen slechts een klein deel van de wereldwijde diamantproductie. Edelsteendiamanten worden verkocht voor hun schoonheid en kwaliteit.
Natuurlijke diamantkristallen hebben een soortelijk gewicht dat varieert tussen ongeveer 3,4 en 3,6. Dit bereik bestaat omdat de meeste diamanten onzuiverheden bevatten en onregelmatigheden in hun kristalstructuur vertonen. Edelsteenkwaliteit diamanten zijn de meest perfecte diamanten, met een minimum aan onzuiverheden en defecten. Hun soortelijk gewicht is zeer dicht bij 3,52.
De diamant als edelsteen
Diamanten zijn de populairste edelstenen ter wereld. Vaak wordt er meer geld uitgegeven aan diamanten dan aan alle andere edelstenen samen. De populariteit van de diamant is deels te verklaren door zijn optische eigenschappen, dat wil zeggen de manier waarop hij reageert op licht. Andere factoren zijn zijn duurzaamheid, mode, personalisatie en de agressieve marketing van diamantproducenten. De diamant is de geboortesteen van de maand april.
Diamanten hebben een zeer heldere glans - de hoogste niet-metalen glans - genaamd "adamantin". Deze hoge glans geeft hen het vermogen om een hoog percentage van het licht dat op hun oppervlak valt te reflecteren. Dit is een van de eigenschappen die diamanten edelstenen hun "schittering" geven. Bovendien, wanneer een diamant wordt gevormd tot een edelsteen, worden de hoeken van de facetten zo gepland dat ze een maximale hoeveelheid licht reflecteren op hun interne oppervlakken.
De diamant heeft ook een grote dispersie. Wanneer wit licht door een diamant gaat, zorgt deze hoge dispersie ervoor dat dit licht wordt gescheiden in zijn verschillende kleuren. Dispersie is wat een prisma in staat stelt om wit licht te scheiden in kleuren van het spectrum. Deze eigenschap van dispersie is wat diamanten hun gekleurde "vuur" geeft.
Kwaliteit van diamanten en edelstenen
De kwaliteit van een diamant die tot edelsteen is geslepen, wordt voornamelijk bepaald door vier factoren: kleur, slijpvorm, helderheid en karaatgewicht. Een gestandaardiseerde methode voor het beoordelen van de kwaliteit van diamanten werd ontwikkeld in de jaren 1950 door het Gemological Institute of America en staat bekend als "The 4Cs of Diamond Quality".
Kleur: De meeste edelsteenkwaliteit diamanten zijn kleurloos of lichtgeel, bruin of grijs. De meest gewaardeerde en kostbare diamanten zijn die volledig kleurloos zijn. Dit zijn degenen die worden verkocht tegen de hoogste prijzen. Echter, een andere categorie van diamant edelstenen wint aan populariteit. Dit zijn de gekleurde diamanten, die komen in een verscheidenheid van tinten, waaronder rood, roze, geel, oranje, paars, blauw, groen en bruin.
De waarde van gekleurde diamanten is gebaseerd op de intensiteit, zuiverheid en kwaliteit van hun kleur. Degenen met verzadigde en levendige kleuren worden "fancy colored diamonds" of "fancies" genoemd. Gemiddeld heeft slechts één diamant op 10.000 een kleur die de aanduiding "fancy" verdient. Deze zeldzaamheid maakt fancy gekleurde diamanten extreem waardevol. Sommige van hen zijn geveild voor meer dan een miljoen dollar per karaat. Ze behoren tot de meest waardevolle en spectaculaire diamanten ter wereld.
Helderheid: De ideale diamant is vrij van breuken en insluitsels (deeltjes van vreemd materiaal in de edelsteen). Deze belemmeren het uiterlijk van de steen en hinderen de lichtdoorgang. Wanneer ze in grote aantallen, donker van kleur, op duidelijke posities of maten aanwezig zijn, verminderen ze aanzienlijk het uiterlijk van een geslepen edelsteen en verminderen ze de waarde ervan. Ze kunnen ook de sterkte van de steen verminderen.
Slijpvorm: De kwaliteit van het ontwerp en vakmanschap dat wordt gebruikt om een diamant te slijpen, bepaalt hoe het eruit ziet. De hoeken waaronder de facetten zijn geslepen, de verhoudingen van het ontwerp en de kwaliteit van het polijsten bepalen het uiterlijk, de glans, de schittering, het patroon en het vuur. Ideale stenen zijn perfect gepolijst om zeer reflecterend te zijn en maximaal vuur uit te stralen. Overeenkomende gefacetteerde gezichten zijn van gelijke grootte en identieke vorm. En de randen van elk facet komen perfect samen met elk van zijn buren.
Karaat: Diamanten worden verkocht per karaat (een gewichtseenheid gelijk aan 1/5e van een gram of 1/142e van een ons). Kleine diamanten kosten meestal minder per karaat dan grotere stenen van gelijke kwaliteit. Dit komt omdat zeer kleine stenen zeer gebruikelijk zijn en grote stenen uitzonderlijk zeldzaam zijn.
Diamanten gebruikt als schuurmiddelen
Diamanten zijn erg hard (tien op de Mohs-schaal), dus worden ze vaak gebruikt als schuurmiddelen. De meeste industriële diamanten worden hiervoor gebruikt. Kleine diamantdeeltjes worden ingebed in zaagbladen, boren en slijpschijven. Deze gereedschappen worden vervolgens gebruikt om harde materialen te snijden, boren of slijpen. Ze kunnen ook worden vermalen tot een fijn poeder en omgezet in een "diamantpasta" die wordt gebruikt voor zeer fijn slijpen of polijsten.
Vanaf de 16e eeuw begonnen edelsteenbewerkers kleine diamantdeeltjes te gebruiken om andere diamanten te snijden en polijsten. Diamant is het enige schuurmiddel dat dit werk kan doen. Tegenwoordig worden in de 21e eeuw lasers gebruikt om veel diamanten te snijden, maar kleine diamantdeeltjes worden nog steeds gebruikt om diamanten te polijsten.
De wereldwijde vraag naar industriële diamanten overtreft ruimschoots het aanbod dat kan worden verkregen door mijnbouw. Een tekort aan diamantschuurmiddelen begon zich te manifesteren tijdens de Tweede Wereldoorlog. In de jaren 1950 werden methoden voor het produceren van synthetische diamanten ontdekt. Al snel werden de methoden voor het maken van synthetische diamanten zo efficiënt dat synthetische diamantschuurmiddelen betrouwbaarder en goedkoper waren dan diamantschuurmiddelen gemaakt van natuurlijke diamanten. Tegenwoordig worden synthetische diamantschuurmiddelen geproduceerd in honderden fabrieken en hun kosten zijn minder dan 1 dollar per karaat - en ze presteren net zo goed als schuurmiddelen gemaakt van natuurlijke diamanten voor industrieel gebruik.
Andere toepassingen van diamanten
De meeste industriële diamanten worden gebruikt als schuurmiddelen. Echter, diamanten worden gebruikt in veel andere toepassingen.
Diamanten vensters worden gemaakt van dunne diamanten membranen. Ze worden gebruikt om de openingen van lasers, röntgenmachines en vacuümkamers te bedekken. Ze zijn transparant, zeer duurzaam en bestand tegen hitte en slijtage.
Diamanten luidsprekerkoepels verbeteren de prestaties van hoogwaardige luidsprekers. Diamant is een zeer stijf materiaal, en wanneer het wordt omgezet in een dunne koepel, kan het snel trillen zonder vervorming die de geluidskwaliteit zou verminderen.
Warmteafvoerders zijn materialen die overtollige warmte absorberen of overbrengen. Diamant heeft de hoogste thermische geleidbaarheid van alle materialen. Het wordt gebruikt om warmte weg te leiden van warmtegevoelige delen van hoogwaardige micro-elektronica.
Laagwrijvingsmicro-lagers zijn nodig in kleine mechanische apparaten. Op dezelfde manier als sommige horloges kogellagers in hun bewegingen hebben, worden diamanten gebruikt wanneer extreme slijtvastheid, duurzaamheid en betrouwbaarheid nodig zijn.
Het is mogelijk om slijtvaste onderdelen te produceren door de oppervlakken te bedekken met een dunne laag diamant. In dit proces wordt koolstof omgezet in een damp die de diamant op het oppervlak van slijtagegevoelige onderdelen afzet.
Is de diamant hard?
Hoewel de diamant bekend staat als het hardste natuurlijke materiaal ter wereld en een hardheid van 10 op de Mohs-hardheidsschaal heeft gekregen, is deze informatie een te grote vereenvoudiging. De hardheid van diamantkristallen varieert afhankelijk van hun richting.
De richting van de grootste hardheid is parallel aan de octaëdrische kristalvlakken. Wanneer diamantkristallen worden gesneden en gepolijst tot edelstenen, is het erg moeilijk om ze in deze richting te snijden met een diamantzaag. Daarom wordt in plaats van het gebruik van een diamantzaag of de traditionele praktijk van het breken door splijting, een groot deel van dit werk nu gedaan door lasersnijden.
Facetten die parallel zijn gesneden aan de richting van het octaëdrische kristal zijn ook moeilijk te polijsten, zodat snijders van richting veranderen of het risico lopen een "hagedishuid" textuur op het facet achter te laten.
De zachtste richting in een diamantkristal is parallel aan de kubieke vlakken. Het beste polijsten gebeurt op facetten die parallel zijn aan deze richting. Hoewel dit de zachtste richting in een diamant is, is de hardheid ervan meerdere keren groter dan die van korund, het op één na hardste mineraal op de Mohs-hardheidsschaal.
Diamant simulanten
Diamantsimulanten zijn materialen die op diamant lijken, maar een andere chemische samenstelling hebben. Diamantsimulanten kunnen natuurlijke materialen zijn zoals kleurloze zirkoon of saffier. Meestal zijn het door de mens gemaakte materialen, zoals kubieke zirkonia (ZrO2), moissaniet (SiC), YAG (yttrium-aluminium granaat Y3Al5O12) of strontiumtitanate (SrTiO3).
Synthetische diamanten
Diamant is een zeer kostbaar materiaal, en mensen werken al eeuwenlang om ze te creëren in laboratoria en fabrieken. Synthetische diamanten zijn door de mens gemaakte materialen die dezelfde chemische samenstelling, kristalstructuur, optische eigenschappen en fysiek gedrag hebben als natuurlijke diamanten. Andere namen die worden gebruikt voor synthetische diamanten zijn onder andere: "lab-grown", "lab-created" en "man-made". Deze namen geven duidelijk aan dat de diamanten niet natuurlijk in de aarde zijn gevormd, maar door de mens zijn gemaakt.
De eerste succesvolle commerciële synthese van diamant werd in 1954 uitgevoerd door werknemers van General Electric. Sindsdien zijn veel bedrijven erin geslaagd om synthetische diamant te produceren die geschikt is voor industrieel gebruik. Tegenwoordig is het merendeel van de geconsumeerde industriële diamant synthetisch, met China als wereldleider met een productie van meer dan 4 miljard karaat per jaar. De meeste grote geïndustrialiseerde naties zijn nu in staat om synthetische diamanten voor industrieel gebruik te produceren in fabrieken.
In het afgelopen decennium hebben verschillende bedrijven technologie ontwikkeld waarmee ze laboratoriumgemaakte edelsteen-kwaliteit diamanten kunnen produceren, tot enkele karaat groot, in verschillende kleuren, inclusief kleurloos. Sommige bedrijven gebruiken hoge druk en hoge temperatuur methoden - dit worden HTHP diamanten genoemd. Anderen creëren diamanten met behulp van een chemisch dampafzettingsproces, de CVD diamanten. Deze door de mens gemaakte edelstenen worden verkocht in juwelierszaken en op internet tegen een aanzienlijk lagere prijs dan natuurlijke stenen van vergelijkbare kwaliteit en grootte. Ze hebben een mooi uiterlijk en een aantrekkelijke prijs. Synthetische diamanten moeten worden verkocht met een vermelding die de koper duidelijk laat begrijpen dat ze door de mens zijn gemaakt.
Zullen consumenten synthetische diamanten accepteren?
Synthetische diamanten zijn het dominante type diamant in industriële toepassingen sinds het einde van de twintigste eeuw. De meeste diamanten die worden gebruikt om schuurmiddelen en snijgereedschappen te maken, zijn nu synthetisch. Bijna alle diamanten die worden gebruikt om ramen, luidsprekerkoepels, warmteafvoerders, micro-lagers met lage wrijving, slijtvaste onderdelen en andere technologische producten te maken, zijn nu synthetisch.
De synthetische diamanten die voor deze doeleinden worden gebruikt, zijn veel goedkoper dan gedolven diamanten, hebben meer constante eigenschappen en zijn steeds meer beschikbaar in op maat gemaakte specificaties. Er is geen emotionele barrière voor synthetische diamanten om gedolven diamanten in deze toepassingen te vervangen.
In de juwelensector is er veel discussie over de bereidheid van consumenten om synthetische diamanten te accepteren. Sommigen denken dat juwelenconsumenten "echte diamanten" willen, dat wil zeggen "gedolven diamanten". Anderen denken dat synthetische diamanten de voorkeur zullen krijgen van mensen die de mensenrechten- en milieuproblemen die met sommige gedolven diamanten gepaard gaan, niet waarderen. De echte drijfveer zal echter waarschijnlijk de prijs zijn. Momenteel hebben veel synthetische diamanten die bedoeld zijn voor juwelen een prijsvoordeel van 30 tot 40% ten opzichte van gedolven diamanten. Dit zal waarschijnlijk de grootste motivator zijn voor consumenten om synthetische diamanten te accepteren.
Observatie en speculatie.... Als je bijna elke winkelcentrum juwelier binnenloopt en kijkt in de vitrines waar robijnen, saffieren en smaragden worden verkocht, zul je vaak zien dat de meeste aangeboden stenen synthetisch zijn. Een zeer ongetraind persoon kan ze vaak herkennen aan hun felle kleur en prachtige helderheid. Synthetische materialen hebben een superieure uitstraling, en hun prijzen zijn laag in vergelijking met natuurlijke edelstenen van vergelijkbare grootte en schijnbare kwaliteit. Consumenten krijgen een beter uiterlijk voor een lagere prijs, en de meerderheid van hen accepteert deze transactie aan de onderkant van het prijsbereik.
De strijd om emotie en verkoopdominantie op de markt voor betaalbare robijnen, saffieren en smaragden is decennia geleden al gewonnen door synthetische stenen. In het komende decennium kan de diamantmarkt ook verschuiven in het voordeel van synthetische producten. Dit is al het geval, aangezien synthetische diamanten een zeer zichtbare plaats op de markt innemen. De prijs van synthetische diamanten zal waarschijnlijk dalen naarmate er meer machines om ze te produceren in gebruik worden genomen, efficiënter worden en de concurrentie tussen fabrikanten toeneemt. Uiteindelijk zal het prijsverschil tussen natuurlijke en synthetische diamanten groter zijn dan veel klanten kunnen negeren, en ze zullen synthetische kopen. Als de volgende wereldwijde reclamecampagne synthetische diamanten promoot, kan er een enorme verschuiving in de consumentenvraag optreden.
Deze wereldwijde reclamecampagne kan die van Lightbox zijn, die "witte" en gekleurde diamanten aanbiedt voor de ongelooflijke prijs van 800 dollar per karaat.
AARZEL NIET OM ONZE ANDERE GIDSEN TE RAADPLEGEN:
