Diamant | ||
---|---|---|
Generell | ||
Kategori | Mineraler Forbindelser og grunnstoffer ( ikke-metaller ) | |
Klasse |
1.CBº11 0a ( Strunz ) | |
Kjemisk formel | C | |
fysiske egenskaper | ||
Farge | Vanligvis gul, brun eller grå til fargeløs. Mindre vanlig blå, grønn, svart, gjennomskinnelig hvit, rosa, fiolett, oransje, lilla og rød (fantastisk diamant). [ 1 ] | |
Stripe | fargeløs | |
Gloss | Adamantine [ 1 ] | |
Åpenhet | Transparent til sub-transparent til gjennomskinnelig. | |
krystallsystem | Isometrisk-heksoktaedrisk ( kubisk krystallsystem ) | |
Brudd | conchoidal | |
Hardhet | 10 ( Hårdhetsskalaer ) | |
Tetthet | 3,5 - 3,53 g/cm³ | |
Brytningsindeks | 2,4175 - 2,4178 | |
Dobbeltbrytning | Ingen | |
Pleokroisme | Ingen | |
Optiske egenskaper | enkel brytning | |
Beslektede mineraler | ||
Cubic Zirconia , Moissanite , Silisiumkarbid | ||
I mineralogi er diamant en allotrop av karbon der karbonatomene er ordnet i en variant av den såkalte ansiktssentrerte kubiske krystallstrukturen . Diamant er den nest mest stabile formen for karbon, etter grafitt ; imidlertid er konverteringsraten av diamant til grafitt ubetydelig ved omgivelsesforhold. Diamant er spesielt kjent som et materiale med superlative fysiske egenskaper, hvorav mange stammer fra den sterke kovalente bindingen mellom atomene. Spesielt diamant har den høyeste hardheten og varmeledningsevnen av noe materiale kjent for mennesket. Disse egenskapene bestemmer at den viktigste industrielle anvendelsen av diamant er i skjære- og poleringsverktøy i tillegg til andre bruksområder.
Diamant er et av de mest verdifulle mineralene i verden på grunn av dets fysiske og optiske egenskaper. På grunn av sin ekstremt stive krystallstruktur , kan den bli forurenset av få typer urenheter, som bor og nitrogen . Kombinert med dens høye gjennomsiktighet (tilsvarer et bredt båndgap på 5,5 eV ), resulterer dette i det klare, fargeløse utseendet til de fleste naturlige diamanter. Noen små mengder feil eller urenheter (omtrent én del per million) induserer blå ( bor ), gul ( nitrogen ), brun ( krystallfeil ), grønn, fiolett, rosa, svart, oransje eller rød diamantfarge. Diamant har også relativt høy brytningsspredning , det vil si egenskapen til å spre lys i forskjellige farger, noe som resulterer i sin karakteristiske glans . Dens utmerkede optiske og mekaniske egenskaper, kombinert med effektiv markedsføring, gjør diamant til den mest populære perlen .
De fleste naturlige diamanter dannes under ekstreme trykk- og temperaturforhold som eksisterer på dybder på 140 km til 190 km i jordens mantel . Karbonholdige mineraler utgjør karbonkilden, og veksten skjer over perioder på 1 til 3,3 milliarder år, tilsvarende omtrent 25% til 75% av jordens alder . Diamanter bæres nær jordoverflaten gjennom dype vulkanutbrudd av magma , som avkjøles til magmatiske bergarter kjent som kimberlitter og lamproitter . Diamanter kan også produseres syntetisk i en høytrykks- og høytemperaturprosess som grovt sett simulerer forholdene i jordkappen. En alternativ, og helt annen teknikk, er kjemisk dampavsetning . Andre materialer enn diamant, som cubic zirconia og silisiumkarbid, kalles ofte "diamantsimulanter " fordi de ligner diamant i utseende og mange egenskaper. Spesielle gemologiske teknikker er utviklet for å skille naturlige fra syntetiske diamanter og diamantsimulanter.
Navnet diamanter stammer fra det gamle greske ἀδάμας (adámas ), "egen", "uforanderlig", "uknuselig, ukuelig", fra ἀ- (a-), "uten" + δαμάω ( damáō ), "Jeg styrer, jeg domo ". [ 2 ] Det antas imidlertid at diamanter først ble gjenkjent og utvunnet i India , hvor betydelige alluviale forekomster av steinen kan ha blitt funnet for mange århundrer siden langs elvene Penner , Krishna og Godavari . Det anses som bevist at diamanter var kjent i India i minst 3000 år, og det antas at de var kjent så tidlig som 6000 år. [ 3 ]
Diamanter har blitt verdsatt som edelstener siden de ble brukt som religiøse ikoner i det gamle India . Bruken i graveringsverktøy går også tilbake til den tidligste menneskehetens historie . [ 4 ] [ 5 ] Populariteten til diamanter har vokst siden 1800 -tallet på grunn av deres økende tilbud, bedre skjære- og poleringsteknikker, vekst i verdensøkonomien og innovative og vellykkede reklamekampanjer. [ 6 ]
I 1813 brukte Humphry Davy en linse for å konsentrere solstrålene på en diamant i en atmosfære av oksygen og viste at det eneste forbrenningsproduktet var karbondioksid , noe som beviste at diamant var sammensatt av karbon. Han viste senere at diamant i en atmosfære uten oksygen blir til grafitt . [ 7 ]
Den mest kjente bruken av diamanter i dag er som edelstener som brukes til utsmykning , en bruk som dateres tilbake til antikken. Spredning av hvitt lys til spektrale farger er den primære gemologiske egenskapen til diamantedelstener. På 1900 -tallet har eksperter innen gemologi utviklet metoder for å klassifisere diamanter og andre edelstener, basert på de viktigste egenskapene til deres verdi som en perle. De fire karakteristikkene, uformelt kjent som de fire C -ene , utviklet av GIA , brukes nå ofte som grunnleggende diamantbeskrivelser: disse er karat , kutt , farge og klarhet [ 8 ] (vekt, kutt, farge og klarhet).
