Szintetikus gyémánt

Az Ásványtan arról tájékoztat bennünket, hogy a grafitnak és a gyémántnak ugyanaz a kémiai összetevője: a szén. Különböző kristályszerkezetük miatt a grafit lágy, míg a gyémánt kemény.

Hadd magyarázzam tovább:

A gyémánt szerkezete egy tetraéderből álló, lapközpontú köbös elrendezés, ahol minden tetraéder központi szénatomja kovalensen kötődik erős, közvetlen kapcsolatban a csúcsokban lévő négy szénatommal. A kovalens kötések telíthető és irányított jellege miatt a szerkezet rendkívül robusztussá válik.

További pontosításhoz:

A gyémánt vázát egy felületközpontú, egymással összekapcsolt tetraéderekből álló köbös rács jellemzi. Mindegyik tetraéderben a központi szénatom kovalens kötéseket hoz létre a sarkokban lévő négy környező szénatommal.

A kovalens kötések benne rejlő tulajdonságai, különösen telítettségük és irányultságuk hozzájárulnak ennek az elrendezésnek a rendkívüli stabilitásához és erősségéhez.

A grafit kristályszerkezete az ábrán látható, ahol a szénatomok sík, hatszögletű rétegekben helyezkednek el, a síkon belüli szénatomok távolsága kicsi és kovalens kötésekkel kötődnek össze, amelyek erősek és szilárdak. A szomszédos rétegekben a szénatomok közötti távolság nagy, van der Waals erők kötik össze, ami a grafit lágy textúráját eredményezi. Ezért a grafit egyben kenőanyag is.

A mesterséges gyémántgyártás alapelve, hogy a grafit réteges hatszögletű szerkezetét egy felületközpontú gyémánt köbös szerkezetté alakítják. A szintetikus gyémántok mindegyikét grafitból alakítják át körülbelül 5,6-6 GPa nyomáson és körülbelül 1300 fokos hőmérsékleten.