Stickstoff und Bor rufen unterschiedliche Eigenschaften hervor. Daraus ergibt sich die folgende physikalische Gliederung:
- Diamant besteht aus reinem Kohlenstoff.
- Geringe Gehalte an Stickstoff können als Einzelatome Gitterplätze des Kohlenstoffs einnehmen oder in Form von „Platelets” (Plättchen) aggregiert sein, die parallel zur Würfelfläche stehen; diese können eine Länge von 200–1000nm (Nanometer, millionstel mm) und eine Dicke von 2 bis 9 Atomlagen haben. Diese „Verunreinigung” führt unter anderem zu unterschiedlichem Absorptionsverhalten im Ultraviolett-Licht (UV), im sichtbaren Licht und im Infrarot-Licht (IR) und ist die Basis der physikalischen Gliederung der Diamanten. Von anderen Elementen, die ebenfalls in die Struktur eingebaut sein können, hat Bor die größte Bedeutung.
- Typ I: Diamanten – stickstoffreich –
- IR-Absorption von 6–13µm, UV-Absorption über 225nm. Hohe Stickstoffgehalte verursachen die häufig auftretende Gelbfärbung.
- Typ I a: Rund 97 % aller Naturdiamanten
- Enthält zwischen 200–2400ppm (parts per million) Stickstoff überwiegend als Platelets.
- Typ I b: Nur 1 % aller Naturdiamanten, fast 100 % aller synthetischen Diamanten
- Stickstoff ersetzt Kohlenstoff als Einzalatome aufentsprechenden Gitterplätzen in einer Konzentration von 40–100ppm.
- Typ II – Diamanten – stickstoffarm –
- Keine IR-Absorption von 6–13µm, keine UV-Absorption über 225nm. Treten meist als braune Bruchstücke auf, selten als vollständige Kristalle. Vergleichsweise hohe Doppelbrechung.
- Typ II a: Rund 2 % aller natürlichen Diamanten
- Enthält automar verteilt nur 8–24ppm Stickstoff. Gegenüber Typ I-Diamanten etwa doppelte Wärmeleitfähigkeit. Zeigt häufig Merkmale plastischer Deformation in Form paralleler Linien und Rippen; diese Störung ruft Braunfärbung hervor. Neuerdings ist es gelungen, diese Färbung durch Druck- und Temperaturbehandlung zu beseitigen.
- Typ II b: Äußerst selten
- Enthält bis zu 24ppm Stickstoff. Spuren von nur 0,25ppm Bor führen zu Halbleiter-Eigenschaften und zu der charakteristischen Blaufärbung dieses Typs.
- Mischtypen und Schichtbau
- Zwischen Typ I und Typ II gibt es fließende Übergänge und Mischtypen. Sogar verschiedene Schichten ein und desselben Diamantkristalls können unterschiedliche physikalische Eigenschaften und Farben aufweisen.
Eine Auswahl schleifwürdiger „Macles“ (Zwillinge)
Alle Steine um 1 Karat, Foto: Heinz Malzahn.
Quelle und Bildnachweis: extraLapis No. 18 (Christian Weise Verlag, München)
Weitere Informationen: