DIAMANTEN


Diamant (Oudgrieks: ἀδάμας of adamas, “onverslaanbaar”) is een allotrope verschijningsvorm van koolstof die als delfstof aangetroffen wordt, maar ook in laboratoria gemaakt kan worden. In diamant hebben de koolstof-koolstofbindingen een viervlakstructuur waardoor de atomen in drie dimensies gebonden zijn; dit verklaart deels de hardheid waar het mineraal zijn naam aan dankt. Daarentegen heeft grafiet, de koolstofvorm die op aarde het meest voorkomt, een vlakke kristalstructuur waardoor het veel zachter is en schilferende laagjes vormt. Diamant is voor zover bekend het hardste materiaal dat in de natuur voorkomt en is dan ook het ijkpunt voor hardheid 10 op de hardheidsschaal van Mohs. Slechts enkele industrieel vervaardigde, eveneens uit zuivere koolstof opgebouwde materialen zijn harder.

Geschiedenis

In 2500 v.Chr. zouden de Chinezen al diamant gebruikt hebben om edelstenen te polijsten.[1] In India zouden rond die tijd al diamanten als sieraad gedragen zijn en ook de Bijbel vermeldt diamant.[2] Diamanten werden in de 6e tot de 5e eeuw v.Chr. in Europa bekend. Uit deze tijd stamt een oud Grieks bronzen beeld met onbewerkte diamanten, dat zich tegenwoordig in het British Museum in Londenbevindt. Diamant werd al door Manlius (16 n.Chr.) en Plinius de Oudere (23-79 n.Chr.) in zijn Naturalis historia beschreven.[3]

Het moderne diamantslijpen met een gietijzeren draaischijf, diamantpoeder en olijfolie werd in 1456 uitgevonden door de Bruggeling Lodewijk van Berken die de Florentiner voor Karel de Stoute sleep. Dit vormde het begin van de diamantnijverheid te Brugge. Na de verzanding van het Zwin eind 15e eeuw verlegde niet alleen de havenactiviteit, maar ook de diamantnijverheid zich naar Antwerpen. Na de val van Antwerpen vluchtten vele gegoede Antwerpenaren voor de Inquisitie naar Amsterdam en dat markeerde het begin van de diamantnijverheid daar.[4]

In de 17e eeuw bracht de Franse ontdekkingsreiziger Jean-Baptiste Tavernier grote diamanten mee uit India en beschreef de diamantwinning aldaar.

Tot de 18e eeuw werden diamanten alleen in India gedolven. Hier komen ook de bekendste diamanten uit de geschiedenis vandaan. In 1714 werden in Brazilië diamanten ontdekt. Erasmus Jacobs vond in 1866 nabij de Oranjerivier de eerste diamant in Zuid-Afrika: de ‘Eureka’. Kort daarop werd ook diamant gevonden in Kimberley. In 1888 richtte Cecil Rhodesde firma De Beers op om de diamanthandel te controleren.[5]

In de 20e eeuw werden belangrijke diamantvoorkomens ontdekt in SiberiëCanada en Australië, en werd het mogelijk om diamant synthetisch te fabriceren.

Er zijn talrijke legenden verbonden aan diamanten; zo worden er vaak ook magische of beschermende krachten aan toegeschreven. Diamanten waren het symbool van rijkdom en ze vormen een onderdeel van bijna alle kroonjuwelenschatkamers en museale collecties. De diamant is een van de “negen edelstenen” in de Thaise Orde van de Negen Edelstenen.

De Cullinan is de grootste ongeslepen diamant die tot nu toe op aarde is gevonden: 3106 karaat (621,2 gram). De Cullinan werd gekloofd en geslepen en het grootste stuk, de Cullinan 1 (530,20 karaat) was na het slijpen ongeveer een eeuw lang de grootste geslepen diamant. De grootste geslepen diamant is sinds 1988 echter de Golden Jubilee (545,67 karaat), die in opdracht van De Beers door Gabriël (Gabi) Tolkowsky werd geslepen en sinds 1997 in het bezit is van de Thaise koning Bhumibol die hem ontving naar aanleiding van zijn 50-jarige kroningsjubileum.

Veel diamant voor industriële doeleinden wordt ook synthetisch gemaakt. Synthetische diamant valt enkel in een laboratorium van natuurlijke te onderscheiden.[6] Onderzoekers van het Carnegie Institution of Washington ontdekten in 2004 een procedé om binnen 24 uur diamant te synthetiseren dat meer dan 50% harder is dan natuurlijk diamant.

Fysische eigenschappen

 

De kristalstructuur

Diamant is het hardste materiaal dat in de natuur voorkomt.[7] Er zijn slechts twee (industrieel vervaardigde) materialen die harder zijn, namelijk aggregated carbon nanorods en ultrahard fullereen. Deze zijn net als diamant opgebouwd uit koolstofatomen. Diamant zelf is een transparant kristal met een zeer hoge brekingsindex (2,417) en een hoge dispersie (0,044). In juwelen wordt daardoor het (zon)licht schitterend gebroken en weerkaatst al naargelang de slijpvorm. Bovendien wordt het gepolijste glanzend oppervlak van de diamantsteen door de grote hardheid niet mat.

Vanwege zijn extreme hardheid wordt diamant gebruikt in de industrie, onder andere voor slijpen, boren, snijden en polijsten[8][9] en draadtrekken.[10] Een diamant dankt zijn hardheid aan zijn tetraëderstructuur en is daardoor harder naarmate hij minder insluitsels of kristalroosterdefecten bevat.[11] Door de hardheid is diamant wel relatief bros. In vacuüm gaat diamant vanaf een temperatuur van 1700 °C over in grafiet, in lucht vanaf 700 °C.

Naast de hardheid zijn ook de thermische geleidbaarheid (410 W/cm/K)[12] en de soortelijke (elektrische) weerstand van 1013 Ω·m van diamant bijzonder hoog. Deze combinatie maakt dat diamant gebruikt kan worden in elektronische schakelingen om warmte af te voeren. Diamant gedraagt zich net als silicium als halfgeleider en in vloeibaar helium als supergeleider, zoals in 2004 ontdekt.