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Diamanten ✓ Diamant

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[9] Seine Brillanz beruht auf zahllosen inneren Lichtreflexionen, die durch den sorgfaltigen Schliff der einzelnen Facetten hervorgerufen werden, welche in speziell gewahlten Winkelverhaltnissen zueinander stehen mussen. Davon erfullt nur ein kleiner Bruchteil die Kriterien, die heute an Edelsteine gestellt werden: Ausreichende Grosse, geeignete Form, hohe Reinheit, Fehlerfreiheit, Schliffgute, Brillanzwirkung, Farbenzerstreuung, Harte, Seltenheit und je nach Wunsch Farbigkeit oder Farblosigkeit. Grosser sind aber die Sterne Mithras, ungeschliffen wogen sie je einhundertfünfundvierzig Karat, wie viel sie heute wiegen, weiss man nicht, da sie sich in einer Privatsammlung befinden und der Besitzer keine Auskunfte daruber geben mag.

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diamanten zauberer
Bildquelle: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/35/Diadem.jpg/200px-Diadem.jpg    

Von ihren Vorkommen in Pipes konnen die Diamantkristalle durch naturliche Verwitterungsprozesse, bei denen sie aufgrund ihrer Harte intakt bleiben, abtransportiert werden, und reichern sich dann in Sedimentgesteinen an, die heute eine der Hauptquellen dieses Minerals darstellen. Solche Vorkommen nennt man alluvial. Insbesondere die besten, einschlussarmen Diamanten uberstehen den Transport unbeschadigt, so dass alluviale Vorkommen besonders viele Diamanten von Edelsteinqualitat enthalten. Mikrodiamanten entstehen vor allem bei Meteoriteneinschlagen: Bei den dabei auftretenden hohen Temperaturen und Drucken wird irdischer Kohlenstoff so stark komprimiert, dass sich kleine Diamantkristalle und auch Lonsdaleiten bilden, die sich aus der Explosionswolke ablagern und noch heute in der Umgebung von Meteoritenkratern wie dem Barringer-Krater nachgewiesen werden konnen. Mikrodiamanten kommen auch in Fundstucken von Eisenmeteoriten und ureilitischen Achondriten vor, wo sie vermutlich durch Schockereignisse aus Graphit gebildet wurden. Winzige Diamanten, wegen ihrer typischen Grosse von nur einigen Nanometern oft Nanodiamanten genannt, kommen zudem in Form von prasolaren Mineralen in primitiven Meteoriten vor. Irdische Mikrodiamanten wurden zum Beispiel im Erzgebirge, in Griechenland und in Kasachstan gefunden. Die Vorkommen sind an Abschnitte der Erdkruste gebunden, die wahrend einer Gebirgsbildung und Metamorphose unter grosse Drucke und Temperaturen gebracht wurden. Insgesamt konnte Diamant bisher (Stand: 2011) an rund fünfhundert Fundorten nachgewiesen werden. In Deutschland fand man Diamanten unter anderem am Nordlinger Ries und in der Nahe der Talsperre Saidenbach bei Forchheim.[4] Altersbestimmung Das Alter der Diamanten kann anhand ihrer Einschlusse bestimmt werden. Diese Einschlusse entstehen gleichzeitig mit dem Diamant, der sie umschliesst, und bestehen oft aus Silikatmineralen der Umgebung. Das Alter der Silikatminerale kann mit der Geochronologie anhand ihrer isotopischen Zusammensetzung bestimmt werden; dazu werden hauptsachlich die Zerfallssystematik von 147Sm zu 143Nd und 187Re zu 187Os verwendet. Anhand der inzwischen grossen Datenbank an Isotopendaten lasst sich feststellen, dass die Diamantbildung immer wieder zu verschiedenen Zeiten uber alle Erdzeitalter hinweg stattfand, und es nicht nur sehr alte Diamanten gibt, die alter als drei Milliarden Jahre sind, sondern auch jungere, die allerdings immer noch ein Alter von mehreren hundert Millionen Jahren erreichen. Aus dem Verhaltnis der stabilen Isotope 13C und 12C lassen sich Ruckschlusse auf den Ursprung des Kohlenstoffs ziehen. Radioaktives 14C hat eine relativ kurze Halbwertszeit. Nach 500.000 Jahren ist 14C praktisch vollstandig zerfallen und in Naturdiamanten genauso wie in Naturgraphit nicht mehr vorhanden. Gewinnung Gewonnen werden Diamanten meist in den Pipes der erloschenen Kimberlitvulkane, die senkrecht nach unten, zuerst im Tagebau, dann unter Tage, abgebaut werden. Das Muttergestein wird dabei zermahlen, um die Diamanten zu gewinnen. In Namibia, im Sudwesten Afrikas, kommen Diamanten in der Wuste und im Kustenbereich des Meeres unter