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Eigenschaften des Diamanten

Die mechanischen Eigenschaften

Die Dichte

Die Dichte eines Steins ist das Verhältnis zwischen seinem Gewicht und seinem Volumen im Wasser. Ein Edelstein mit einer Dichte von 2,8 wiegt somit das 2,8 fache des gleichen Volumens im Wasser. Das spezifische Gewicht von Edelsteinen liegt zwischen 1 und 7. Wenn es unter 2 liegt (beispielsweise Bernstein) so ist der Edelstein leicht. liegt es zwischen 2 und 4 (z.B. Quartz), ist das Gewicht normal und bei Steinen über 4 spricht man von schweren Steinen. Der Diamant hat eine durchschnittliche Dichte von 3,52. Diese Zahl kann je nach Gehalt von Spurenelementen und Einschlüssen schwanken.

So kann die Dichte australischer Diamanten bei 3,54 liegen, die Dichte bestimmter gelber afrikanischer Diamanten kann 3,524 betragen und manche braune Diamanten aus Brasilien können eine Dichte von 3,60 haben.

In der Gemmologie, in der man nur kleine Mengen wiegt, gibt es zwei Verfahren, um das spezifische Gewicht festzustellen, d.h.: Die Wiegemethode (geschieht mit Hilfe einer hydrostatischen Waage) und die Schwebemethode (Verwendung von Schwerflüssigkeiten). Ersteres erfordert einige Zeit, während die Messung recht teuer ist und für umfangreichere Fragmente verwendet werden kann.

Hydrostatische Waage

Hydrostatische Waage: Das Messverfahren beruht auf dem Archimedischen Prinzip, und wird angewandt wenn man noch das Volumen des Edelsteins benötigt.

Die Formel lautet wie folgt: Man teilt das Gewicht des Steines durch sein Volumen.

Wenn wir beispielsweise einen Edelstein haben, der in der Luft 5,8 Gramm wiegt und im Wasser 3,5 Gramm wiegt, so beträgt die Differenz (5,8 - 3,5 = 2,3 Gramm). Dies entspricht einem Volumen von 2,3 cm3 Wasser.

Um seine Dichte zu erfahren, würde es also genügen, sein Gewicht in der Luft durch sein Volumen zu dividieren d.h. (5,8 / 2,3 = 2,5). Somit hätte dieser Stein eine Dichte von 2,5.

Schwebemethode: Es handelt sich hier unabhängig von den Abmessungen des Prüfstücks um ein sehr präzises Verfahren.

Das Prinzip ist weiterhin sehr einfach: In einer Flüssigkeit mit geringerer Dichte geht ein Mineral unter. Wenn die Dichte von Mineral und Flüssigkeit gleich ist, schwebt es darin, während es bei Flüsigkeiten größerer Dichte aufschwimmt. Um die Dichte eines Steines festzustellen, muss die Schwerflüssigkeit festgestellt werden, in der der Edelstein schwebt. Im Handel sind mehrere Schwerflüssigkeiten erhältlich. Hierzu zählen: Bromoform (Dichte = 2,90), Thoulets Lösung (3,19), Methyleniodid (3,33), Clerici-Lösung (5).

Schwebemethode
Übersicht über die Dichte einiger Mineralien
 
Marcasit 4,80 - 5,20   Jade 1,90 - 3,10
Hämatit 5,00 Türkis 2,72
Korund 3,93 Beryll 2,75
Zirkon 4,69 Smaragd 2,74
Granat 3,60 - 4,20 Quartz 2,65
Spinell 3,65 - 4,10 Achat 2,62
Topas 3,56 Lapislazuli 2,38 - 2,50
Diamant 3,52 Opal 2,15
Peridot 3,30 Gagat 1,30
Tourmalin 3,10 - 3,20 Bernstein 1,05

Die Härte

Härtetest, Mohs-Skala

Die Härte definiert sich durch den Ritzwiderstand, den ein Material hat. Da Verfahren für die Gemmologie nicht genau genug ist, wird es heute höchstens noch von Mineraliensammlern angewendet. Für die Messung der Härte stützt man sich auf die Mohs-Skala, die über 10 Härtegrade verfügt, die von 1 bis 10 reichen. Die Steine der Stufen 1 und 2 gelten als weich, solche von 3 bis 6 haben eine mittlere Härte und die Steine, die jenseits von 6 liegen werden als hart bezeichnet. Der Härtetest wird mit Hilfe von Spitzen unterschiedlicher Härte durchgeführt, die man über eine Facette des unteren Teils des Edelsteins führt. Dabei wird mit der Spitze begonnen, die die niedrigste Härte hat, und setzt dies fort, bis eine Spitze den Edelstein ritzt.