Cullinan , eller Star of the South, er den største kjente diamanten som er funnet i historien . Verdien var uberegnelig, i en slik grad at den måtte kuttes i flere fragmenter. Det er mange diamanter i verden, men svært få som kan sammenlignes med Cullinan, den rosa panteren i den virkelige verden. Utvunnet fra en gruve eid av Sir Thomas Cullinan 40 kilometer fra Pretoria, Sør-Afrika, veide den 3106 karat (621 gram) brutto og ble gitt i bursdagsgave til den britiske kong Edward VII.
En diamant er en gjennomsiktig krystall av tetraedrisk ( sp 3 ) bundne karbonatomer som krystalliserer i diamantgitteret , som er en variant av den ansiktssentrerte kubiske strukturen . Diamanter har blitt tilpasset mange bruksområder på grunn av deres eksepsjonelle fysiske egenskaper. Mest bemerkelsesverdig er dens ekstreme hardhet og termiske ledningsevne (900–2.320 W /( m K )), [ 9 ] samt brede båndgap og høy optisk spredning . [ 10 ] Over 1700 °C (1973 K / 3583 °F ) i vakuum eller oksygenfri atmosfære, konverteres diamant til grafitt ; i luft starter transformasjonen ved ca. 700 °C. [ 11 ] Eksisterende diamanter i naturen har en tetthet som varierer fra 3,15–3,53 g/cm³, med svært rene diamanter generelt ekstremt nær 3,52 g/cm³. [ 12 ]
Se også: Krystallografiske defekter i diamantDiamant er det hardeste naturlige materialet som er kjent til dags dato (selv om studier startet i 2009 som ser ut til å vise at lonsdaleite er 58 % hardere) hvor hardhet er definert som motstand mot riper. [ 13 ] Diamant har en hardhet på 10 (maksimum) på Mohs-skalaen for hardhet av mineraler . [ 14 ] Hardheten til diamant har vært kjent siden antikken og er kilden til navnet.
De hardeste naturlige diamantene i verden er de fra Copeton- og Bingara-feltene, som ligger i New England -området i New South Wales , Australia. De ble kalt can-ni-faire ("ingenting kan gjøres med dem" - en kombinasjon av engelsk "can" = kraft, italiensk "ni" = ikke og fransk "faire" = do [ 15 ] ) av kuttere i Antwerpen da de begynte å komme i antall fra Australia på 1870-tallet. Disse diamantene er generelt små, perfekte til halvperfekte oktaedere, og brukes til å polere andre diamanter. Dens hardhet er assosiert med formen for krystallvekst , som er ett-trinns. De fleste andre diamanter viser flere bevis på flere vekststadier, noe som resulterer i inneslutninger, feil og defekte plan i krystallgitteret, som alle påvirker deres hardhet. [ 16 ] Det er mulig å behandle vanlige diamanter under en kombinasjon av høyt trykk og temperatur for å produsere diamanter som er hardere enn diamanter som brukes i herdeapparater. [ 17 ]
Hardheten til diamanter bidrar til dens kondisjon som en perle . Fordi de bare kan ripes av andre diamanter, holder de poleringen ekstremt godt. I motsetning til andre edelstener, er de godt egnet til hverdagsbruk på grunn av deres motstand mot riper - kanskje dette bidrar til deres popularitet som den foretrukne perlen i forlovelsesringer og bryllupsbånd , ofte brukt hver dag i flere tiår.
Industriell bruk av diamanter har historisk sett vært assosiert med deres hardhet; denne egenskapen gjør diamant til det ideelle materialet for skjæring og polering av verktøy . Som det hardeste kjente naturlige materialet kan diamant brukes til å polere, kutte eller erodere ethvert materiale, inkludert andre diamanter. Vanlige industrielle tilpasninger av denne ferdigheten inkluderer bor og sager , og bruken av diamantpulver som slipemiddel . Billigere diamanter av industriell kvalitet, kjent som borts , med mange feil og dårligere farge enn edelstener, brukes til slike formål. [ 18 ]
Diamant er ikke egnet for bearbeiding av høyhastighets jernlegeringer , da karbon er løselig i jern ved de høye temperaturene som skapes av høyhastighetsmaskinering, noe som fører til økt slitasje på diamantverktøy sammenlignet med alternativer. [ 19 ]
Disse stoffene kan skrape diamanten:
Andre spesialiserte applikasjoner finnes også eller er under utvikling, inkludert deres bruk som halvledere : noen blå diamanter er naturlige halvledere, i motsetning til de fleste andre diamanter, som er utmerkede elektriske isolatorer . [ 14 ] Ledningsevnen og blåfargen stammer fra borurenheten . Bor erstatter karbonatomer i diamantgitteret, og donerer et hull i valensbåndet . [ 22 ]
Betydelig ledningsevne er ofte observert i nominelt udopede diamanter, som har blitt dyrket ved kjemisk dampavsetning . Denne ledningsevnen er assosiert med hydrogenrelaterte arter adsorbert på overflaten, og kan fjernes ved gløding eller andre overflatebehandlinger. [ 23 ] [ 24 ]
Seighet refererer til materialets evne til å motstå brudd på grunn av sterk støt. Seigheten til naturlig diamant er målt til 2,0 MPa m 1/2 , [ 25 ] og den kritiske spenningsintensitetsfaktoren er 3,4 MN m −3/2 . [ 26 ] Disse verdiene er høye sammenlignet med andre edelstener , men lave sammenlignet med de fleste ingeniørmaterialer . Som med ethvert materiale, bidrar den mikroskopiske geometrien til en diamant til dens motstand mot brudd. Diamant har et bruddplan og er derfor mer sprø i noen orienteringer enn andre. Diamantskjærere bruker denne egenskapen til å knuse noen steiner før fasettering. [ 13 ]
I Afrika: |
I Amerika: |
I Oseania: I asia: |
Diamant har et bredt båndgap på 5,5 eV (eller 225 nm) som spenner over hele det synlige spekteret , noe som betyr at ren diamant skal overføre synlig lys og fremstå som en fargeløs, gjennomsiktig krystall. Opprinnelsen til fargene i diamanten er i nettverksdefekter og urenheter. De fleste urenheter i diamanter består av erstatning av et karbonatom i krystallgitteret . Den vanligste urenheten, nitrogen , forårsaker en svak til intens gulfarging, avhengig av typen og konsentrasjonen av nitrogen som finnes. [ 14 ] Gemological Institute of America (GIA) klassifiserer gul og brun med lav metning som diamanter i det normale fargeområdet , og bruker en karakterskala fra 'D' (fargeløs) til 'Z' (litt gul). [ 27 ] Nitrogen er den desidert vanligste urenheten som finnes i edelstensdiamanter og er ansvarlig for den gule og brune fargen i diamanter (se også: nitrogen-ledighetssenter ). Bor er ansvarlig for den blågrå fargen. [ 28 ] Diamanter av en annen farge, for eksempel blå, kalles "fancy color" diamanter, og de faller inn under en annen karakterskala. [ 12 ]
Overgangsmetallene Ni og Co, som vanligvis brukes til syntetisk diamantvekst ved høytrykks- og høytemperaturteknikker, har blitt påvist i diamanter som enkeltatomer, men den maksimale konsentrasjonen er 0,01 % for Ni , [ 29 ] og til og med mye lavere for Co. Vær imidlertid oppmerksom på at praktisk talt ethvert element kan introduseres i diamanten ved ioneimplantasjon. [ 10 ]
Fargen i diamanter har to ekstra kilder: bestråling (vanligvis av alfapartikler) som forårsaker fargen i grønne diamanter, og fysiske deformasjoner av diamantkrystallen kjent som plastiske stammer. Plastisk deformasjon er årsaken til fargen i enkelte brune diamanter [ 30 ] og kanskje noen rosa og røde. [ 31 ] I rekkefølge etter sjeldenhet blir fargeløse diamanter, de klart vanligste, fulgt av gule og brune, deretter blå, grønne, svarte, gjennomskinnelige hvite, rosa, fiolette, oransje, lilla, og de mest sjeldne, de røde. . [ 14 ] Diamanter som ikke er ekte svarte, men inneholder mange mørke inneslutninger som gir edelstenen et mørkt utseende, kalles "svarte" diamanter.
Den mest kjente og mest verdifulle svarte diamanten er " Svart Orlov-diamant ", [ 32 ] selv om den er mer verdifull på grunn av sin historie enn fordi den er svart. (Ikke å forveksle med Oslov Diamanten ).
I 2008 hentet Wittelsbach-diamanten , en 35,56 karat (7,11 g) blå diamant som antas å ha tilhørt kongen og dronningen av Spania, mer enn 24 millioner dollar på en Christie's- auksjon . [ 33 ] I 2009 oppnådde en 7,03 karat (1,41 g) blå diamant den høyeste prisen per karat som noen gang er betalt for en diamant, da den ble solgt på auksjon for 10,5 millioner sveitsiske franc (6,97 millioner euro eller 9,5 millioner dollar på tiden) som var spesielt i overkant av USD 1,3 millioner per karat. [ 34 ]
Diamanter kan identifiseres ved deres høye varmeledningsevne. Dens høye brytningsindeks er også veiledende, men andre materialer har lignende brytningsevne. Diamanter skjærer glass, men dette identifiserer ikke en diamant positivt, siden andre materialer, for eksempel kvarts, også finnes over glass på Mohs-skalaen og kan også kutte glass. Diamanter skraper lett opp andre diamanter, men dette skader begge diamantene.
Det finnes fysiske metoder for identifikasjon av diamanter, for eksempel bruk av tunge væsker; det handler om å bruke tettheten til diamanten som et kriterium, å senke prøven i en løsning av metylenjodid, der edelstenen vil flyte eller synke om det er en diamant eller ikke.
For noen år siden ble det laget enheter som bruker den termiske ledningsevnen til diamant for å skille den fra andre gjennomsiktige edelstener. Til å begynne med var de veldig nyttige, spesielt for de som ikke hadde gemologisk kunnskap, siden bare ved å berøre edelstenen med disse enhetene var det mulig å avgjøre om den perlen var en diamant eller ikke. Men med utseendet til moissanite , en annen ny diamantimitasjon, som har en termisk ledningsevne som er veldig lik den til diamant, ble påliteligheten til disse enhetene stilt spørsmål ved.
Det finnes også direkte observasjonsmetoder for å identifisere en diamant. Gemologiske mikroskoper gjør det mulig å observere de indre inneslutningene til edelstenen som studeres, og en ekspert kan bestemme hvilke inneslutninger som er karakteristiske for en diamant og hvilke som ikke er det. Gjennomsiktighet er en annen egenskap ved diamanten, den er mindre gjennomsiktig enn noen av dens imitasjoner.
Naturlig diamantdannelse krever svært spesifikke forhold – eksponering av karbonholdige materialer for høyt trykk , varierende fra 45 til 60 kilobar , – [ 35 ] selv om diamanter av og til krystalliserer på dybder på 300–400 km. [ 36 ] men ved et relativt lavt temperaturområde fra ca. 900-1300 °C. [ 35 ] Disse forholdene finnes to steder på jorden; i litosfærens mantel under relativt stabile kontinentalplater , og ved nedslagsstedet for meteoritter . [ 12 ]
Betingelsene for at diamantdannelse skal skje i litosfærens mantel skjer på betydelig dybde, tilsvarende de nevnte temperatur- og trykkkravene. Disse dybdene er estimert mellom 140 og 190 km, [ 14 ] [ 35 ]
Hastigheten som temperaturen endres med økende dybde i jorden varierer sterkt i ulike deler av jorden. Spesielt under oseaniske plater stiger temperaturen raskere med dybden, utover området som kreves for diamantdannelse på ønsket dybde. [ 35 ] Den riktige kombinasjonen av temperatur og trykk finnes bare i de tykke, gamle, stabile delene av kontinentalplater , der det finnes områder av litosfæren kjent som kratoner . Et langt opphold i den kratoniske litosfæren gjør at diamantkrystaller kan vokse seg enda større. [ 35 ]
Gjennom karbonisotopsammensetningsstudier (lik metoden brukt i radiokarbondatering , bortsett fra med de stabile isotopene C -12 og C-13 ), har karbonet i diamanter vist seg å komme fra både organiske og uorganiske kilder. Noen diamanter, kjent som harzburtigics , er dannet av uorganisk karbon som opprinnelig ble funnet dypt i jordens mantel . I kontrast inneholder eklogetiske diamanter organisk karbon fra organisk detritus som har blitt feid ned fra overflaten av jordskorpen gjennom subduksjon (se platetektonikk ) før de ble transformert til diamant. [ 14 ] Disse to forskjellige karbonkildene har forskjellige målbare 13C : 12C - forhold . Diamanter som har nådd jordens overflate er generelt ganske gamle, fra 1 milliard til 3,3 milliarder år. Dette er 22% til 73% av jordens alder .
Diamanter forekommer oftest som avrundede eller eudrale oktaedere og tvillede oktaedere kalt tvillinger . Siden diamantkrystallstrukturen har et kubisk arrangement av atomer, har de mange fasetter som tilhører en terning , oktaeder , rhombicosidodecahedron , tetrakishexahedron eller hexakisoctahedron . Krystaller kan være avrundede og uekspressive kanter kan forlenges. Noen ganger kan de vokse sammen eller danne "tvilling" doble krystaller på overflaten av oktaederet. Disse forskjellige formene og vanene til diamanter er et resultat av forskjellige ytre omstendigheter. Diamanter (spesielt de med avrundede krystallflater) finnes ofte belagt i nyf , en gummiaktig ugjennomsiktig hud. [ 37 ]
Diamanter kan også dannes i andre høytrykksnaturbegivenheter. Svært små diamanter, kjent som mikrodiamanter eller nanodiamanter , er funnet i meteorittkratere . Selv om diamantene i Popigai-krateret i Sibir når en størrelse mellom 0,5 og 2 mm med noen eksemplarer på 10 mm. Det regnes for å være verdens største forekomst av slagdiamanter. [ 38 ] Slike slaghendelser skaper sjokksoner med høyt trykk og temperatur, egnet for dannelse av diamanter. Mikrodiamanter av slagtype kan brukes som en indikator på gamle nedslagskratere. Noen av disse diamantene har sekskantet pakking (EH), Lonsdaleite , i motsetning til de vanlige som har en kubisk pakking (EC). [ 14 ]
Ikke alle diamanter funnet på jorden har sin opprinnelse her. En type diamant kalt karbondiamant , som finnes i Sør-Amerika og Afrika, kan ha blitt avsatt der via et asteroidenedslag (ikke dannet av nedslaget) for rundt 3 milliarder år siden. Disse diamantene kan ha dannet seg i det interstellare mediet, men fra og med 2008 var det ingen vitenskapelig konsensus om hvordan karbondiamanter oppsto . [ 39 ] [ 40 ]
Presolare korn i mange meteoritter funnet på jorden inneholder nanodiamanter av utenomjordisk opprinnelse, sannsynligvis dannet i supernovaer . Vitenskapelige bevis tyder på at hvite dvergstjerner har en kjerne av krystallisert karbon og oksygen. Den største av disse funnet i universet så langt, BPM 37093 , ligger 50 lysår unna, i stjernebildet Centaurus . En pressemelding fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics beskrev stjernekjernen på 2500 mil i diameter som diamantlignende . [ 41 ] Kjent som Lucy , etter sangen " Lucy in the Sky with Diamonds " ("Lucy in the sky with diamonds"), av The Beatles . [ 17 ] [ 42 ]
Diamantholdig stein bringes nær overflaten gjennom dyptliggende vulkanutbrudd . Magmaet for en slik vulkan må ha sin opprinnelse på et dyp der diamanter kan dannes [ 14 ] —150 km eller mer (tre ganger eller mer dybden til magmakilden for de fleste vulkaner). Dette er noe som skjer relativt sjelden. Ventilene inneholder materiale som ble transportert til overflaten ved vulkansk påvirkning, men som ikke ble kastet ut før den vulkanske aktiviteten opphørte. Under utbruddet er disse ventilene åpne mot overflaten, noe som resulterer i åpen sirkulasjon; Mange xenolitter av overflatebergarter, og til og med tre og/eller fossiler , er funnet i skorsteinene . Diamantførende vulkanske ventiler er nært beslektet med eldre, kjøligere områder av den kontinentale skorpen ( kratoner ). Dette er fordi kratoner er veldig tykke, og deres litosfæriske mantel strekker seg til store nok dybder til at diamanter er stabile. Ikke alle skorsteiner inneholder diamanter, og enda færre inneholder nok diamanter til å gjøre gruvedrift økonomisk levedyktig. [ 14 ]
Magmaen i vulkanske ventiler er generelt en av to karakteristiske typer, som avkjøles til magmatisk bergart kjent som enten kimberlitt eller lamproitt . [ 14 ] Magmaet i seg selv inneholder ikke diamanter; den fungerer imidlertid som en heis som bærer bergarter dannet i dybden ( xenolitter ), mineraler (xenochrists) og væsker oppover. Disse bergartene er karakteristisk rike på magnesiumrike olivin- , pyroksen- og amfibolmineraler [ 14 ] som ofte endres til serpentin av varme og væsker under og etter utbrudd. Visse indikatormineraler forekommer typisk i diamantholdige kimberlitter, og brukes som mineralogiske sporstoffer av prospektører, som følger indikatorspor tilbake til vulkanske ventiler som kan inneholde diamanter. Disse mineralene er rike på krom (Cr) eller titan (Ti), elementer som gir strålende farger til mineraler. De vanligste indikatormineralene er kromgranater (vanligvis knallrøde Cr -pyrope og grønne granater fra Ugrandite-serien), eklogiske granater, oransje Ti-pyrope, høy - Cr-røde spineller , mørk kromitt , knallgrønn Cr -diopsid , glassaktig grønn olivin , svart picroilmenitt , og magnetitt . Kimberlittavsetninger er kjent som blå grunn , på grunn av de dypt serpentiniserte delene av avsetningene, eller som gul grunn , på grunn av den nærjordiske smektittleiren og forvitret og delvis oksidert karbonat . [ 14 ]
Når diamanter har blitt båret til overflaten av magma i en vulkansk ventil, kan de eroderes bort og fordeles over et stort område. En vulkansk ventil som inneholder diamanter er kjent som en primær kilde til diamanter. Sekundære diamantkilder inkluderer alle områder hvor det er et betydelig antall diamanter, erodert fra deres kimberlitt- eller lamproittmatrise, og akkumulert av vann eller vind. Disse inkluderer alluviale avsetninger og eksisterende avsetninger på eksisterende og gamle strandlinjer, der diamanter har en tendens til å samle seg på grunn av deres lignende størrelse og tetthet. Diamanter har også sjelden blitt funnet i forekomster etterlatt av isbreer (spesielt i Wisconsin og Indiana ); imidlertid, i motsetning til alluviale avsetninger, er isavsetninger mindre og følgelig ikke levedyktige kommersielle kilder til diamant. [ 14 ]
Diamantindustrien kan deles inn i to grunnleggende forskjellige kategorier: en relatert til diamanter av edelsten, og en for diamanter av industriell kvalitet. Selv om det er stor handel med begge typer diamanter, opptrer de to markedene på drastisk forskjellige og forskjellige måter.
Det er stor handel med diamanter av edelsten . I motsetning til edle metaller som gull eller platina , handles ikke edelstensdiamanter som en vare . I motsetning til hva mange tror, er det et veletablert marked for videresalg av polerte diamanter og briljantslipte diamanter . Et bemerkelsesverdig aspekt ved diamanthandelen av edelstener er den ekstremt høye konsentrasjonen: global handel og diamantskjæring er begrenset til bare noen få steder. 92 % av diamantbitene i 2003 var i Surat , Gujarat , India. [ 43 ] Andre viktige diamantskjærings - og handelssentre inkluderer Antwerpen , London , New York , Tel Aviv og Amsterdam . Et enkelt selskap - De Beers - kontrollerer en betydelig andel av diamanthandelen. De er basert i Johannesburg , Sør-Afrika og i London , England. En medvirkende faktor er den geologiske naturen til diamantforekomstene: Noen store primære kimberlittrørgruver bidrar med betydelige deler av markedet (som Jwaneng-diamantgruven i Botswana, som er en stor forekomst som drives av De Beers som kan produsere mellom 12,5 og 15 millioner karat diamanter per år), [ 44 ] mens sekundære alluviale avsetninger har en tendens til å fragmentere mellom ulike typer operatører, fordi de kan være spredt over flere hundre kvadratkilometer (for eksempel alluviale avsetninger i Brasil).
Diamantproduksjon og distribusjon er i stor grad konsolidert i hendene på noen få nøkkelaktører, og konsentrert i tradisjonelle diamanthandelsentre. Den viktigste er Antwerpen , hvor 80 % av uslepne diamanter, 50 % av alle slipte diamanter og over 50 % av grove, slipte og industrielle diamanter til sammen håndteres. [ 45 ] Dette gjør Antwerpen til «de facto» «verdens diamanthovedstad». Imidlertid er New York , sammen med resten av USA, der omtrent 80 % av verdens diamanter selges, inkludert auksjonssalg. Likeledes havner også de største og mest uvanlige ruformede diamantene i New York. [ 45 ] De Beers-selskapet, som den største diamantgruvearbeideren i verden, har en klart dominerende posisjon i industrien, og har gjort det siden det ble grunnlagt i 1888 av den britiske imperialisten Cecil Rhodes . De Beers eier eller kontrollerer en betydelig andel av verdens produksjonsanlegg for rådiamanter ( gruver ) og distribusjonskanaler for diamanter av edelstenskvalitet. Selskapet og dets datterselskaper eier gruver som produserer nesten 40 prosent av verdens årlige diamantproduksjon. En gang trodde man at mer enn 80 % av verdens rådiamantproduksjon gikk gjennom Diamond Trading Company (DTC, et datterselskap av De Beers) i London, [ 46 ] men tallet er nå anslått til rundt 40 prosent. [ 47 ] De Beers solgte et stort flertall av sine diamantreserver på slutten av 1990-tallet-begynnelsen av 2000-tallet [ 48 ] mens resten representerte primært fungerende inventar (diamanter bestilles før forsendelse). salg). [ 49 ] Dette ble godt dokumentert i pressen [ 50 ] men er fortsatt lite kjent for allmennheten.
De Beers diamantreklamekampanje regnes som en av de mest vellykkede og innovative kampanjene i historien. NW Ayer & Son , reklamefirmaet som ble beholdt av De Beers på midten av 1900- tallet , lyktes med å gjenopplive det amerikanske diamantmarkedet og åpne nye markeder, selv i land der en diamanttradisjon ikke hadde eksistert. NW Ayers mangefasetterte reklamekampanje inkluderte plasseringsannonsering , annonsering av selve diamanten, i stedet for De Beers-merket, og bygge assosiasjoner med kjendiser og kongelige. Denne koordinerte kampanjen strakte seg over flere tiår og fortsetter i dag - kanskje best fanget av slagordet : "en diamant er for alltid". [ 6 ]
Under forsyningskjeden fungerer medlemmer av World Federation of Diamond Bourses (WFDB) som en kanal for global diamantbørs, og handler både polerte og grove diamanter. WFDB består av uavhengige diamantbørser i store skjæresentre som Tel Aviv , Antwerpen , Johannesburg og andre byer i USA, Europa og Asia.
I 2000 etablerte WFDB og International Diamond Manufacturers Association World Diamond Council for å forhindre handel med diamanter som brukes til å finansiere krig og umenneskelige handlinger. Ytterligere aktiviteter til WFDB inkluderer også promotering av World Diamond Congress annethvert år, samt etableringen av International Diamond Council (IDC) for å føre tilsyn med graderingen av diamanter.
