Diamantsynthese

Diamạntsynthese,

 

Herstellung von künstlichen Diamanten unter Anwendung sehr hoher Drücke und Temperaturen (Hochdruck-Hochtemperatur-Verfahren). Dabei wird Kohlenstoff (Graphit) in flüssigen Schwermetallen (Nickel, Eisen, Tantal u. a.) bei 35-50 kbar und 1 200-1 600 ºC gelöst. Die Metalle wirken dabei als Katalysatoren. Es genügt eine Reaktionszeit von etwa 1 Minute, um synthetische Diamantkristalle von 0,01 bis 1,2 mm Durchmesser herzustellen; Unterscheidung von natürlichen Diamanten durch charakteristische, auf die Katalysatoren zurückgehende Einschlüsse. Sie werden v. a. im technischen Bereich verwendet, z. B. polykristalline Diamantkörnchen zum Läppen und Polieren. Auch die Herstellung in Schmucksteinqualität ist seit 1970 möglich, aber unwirtschaftlich. Seit den 1980er-Jahren lässt sich aus der Gasphase bei Niederdruck so genannter CVD-Diamant (CVD-Verfahren) als Diamantfilm abscheiden (Verwendung in der Optik). 1992 ist es gelungen, aus dem seltenen Kohlenstoffisotop ¹³C isotopenreine ¹³C-Diamantkristalle zu züchten (größere Packungsdichte als Naturdiamanten). Außerdem fanden Wissenschaftler heraus, dass sich der fußballförmige Kohlenstoff (Fulleren) C₆₀ schon bei Raumtemperatur unter bestimmtem Druck in Diamanten umwandelt.- Als Diamantersatz eignet sich mit Yttriumoxid stabilisiertes, kubisch kristallisierendes Zirkoniumoxid (ZrO₂/Y₂O₃), das ähnliche physikalische Eigenschaften wie der Diamant aufweist: Brechzahl 2,15-2,18 (Diamant durchschnittlich 2,42), Härte nach Mohs 7,5-8 (Diamant 10).