Diamant

Diamantul este un mineral nativ şi în acelaşi timp o piatră preţioasă. Din punct de vedere chimic este una din formele de existenţă ale carbonului pur, celelalte fiind carbonul amorf (grafitul) şi fulerenele. Diamantul cristalizează în sistemul cubic şi poate atinge duritatea maximă (10) pe scara Mohs, duritatea variind însă în funţie de gradul de puritate a cristalului. Din cauza durităţii ridicate, cristalele de diamant pot fi şlefuite numai cu pulbere de diamant şi din fulerită.

Denumirea de diamant provine din limba greacă "adamas" αδάμας, "de neînvins", "indestructibil". În latina clasică Plinius atribuie o denumire asemănătoare safirului. Denumirea diamantului era bine cunoscută în antichitate. În India se numea "irra", iar in sanscrită i se spunea "vajira", cuvânt ce definea tot ceea ce era dur. Arabii îi spuneau "al-mas" - adică "cel mai dur", de unde vine şi denumirea slavă de "almaz" (diamant)

Masa diamantului este exprimată în carate, un carat corespunzând cu 0,200 grame.
Pe lângă cristalele de diamant din sistemul cubic, uneori se pot întâlni diamante cu cristale hexagonale denumite Lonsdaleit, unii consideră, aceste diamante s-au format în medii nefavorabile. Duritatea extremă a diamantului este explicată prin legătura stabilă simetrică dintre atomii de carbon. Diamantul arde într-un mediu cu oxigen pur la o temperatură de 720 °C, iar în aer la peste 800 °C cu formare de dioxid de carbon. Diamantul este solubil în unele metale ca fier, nichel, cobalt, crom,titan, platină, paladium şi alte metale asemănătoare. Pe motivul reactivităţii reduse (datorată structurii stabile) a suprafeţei cristalului, prin iradiere cu neutroni creşte gradul lui de duritate.

Diamantele iau naştere la adâncimi mari (150 km), unde sunt temperaturi (1200-1400 °C) şi presiuni ridicate. Rocile mamă (de însoţire) a diamantului sunt Peridotit şi Eklogit sau in vulcani, sunt roci bogate în gaze Kimberlite şi Lamproite; acestea transportă la erupţia vulcanului şi diamant (topit) sau fragmente din mantaua scoarţei pământului. Formându-se în aceste condiţii, grafitulul sau diamantul, aceasta este determinată de timpul de răcire. Diamantele se pot exploata din rocile însoţitoare prin minerit de exemplu Namibia, Africa de sud sau se separă din aluviunile (depunerile) apelor curgătoare (deşertul, sau ţărmul african).
Microdiamantele iau naştere la căderea meteoriţilor mari pe Pământ (ex. craterul Barringer), creându-se condiţiile necesare pentru formarea diamantului, prin existenţa unor presiuni şi temperaturi ridicate şi prezenţa dioxidului de carbon. Vârsta diamantelor este foarte diferită, fiind diamante vechi de peste 3 miliarde de ani, dar şi diamante mai noi, care au vârsta de câteva sute de milioane de ani.
Circa 250 de tone de minereu trebuie să fie trecute printr-un procedeu de filtrare pentru ca, la final, să se poată ajunge la un cristal cu tăietura specifică, de un carat.

Diamantele în culori speciale, unice sunt numite oficial "Fancy", fanteziste, şi sunt foarte rare. Ele nu fac parte din scala standardizată a culorilor diamantului. Cele mai rare culori sunt roşu şi violet, precum şi combinaţiile acestor 2 culori. Galben şi maroniu sunt cele mai comune culori ale diamantelor, dar diamantele incolore sunt cele mai cunoscute şi apreciate în industria bijuteriilor. În categoria diamantelor Fancy intră renumitele diamante albastre ("Hope"), verzi ("Dresden"), galben-portocaliu ("Incomparable"), roşii ("Hancock") sau roz (provenite din mina australiană Argyle).