Der Diamant hat auf der Härteskala bei der Härteprüfung nach Mohs eine Härte von 10.

Ordinalskala für die Bewertung der Härte gemäß der Härteprüfung nach Mohs
 
Gagat 2,5   Granat 7
Malachite 3,5 - 4 Achat 7
Lapislazuli 5,5 Tourmalin 7 - 7,5
Opal 5,5 - 6 Zirkon 7,5
Hämatit 5,5 - 6 Smaragd 7,5
Türkis 6 Aquamarin 7,5
Mondstein 6 Topas 8
Amazonit 6 Spinell 8
Marcasit 6 - 6,5 Korund 9
Jade 6 - 6,5 Diamant 10
Quartz 7    

Die Brüchigkeit

Der Widerstand gegen mechanische Stöße verhält sich im Allgemeinen umgekehrt zur Härte des Steins. Man kann auch sagen: Je härter ein Stein ist, desto niedriger ist seine Stoßfestigkeit. Somit wäre ein Diamant bei Stößen relativ brüchig, aber der Diamant verfügt auch über eine sehr hohe Elastizität, weshalb er wie ein Ball zurückspringt, wenn er auf eine harte Oberfläche stößt. Ein Stoß, der alleine einen Edelstein nicht zum Zerbrechen bringt, kann bei Wiederholung aber erfolgreich sein. Wenn ein Bergkristall gegen einen Diamanten gestoßen wird, erleidet er weniger Schäden als der Diamant. Die Wärmebehandlungen, die dazu dienen, die Farbe der Edelsteine zu verbessern, machen die Steine brüchiger, da sie ihre interne Anordnung verändern. Ein Stein, der über eine perfekte Spaltfläche verfügt, kann nach dem Stoß einer Klinge leicht entlang dieser Richtung brechen. Was beispielsweise den Diamanten betrifft, so verwendet man dieses Verfahren, um zwei Rohdiamantenstücke zu trennen. Dies wird als Spaltung bezeichnet. Ein Holzscheit lässt sich besser in Richtung der Holzfaser als Quer zur Faser teilen. Für den Diamanten gilt das gleiche: Es ist leichter, einen Diamanten in zwei Stücke zu teilen, wenn man in Richtung seiner Spaltfläche darauf schlägt.

Die chemischen Eigenschaften

Ein Edelstein muss definitionsgemäß mindestens den üblichen chemischen Produkten widerstehen. Bestimmte organische Edelsteine jedoch, z.B. Perlen, Türkis, Rhodochrosit oder Malachit können empfindlich auf Fettsäuren reagieren, die in Schönheitscremes und Parfums enthalten sind. Die stärksten Säuren schaffen es sogar, den Peridot oder den Lapislazuli anzugreifen. Was den Diamanten betrifft, so gibt es im Zusammenhang mit den üblichen chemischen Produkten keinerlei Probleme.

Wenn der Diamant mit einem Schweißbrenner bis zur Rotglut erhitzt wird, wird er auf der Außenseite milchig weiß. Es genügt, den Stein wieder zu polieren, um ihm seinen ganzen Glanz wiederzugeben. Im Labor haben Versuche gezeigt, dass ein Diamant, der 2 Stunden lang auf 1.400 Grad erhitzt wird, von einer sehr lebhaften Flamme umgeben brennt. Wenn man Sauerstoff hinzugibt und den Stein in einen geschlossenen Behälter gibt, so brennt er bei ca. 800 bis 850 Grad.

Der Diamant wird von Säuren und Basen nicht angegriffen. Lediglich Kaliumnitrat oder geschmolzenes Natron schaffen es, den Stein aufzulösen.

Die optischen Eigenschaften

Die Brechung

Der Diamant hat den höchsten Brechungsindex (BI) unter den transparenten Natursteinen: Er schwankt zwischen 2,417 und 2,419. Der Brechungsindex von Edelsteinen wird mit Hilfe eines Refraktometers bestimmt.

Die Reflektionsfähigkeit

Die Reflektionsfähigkeit des Diamanten ist sehr hoch und hängt vom Brechungsindex ab. Sie schwankt auch je nach Einfallswinkel des Lichtstrahls im Vergleich zum normalen Einfallswinkel auf die Oberfläche des Diamanten. Je stärker der Strahl sich nähert desto stärker steigt die Reflektionsfähigkeit.

