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Künstliche Diamanten - das Herstellungsverfahren

Edelmetalle wie Gold oder auch Diamanten - zu allen Zeiten haben Menschen den Wunsch verspürt, diese wertvollen Materialien in künstlicher Form herzustellen. Zumindest für Diamanten gibt es inzwischen zwei Verfahren .

Diamanten - inzwischen künstlich herstellbar
Diamanten - inzwischen künstlich herstellbar

Künstliche Diamanten mit dem Hochdruck-Hochtemperatur-Verfahren

  • Vergleicht man Kohlenstoff, so wie er beispielsweise in Graphit vorkommt, mit Diamanten, so zeigt sich, dass die besondere Härte von Diamant mit seiner inneren Struktur, einem Kristallgitter, zusammenhängt.
  • Diamant entsteht auf natürlichem Wege nur unter ganz besonderen Bedingungen im Erdmantel, nämlich bei sehr starkem Druck und extrem großer Hitze.
  • Will man also künstliche Diamanten herstellen, muss man für ähnliche Bedingungen sorgen. Die ersten Kunstdiamanten wurden in den 1950er Jahren nach zahllosem "trial and error" mit dem sog. Hochdruck-Hochtemperaturverfahren (abgekürzt HPHT) industriell aus Graphit hergestellt.
  • Bei Temperaturen jenseits der 1500 °C und einem Druck von mehr als 50 000 bar konnte dabei Graphit als Ausgangsmaterial zu synthetischen Diamanten "umgestaltet" werden. Tatsächlich beruht dieses Herstellungsverfahren darauf, dass Graphit unter Druck seine  Struktur verändert, also sich die Atome entsprechend dem Diamantgitter umlagern.
  • Allerdings handelt es bei diesem Produkt eigentlich nicht um Diamanten, auch wenn die künstlichen Steine die gleiche Härte und ähnliches Aussehen haben, denn die innere Struktur weicht von der natürlichen Form ab (daran kann man sie erkennen).
  • Die ersten künstlichen Diamanten hatten jedoch nur Millimetergröße und konnten nur in der Industrie genutzt werden (schneiden, bohren). Verbesserte Verfahren gestatten heute auch die Herstellung größerer "Brillis", zumal Katalysatoren die Pressung beschleunigen. 

Diamanten "züchten" - seit einigen Jahren möglich

  • Ähnlich wie man einen Zuckerkristall aus einer gesättigten Lösung durch Anlagerung "züchten" kann, gelingt es seit einigen Jahren, auch Diamanten zu züchten.
  • Ausgangspunkt ist ein winziger Diamant, der in die Maschine als sog. "Seed" eingesetzt wird.
  • Bei ebenfalls hohem Druck (80 000 bar) und hoher Temperatur (1800 °C) wird Graphit hinzugefügt, der sich in Atome aufspaltet und am Diamantsplitter ansetzt.
  • Der Stein beginnt zu wachsen und ist nach etwa 4 Tagen fertig. Zum Vergleich: In der Natur entstehen Diamanten über einen Zeitraum von Millionen Jahren.
  • Die gezüchteten Diamanten können nur mit Spezialmaschinen von natürlich entstandenen Steinen unterschieden werden. Chemisch und physikalisch sind beide gleich. 

Übrigens: Was bei Diamant gelingt, funktioniert für Gold wohl nicht. Denn bei Diamant ist das "Rohmaterial", der Kohlenstoff, ja schon vorhanden und muss strukturiert werden. Aber was ist das "Rohmaterial" für Gold?

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