Claritatea unui diamant face referire la gradul de impurităţi pe care il poate avea un diamant studiat cu ochiul liber sau cu ajutorul unei lupe care măreşte de 10 ori. Specialiştii denumesc aceste impurităţi, "incluziuni". Tipul, numărul si locaţia incluziunilor poate deseori identifica individual diamantele. Cu cât are mai puţine impurităţi cu atât diamantul este mai valoros.
Standarde de claritate:
FL (Flawless): Fără incluziuni interne sau puncte externe. Reprezintă nivelul maxim de claritate şi corespunde diamantelor rare si foarte scumpe
IF (Internally flawless): Fără incluziuni în interor dar cu posibile minuscule imperfecţiuni externe
VVS-1 (Very Very Small inclusion 1): De obicei este vorba despre o singură, mica incluziune, vizibilă cu o lupă de 10X doar de un ochi expert.
VVS-2 (Very Very Small inclusion 2): Incluziunile sunt foarte greu de observat cu lupa de 10x.
VS (1-2)* (Very Slightly Imperfect): Incluziunile se pot vedea cu lupa de 10x dar nu cu ochiul liber.
SI (1-2)* (Slightly Imperfect): Incluziunile se pot vedea cu usurinţă cu lupa de 10x.
I (1-2-3)* (Imperfect): Incluziuni vizibile cu ochiul liber.
Există, de asemenea, diamante „Eye Clean”: fără incluziuni vizibile cu ochiul liber

Tăietura indică modul cum este tăiat diamantul şi îi conferă acestuia strălucire. Se referă la proporţiile şi finisajul diamantului. Dintre cei 4 C, tăietura este singura contribuţie adusă de mâna omului, transformând o piatră preţioasă brută, neşlefuită într-un diamant faţetat şi şlefuit în diverse forme. După mii de experimente de-a lungul anilor, folosind formule matematice precise, tăietorul-şlefuitorul de diamante transformă în ziua de azi un diamant brut într-o piatră strălucitoare care reflectă şi refractă lumina.
În 1919 Marcel Tolkowsky descoperă cel mai bun compromis teoretic datorită căruia modul de tăiere al unui diamant îi poate conferi acestuia strălucire deosebită.

Criteriile stabilirii valorii unui diamant sunt: - densitatea - duritatea - dispersia şi refracţia luminii - conductibilitatea termică - strălucirea - puritatea. Spectroscopia (absorbţia unor radiaţii) poate stabili dacă culoarea diamantului este naturală sau realizată ulterior. Diamantul care va fi şlefuit cu faţete multe se numeşte briliant (Brillant) (care are mai multe variante). Producţia diamantelor naturale pe glob a atins cantitatea de 20 de tone anual. La această cantitate se adaugă diamantele sintetice (pentru prima oară fabricate din grafit în 1955) care în cea mai mare parte au utilizare în industrie. Prin acoperirea altor substanţe cu un strat de câţiva microni (tratare cu plasmă) se va forma aşa numitul strat de carbon asemănător diamantului (DLC: diamond-like carbon). Această tehnologie fiind mai departe perfecţionată producându-se diamante magnetice cu dimensiuni de ordinul nanometrului în Troy, care probabil vor fi folosite în medicină. Diamantul are unghiul de refracţie ridicat, de aceea străluceşte intens, ceea ce a dus la utilizarea principală a diamantelor naturale ca pietre preţioase, azi aceste unghiuri a faţetelor unui cristal sunt simulate prin programare asistată de ordinator, determinând unghiul optimal pentru o strălucire maximă, astfel unghiul de şlefuire a cristalului fiind automatizat.

Un diamant pur este incolor, actual sunt procedee tehnice cu ajutorul laserului prin care se îndepărtează impurităţile din cristal, iar prin iradieri a cristalului (în reactoare atomice) s-a reuşit ca diamante cu o valoare inferioară să fie transformate în cristale cu o culoare stabilă verde sau albastră. Aplicaţiile în industria de folosire a diamantului sunt ca: abraziv, instrumente de tăiat sau găurit foarte ascuţite şi dure. În medicină (chirurgie), o aplicaţie tot mai largă o are folosirea lamelor de bisturiu acoperite cu un strat de carbon asemănător diamantului. De asemenea, industria electronică prezintă interese pentru asemenea straturi aplicate pe electrozi, la fel de important este în tehnologia semiconductorilor sau în chimie.