Markedet for diamanter av industriell kvalitet fungerer veldig annerledes enn sin dekorative motpart. Industrielle diamanter verdsettes først og fremst for deres hardhet og varmeledningsevne, noe som gjør noen av de gemologiske egenskapene til diamanter, som klarhet og farge, irrelevante for de fleste bruksområder. Dette er med på å forklare hvorfor 80 % av diamanter som er utvunnet (tilsvarer omtrent 100 millioner karat, eller 20 000 kg årlig), uegnet for bruk som edelstener, er bestemt til industriell bruk. I tillegg til utvunnede diamanter, fant syntetiske diamanter industrielle anvendelser nesten umiddelbart etter oppfinnelsen på 1950-tallet; Ytterligere 3 milliarder karat (600 tonn ) syntetiske diamanter produseres årlig for industriell bruk. For tiden er omtrent 90 % av slipematerialet i diamantslipepapir av syntetisk opprinnelse. [ 51 ]
Den dominerende industrielle bruken av diamanter er skjæring, boring, sliping og polering. De fleste diamantbruk i disse teknologiene krever ikke store diamanter; faktisk, de fleste diamanter som er av edelstenskvalitet, bortsett fra deres lille størrelse, kan finne industriell bruk. Diamanter settes inn i spissene på bor eller sagblad, eller spres til et pulver for bruk i sliping og polering. Noen spesialapplikasjoner inkluderer laboratoriebruk som beholder for høytrykkseksperimenter, høyytelseslager og begrenset bruk i spesialvinduer . [ 52 ]
Med de kontinuerlige fremskrittene som gjøres i produksjonen av syntetiske diamanter, blir fremtidige bruksområder gjennomførbare. Det er mye spenning rundt mulig bruk av diamant som en halvleder egnet for å bygge mikrobrikker , eller bruken av diamant som en kjøleribbe [ 53 ] i elektronikk , selv om den en gang i denne grenen av teknologi ble mye brukt i produksjon av nåler for nåler platespiller .
Grensen mellom diamanter av edelstenskvalitet og industrielle diamanter er dårlig definert, og avhenger delvis av markedsforholdene (hvis for eksempel etterspørselen etter polerte diamanter er høy, vil noen egnede steiner bli polert til små eller lavkvalitets edelstener). selges for industriell bruk). Innenfor kategorien industrielle diamanter er det en underkategori som omfatter steiner av lavere kvalitet, hovedsakelig ugjennomsiktige steiner, som er kjent som bort eller 'boart'. [ 52 ]
Omtrent 130 millioner karat (26 000 kg) utvinnes årlig, med en total verdi på nær USD 9 milliarder, og cirka 100 000 kg syntetiseres årlig. [ 54 ]
Omtrent 49% av diamantene kommer fra det sentrale og sørlige Afrika, selv om betydelige kilder til mineralet har blitt oppdaget i Canada , India , Russland , Brasil og Australia . De utvinnes for kimberlitten og lamproitten som finnes i vulkanske rør , som kan transportere diamantkrystaller - som kommer i dypet av jorden der høye trykk og temperaturer tillater dem å dannes - mot overflaten. Gruvedrift og distribusjon av naturlige diamanter er en hyppig kilde til kontrovers, for eksempel bekymringer om salg av " blodsdiamanter " av afrikanske paramilitære grupper. [ 55 ] Diamantforsyningskjeden kontrolleres av et begrenset antall kraftige virksomheter, og er også sterkt konsentrert på et lite antall steder rundt om i verden (se figur).
Gruvedrift, kilder og produksjonBare en svært liten brøkdel av diamantmalm består av faktiske diamanter. Malmen knuses, en prosess hvor man passer på å ikke ødelegge de større diamantene, og deretter sorteres de etter tetthet. I dag er diamanter lokalisert i den diamantrike tetthetsfraksjonen ved hjelp av røntgenfluorescens , hvoretter de siste sorteringstrinnene gjøres for hånd. Før bruk av røntgenstråler ble vanlig, ble separasjonen gjort med fettbelter; diamanter har en sterkere tendens til å feste seg til fett enn de andre mineralene i prøven. [ 56 ]
Historisk sett ble diamanter bare funnet i alluviale forekomster i det sørlige India . [ 57 ] India ledet verden innen diamantproduksjon fra det ble oppdaget, omtrent på 900 -tallet f.Kr. [ 3 ] [ 58 ] til midten av 1700- tallet e.Kr. C., men det kommersielle potensialet til disse kildene var oppbrukt ved slutten av 1700 -tallet , og på den tiden ble India overskygget av Brasil, hvor de første ikke-indiske diamantene ble funnet i 1725. [ 3 ]
Diamantproduksjon fra primære forekomster ( kimberlitter og lamproitter ) begynte først på 1870-tallet, etter oppdagelsen av diamantfelt i Sør-Afrika . [ 59 ] Produksjonen har økt over tid, og nå har totalt 4,5 milliarder karat blitt utvunnet til dags dato. [ 60 ] Interessant er det faktum at 20 % av den mengden har blitt utvunnet bare de siste 5 årene, og i løpet av de siste ti årene har 9 nye gruver startet produksjon, mens 4 til venter på å bli åpnet snart. De fleste av disse gruvene ligger i Canada, Zimbabwe, Angola og en i Russland. [ 60 ]
I USA er det funnet diamanter i Arkansas , Colorado og Montana . [ 61 ] [ 62 ] I 2004 førte oppdagelsen av en mikroskopisk diamant i USA [ 63 ] til grovprøvetaking av kimberlittrør på et avsidesliggende sted i Montana . [ 64 ]
I dag er de fleste kommersielt levedyktige diamantforekomster i Russland (hovedsakelig i Yakutia , for eksempel Mir-gruven og Udachnaya-gruven ), Botswana , Australia (nord og vest), og Den demokratiske republikken Kongo . [ 65 ]
I 2005 produserte Russland nesten en femtedel av den globale diamantproduksjonen, ifølge rapporter fra British Geological Survey . Australia har de rikeste diamantrørene, med produksjon som nådde toppnivåer på 42 MT per år på 1990-tallet. [ 61 ]
Det er også kommersielle forekomster som aktivt utvinnes i Canadas nordvestlige territorier og i Brasil . Diamantletere fortsetter å lete verden rundt etter diamantholdige kimberlitt- og lamproittrør .