Die Streuung

Sie ist sehr stark. Die Streuung verursacht das Funkeln in den Farben des Regenbogens, das als das Feuer des Diamanten bezeichnet wird. Wenn der Strahl eines weißen Lichts in einen Edelstein mit einfacher Lichtbrechung eindringt, wird er in die Spektralfarben zerlegt und liefert das Farbspektrum von Rot bis Violett: Dies wird als das Streuungsphänomen bezeichnet. Der Streuungskoeffizient eines transparenten Edelsteins wird mit der Differenz zwischen Brechungsindex (BI) der violetten Farbe und dem Brechungsindex (BI) der roten Farbe angegeben: Beim Diamanten sind diese 2 Werte jeweils 2,453 und 2,409. Der Streuungskoeffizient beträgt somit 0,044.

Die zweifache Lichtbrechung

Der Diamant hat fast immer eine zweifache Lichtbrechung. Bei der Beobachtung im Polariskop ist dies durch die internen Spannungen bedingt. Theoretisch dürfte er keine zweifache Lichtbrechung haben, da er in das kubische System gehört, aber es gibt nur selten Diamanten, die keine interne Spannung haben.

Die Fluoreszenz

Wenn man einen Diamanten dem ultravioletten Licht aussetzt, kann man gelegentlich feststellen, dass der Diamant ein sichtbares Licht mit variablen Farben emittiert: Blau, Weiß, Violett oder gelegentlich Gelb, Grün oder auch Orange. Ein stark fluoreszierender Diamant sieht milchig aus. Es wird davon abgeraten, diese Diamanten zu kaufen. In manchen Fällen kann die Fluoreszenz die Farbe mancher Diamanten zur Geltung bringen (J, K, L). Der Diamant tendiert dann dazu weißer zu sein als er eigentlich ist ("Dank" dieser starken Fluoreszenz).

Die Transparenz für Röntgenstrahlen

Der Diamant hat eine bemerkenswerte Transparenz für Röntgenstrahlen. Man kann ihn auf diese Weise von seinen Imitaten unterscheiden, da diese nicht die gleiche Durchlässigkeit für Röntgenstrahlen haben.

Die thermischen Eigenschaften

Die Widerstandsfähigkeit gegen thermische Schocks ist für alle Edelsteine fatal, wenn diese Temperaturschwankung im Bereich von einigen hundert Grad liegt. Theoretisch wird eine Person im Laufe ihres Lebens nicht derartigen Wärmeschwankungen unterworfen, daher ist diese Gefahr für den Edelstein zu vernachlässigen. Vorsicht ist jedoch angeraten für eventuelle Reparaturen an einem Schmuckstück, in dem ein Edelstein gefasst ist und das der Flamme des Brenners ausgesetzt ist. Der Stein darf der Flamme nicht zu lange ausgesetzt sein, da er sonst schmilzt.

Der Diamant ist ein hervorragender Wärmeleiter. Wenn man ihn berührt, fühlt er sich kalt an, die Wärme des Fingers wird jedoch darauf übertragen und vom Stein schnell absorbiert. Im Spezialhandel sind Diamantenprüfer erhältlich. Sie nutzen diese hohe Absorptionsgeschwindigkeit für Wärme für die Prüfung des Steins.

Die elektrischen Eigenschaften

Aufgrund der Mobilisierung seiner Elektronen durch Kovalenz-Verbindungen ist der Diamant ein sehr guter elektrischer Isolator.

Die Oberflächeneigenschaften

Wenn ein Diamant zuvor perfekt gereinigt worden ist, kann ein Diamant nicht mit Wasser befeuchtet werden. Das Wasser perlt von der Oberfläche ab. Diese Besonderheit nutzt man übrigens auch bei den Fett-Tischen, um Rohdiamanten auszusortieren.

Weitere Eigenschaften

Der Dilatationskoeffizient eines Diamanten ist einer der schwächsten. Er liegt bei etwa 1,10-6.

Der Diamant verfügt über eine sehr hohe Elastizität, weshalb er wie ein Ball zurückspringt, wenn er auf eine harte Oberfläche stößt.

Die Klarheit schwankt von einem Diamanten zum anderen sehr stark. Er kann genauso gut zu den Klarsten gehören wie er auch undurchlässig sein kann. Es kann bisweilen passieren, dass manche Rohdiamanten eine undurchsichtige Schale haben, die sie umgibt. Wenn man diesen Diamanten von außen betrachtet, wird man meinen, er sei undurchsichtig also wertlos. Es kann aber bisweilen sein, dass manche unter ihnen im Inneren klar sind. Es genügt, bei diesem Rohdiamanten einige Fenster zu schleifen, um diese Haut teilweise zu entfernen, mit einer Lupe ins Innere dieses Diamanten zu sehen, um zu erfahren, ob er geschliffen werden kann oder als Industriediamant enden wird.

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