Kontroversielle kilderI noen av de mest politisk ustabile vest- og sentralafrikanske landene har revolusjonære grupper tatt kontroll over gruvene ved å bruke inntekter fra diamantsalg til å finansiere virksomheten. Diamanter som selges gjennom denne prosessen er kjent som "konfliktdiamanter" eller "bloddiamanter". [ 55 ] Store diamanthandelsselskaper fortsetter å finansiere og brenne disse konfliktene ved å gjøre forretninger med væpnede grupper. Som svar på offentlig bekymring for at deres diamantkjøp kan bidra til krig og menneskerettighetsbrudd i Vest- og Sentral-Afrika, introduserte FN , diamantindustrien og diamanthandelsnasjoner Kimberley-prosessen i 2002. Kimberley-prosessen har som mål å sikre at konfliktdiamanter er ikke blandet med diamanter kontrollert av slike opprørsgrupper. Dette oppnås ved å kreve at diamantproduserende land fremlegger bevis på at pengene de tjener på salg av diamanter ikke brukes til å finansiere kriminelle eller revolusjonære aktiviteter. Selv om Kimberley-prosessen har vært moderat vellykket med å begrense antallet konfliktdiamanter som kommer inn på markedet, finner noen fortsatt veien dit. Mellom 2 % og 3 % av diamantene i handelen i dag er potensielt konfliktdiamanter. [ 66 ] To store mangler begrenser fortsatt effektiviteten til Kimberley-prosessen:
(1) den relative lettheten det er å smugle diamanter over afrikanske grenser, og
(2) den voldelige naturen til diamantutvinning i nasjoner som teknisk sett ikke er i en krigstilstand, og hvis diamanter derfor anses som "rene". [ 67 ]
Den kanadiske regjeringen har etablert et organ kjent som Canadian Diamond Code [ 68 ] for å hjelpe med å autentisere kanadiske diamanter. Dette er et svært strengt diamantovervåkingssystem, og bidrar til å beskytte det "konfliktfrie" ryktet til kanadiske diamanter. [ 69 ]
DistribusjonThe Diamond Trading Company (DTC) er et datterselskap av De Beers , og handler med rådiamanter fra gruver drevet av De Beers (det sluttet å kjøpe diamanter på det åpne markedet i 1999, og sluttet å kjøpe russiske diamanter utvunnet av det russiske selskapet Alrosa på slutten av 2008. Alrosa anket med hell mot en europeisk domstol [ 70 ] og vil gjenoppta salget i mai 2009 [ 71 ] ).
Når de er kjøpt av Sightholders (som er et proprietært begrep, refererer til selskaper som har en treårig forsyningskontrakt med DTC), blir diamantene kuttet og polert som forberedelse til å selges som edelstener. Skjæring og polering av rådiamanter er en spesialisert oppgave som er konsentrert på et begrenset antall steder rundt om i verden. Tradisjonelle diamantskjæresentre er Antwerpen , Amsterdam , Johannesburg , New York og Tel Aviv . Nylig har diamantskjæresentre blitt etablert i Kina, India, Thailand , Namibia og Botswana. Skjæresentre med lavere lønnskostnader, spesielt Surat i Gujarat, India , håndterer et stort antall lav-karat diamanter, mens mindre mengder av større eller mer verdifulle diamanter har en tendens til å bli håndtert i Europa eller Nord-Amerika. Den nylige utvidelsen av denne industrien i India, med billig arbeidskraft, har gjort det mulig å fremstille mindre diamanter som edelstener i større mengder enn det som tidligere var økonomisk gjennomførbart. [ 45 ]
Diamanter som er utarbeidet som edelstener selges i diamantbyttesentre kjent som "børser". Det er 26 registrerte diamantbørser i verden. [ 72 ] Posene er det siste sterkt kontrollerte trinnet i diamantforsyningskjeden, store grossister og til og med detaljister kan kjøpe relativt små mengder diamanter i posene, hvoretter de klargjøres for endelig salg til forbrukeren. Diamanter kan selges allerede satt i smykker, eller selges usett. I følge Rio Tinto Group ble diamantene produsert og frigitt til markedet i 2002 verdsatt til USD 9 milliarder som uslepe diamanter, USD 14 milliarder etter kuttet og polert, USD 28 milliarder i engrossalg av diamantsmykker [ 73 ]
Syntetiske diamanter er diamantkrystaller som produseres i et laboratorium, i motsetning til naturlige diamanter som dannes naturlig under jorden. Den gemologiske og industrielle bruken av diamanter har skapt en stor etterspørsel etter grove steiner, denne etterspørselen har i stor grad blitt tilfredsstilt av syntetiske diamanter i mer enn et halvt århundre; men i utgangspunktet for industriell bruk, ikke for smykkemarkedet. Prosessene for fremstilling av denne typen perle er forskjellige, for eksempel CVD og HTHP. For tiden begynner de å bli markedsført for kostymesmykkesektoren og visse typer smykker, et eksempel på dette er det velkjente Swarovski-merket. På den annen side bør det huskes at de for tiden lett kan påvises av en gemolog siden naturlige diamanter har unormal dobbeltbrytning og syntetiske ikke, det samme skjer med fosforescens siden praktisk talt alle syntetiske stoffer av HPHT-typen har en slik egenskap, mens naturlig diamanter nesten i sin helhet mangler denne funksjonen. Uten tvil, og for forbrukeren, er det godt å vite at en syntetisk diamant ikke er det samme som en naturlig, da gullsmeden er forpliktet til å angi i det gemologiske sertifikatet at det er en "syntetisk diamant". [ 14 ]
De fleste kommersielt tilgjengelige syntetiske diamanter er gule i fargen, og produseres ved prosesser som kalles High Temperature High Pressure ( HTHP ). [ 74 ] Den gule fargen er forårsaket av nitrogen urenheter. Andre farger kan også reproduseres, for eksempel blå, grønn eller rosa, som skyldes tilsetning av bor eller fra bestråling etter syntese. [ 75 ]
En annen populær metode for å dyrke syntetisk diamant er kjemisk dampavsetning (CVD). Veksten skjer ved lavt trykk (mindre enn atmosfærisk trykk). Det innebærer å mate en blanding av gasser (typisk 1:99 metan : hydrogen ) inn i et kammer og bryte dem ned ved virkningen av kjemisk aktive radikaler i et plasma initiert av mikrobølgeovn , varm filament , elektrisk utladning , sveisebrenner eller laser . [ 76 ] Denne metoden brukes hovedsakelig til belegg, men kan også produsere enkeltkrystaller på noen millimeter store (se bilde). [ 54 ]
For tiden er den årlige produksjonen av syntetiske diamanter av perlekvalitet bare noen få tusen karat, mens den totale produksjonen av naturlige diamanter er rundt 120 millioner karat. Til tross for dette, finner en forbruker ofte syntetiske diamanter når de leter etter en fancy fargediamant, fordi nesten alle syntetiske diamanter har fancy farger, mens bare 0,01% av naturlige diamanter har fancy farger. [ 12 ] Produksjonen av større syntetiske diamanter truer forretningsmodellen til diamantindustrien. Den endelige effekten av den raske tilgjengeligheten av billige diamanter av edelstenskvalitet i fremtiden er vanskelig å forutsi.
En imitert diamant er definert som et ikke-diamantmateriale som brukes til å simulere utseendet til en diamant. Edelstenene som imiterer diamanten blir vanligvis referert til som "diamanter", for å tørke, selv om de er riktig "imitasjonsdiamanter"; de kalles noen ganger "diamantsimulanter" ved semantisk sporing av engelsk. Den rhinstenen som er mest kjent for de fleste forbrukere er cubic zirconia . Den populære edelstenen moissanite (silisiumkarbid) blir ofte behandlet som en rhinstein, selv om den er en perle i seg selv. Selv om moissanite i utseende ligner diamant, er dens største ulempe som diamantsimulant at cubic zircon er mye billigere og nesten like overbevisende. Både cubic zircon og moissanite produseres syntetisk. [ 77 ]
Diamantforbedringer er spesifikke behandlinger utført på naturlige eller syntetiske diamanter (vanligvis de som allerede er kuttet og polert til en edelsten), som er designet for å forbedre de gemologiske egenskapene til steinen på en eller flere måter. Disse inkluderer laserboring for å fjerne inneslutninger, påføring av tetningsmidler for å fylle sprekker, behandling for å forbedre fargekvaliteten til en hvit diamant, og behandlinger for å fancy fargelegging av en hvit diamant.
Belegg brukes mer for å gi diamantsimulanter, som cubic zircon, et mer "diamantaktig" utseende. Et slikt stoff er diamantkarbon — et amorft karbonholdig materiale som har noen fysiske egenskaper som ligner på diamanter. Reklame antyder at et slikt belegg kan overføre noen av disse diamantlignende egenskapene til den belagte steinen, og dermed forbedre diamantsimulanten. Moderne teknikker som Raman-spektroskopi gjør imidlertid at denne behandlingen lett kan identifiseres. [ 78 ]
Det har blitt antydet at en glødingsprosess har vært i stand til å konvertere syntetiske, typisk brune (CVD) diamanter til fargeløse diamanter, og at disse diamantene, etter å ha blitt sendt inn for identifikasjon i diamantsmykker, ikke ble identifisert som forskjellige fra naturlige diamanter. [ 79 ] Slike kunngjøringer blir ofte gjort for nye syntetiske, simulerende og behandlede steiner, så det er viktig å validere hvordan steinene ble sendt inn for identifikasjon.
Riktig utdannede og utstyrte gemologer kan skille mellom naturlige diamanter og syntetiske diamanter . De kan også identifisere det store utvalget av behandlede naturlige diamanter, med to unntak er en liten minoritet av type II HPHT-behandlede diamanter (diamanter av denne typen er vanligvis brune , og gjennom den nevnte HPHT-prosessen er det som gjøres en fysisk prosess som gjør at diamant for å oppnå en veldig høy farge, fra D til H farger), og noen kunstig bestrålte grønne diamanter; Disse naturlige diamantene finnes for det meste i Afrika og er lette å få øye på. Ingen "perfekte" krystaller (på nivå med atomkrystallgitteret) har blitt funnet, så både naturlige og syntetiske diamanter har alltid karakteristiske ufullkommenheter, som oppstår fra omstendighetene til krystallvekst, som gjør at de kan skilles fra hverandre. [ 80 ]
Laboratorier bruker teknikker som spektroskopi , mikroskopi og luminescens under kort ultrafiolett lys for å bestemme opprinnelsen til en diamant. De bruker også spesialdesignede maskiner for å hjelpe dem i identifiseringsprosessen. To av disse maskinene er " DiamondSure " og " DiamondView " , begge produsert av DTC og markedsført av GIA . [ 81 ]
Noen metoder kan utføres for å identifisere syntetiske diamanter, avhengig av produksjonsmetoden og fargen på diamanten. CVD- diamanter identifiseres vanligvis med en rød fluorescens. CJ-fargede diamanter kan oppdages gjennom det sveitsiske gemmologiske instituttets Diamond Spotter . [ 82 ] Steiner i DZ-fargeområdet kan undersøkes ved hjelp av DiamondSure UV/synlig spektrometer , et verktøy utviklet av De Beers. [ 80 ] Tilsvarende har naturlige diamanter ofte mindre ufullkommenheter og feil, slik som inneslutninger av fremmedmateriale, som ikke sees i syntetiske diamanter.
Tradisjon en gang tilskrevet diamanten fantastiske dyder mot giftstoffer, pest , panikkskrekk, søvnløshet , prestisje og fortryllelser. Det dempet sinne og bevarte kjærligheten mellom ektefellene, noe som førte til at den ble kalt en forsoningsstein . En talismanisk egenskap ble også tilskrevet den når den under sitt gunstige aspekt, eller når under planeten Mars figuren til denne guden eller Herkules som drepte hydraen var gravert på den , og alltid sikret seier til den som bar den, uansett antall. hans fiender.
Det gikk så langt som å tro at diamanter avlet andre, og Ruens forteller oss at en prinsesse av Luxembourg hadde arvelige diamanter som produserte andre til bestemte tider. På ikonologisk språk er diamanten symbolet på utholdenhet, styrke, uskyld og andre heroiske dyder. [ 83 ]
Struktur og typer diamanter. Nettsted: https://bijoya.com/blogs/entradas/structure-and-types-of-diamonds