Wasser in Alluvialboden vor. Fur den Abbau zu Wasser werden spezielle Schiffe eingesetzt, die die Diamanten aus dem Sand waschen. Wirtschaftlich abbaubare Diamantvorkommen sind meist an Kimberlite auf mindestens 2,5 Milliarden Jahren alten und mehr als dreihundert km dicken Festlandskernen (Kratonen) von Kontinentalplatten gebunden. Die Entstehung der diamanthaltigen Kimberlite und damit auch die wesentlichen Diamantvorkommen ist nach einem neuen Modell [6] an zwei Zonen an der Grenzen zwischen Erdkern und Erdmantel gebunden, an der sich mehr Magma befindet als ublich. An diesen Magmenzonen steigt Magma auf und kann die daruber liegende Kontinentalplatte durchschlagen. Durch die Bewegung dicker Festlandskerne uber diese Zonen sind im Laufe der Erdgeschichte Kimberlite in verschiedenen Regionen entstanden. Zur Zeit befindet sich der afrikanische Kontinent und der Pazifik uber diesen Magmenzonen. Die Weltproduktion an Naturdiamant (etwa durch Rio Tinto Group) liegt heute bei etwa zwanzig Tonnen pro Jahr und deckt bei weitem nicht mehr den Bedarf der Industrie ab. Etwa achtzig Prozent des Bedarfs konnen die Naturdiamanten nicht decken. Daher fullen in steigendem Masse synthetisch erzeugte Diamanten, deren Eigenschaften wie Zahigkeit, Kristallhabitus, Leitfahigkeit und Reinheit genau beeinflusst werden konnen, diese Nachfragelucke. Synthetische Herstellung Die Herstellung synthetischer Diamanten gelang erstmals am 15. Februar 1953 dem Physiker Erik Lundblad bei dem schwedischen Elektrotechnik-Konzern ASEA. Seit eintausendneunhundertfünfundfünfzig ist es mit Hilfe des so genannten Hochdruck-Hochtemperatur-Verfahrens (HPHT - englisch: high-pressure high-temperature) moglich, kunstliche Diamanten herzustellen. Bei diesem Verfahren wird Graphit in einer hydraulischen Presse bei Drucken von bis zu sechs Gigapascal (60.000 bar) und Temperaturen von uber eintausendfünfhundert degC zusammengepresst. Unter diesen Bedingungen ist Diamant die thermodynamisch stabilere Form von Kohlenstoff, so dass sich der Graphit zu Diamant umwandelt. Dieser Umwandlungsprozess kann unter Beigabe eines Katalysators beschleunigt werden (meist Eisencarbonyl). Auch mit Katalysator dauert der Umwandlungsprozess immer noch einige Wochen. Analog zum Diamant lasst sich aus der hexagonalen Modifikation des Bornitrids ebenfalls unter Verwendung der Hochdruck-Hochtemperatur-Synthese kubisches Bornitrid (CBN) herstellen. CBN erreicht nicht ganz die Harte von Diamant, ist aber zum Beispiel bei hohen Temperaturen gegen Sauerstoff bestandig. Parallel dazu wurde die Schockwellendiamantsynthese unter Zuhilfenahme hochster Drucke, wie sie bei Explosionen auftreten, entwickelt. Dieser kommerziell erfolgreiche Weg liefert Diamantpulver in verschiedenen Feinheiten. Eine Alternative zur Herstellung kunstlicher Diamanten ist die Beschichtung von Substraten mit Hilfe der chemischen Gasphasenabscheidung (engl. chemical vapour deposition, CVD). Dabei wird in einer Vakuumkammer eine einige Mikrometer dicke CVD-Diamantschicht auf den Substraten, zum Beispiel Hartmetallwerkzeugen, abgeschieden. Ausgangsstoff dabei ist typischerweise ein Gasgemisch aus Methan und Wasserstoff, wobei ersteres als Kohlenstoffquelle dient. Gemass der Ostwaldschen Stufenregel sollte sich hauptsachlich metastabiler Diamant abscheiden; nach der Ostwald-Volmer-Regel bildet sich wegen seiner geringeren Dichte vorwiegend Graphit. Mit atomarem Wasserstoff gelingt es, Graphit selektiv zu zersetzen und die Bildung von Diamant zu begunstigen. Atomarer Wasserstoff (H) entsteht in einem thermisch oder elektrisch aufgeheizten Plasma aus molekularem Wasserstoff-Gas (H2). Die Substrattemperatur muss unterhalb von eintausend degC liegen, um die Umwandlung in das stabile Graphit zu unterbinden. Es lassen sich dann Wachstumsraten von mehreren Mikrometern pro Stunde erreichen. Als weitere Entwicklung konnen mit Hilfe der Technik der Plasmabeschichtung nur wenige Mikrometer dunne Schichten aus so genanntem diamantartigen Kohlenstoff (DLC: diamond-like carbon) hergestellt werden. Diese Schichten vereinigen gleichzeitig eine sehr hohe Harte und sehr gute Gleitreibungseigenschaften. In ihnen liegt, je nach Beschichtungsparametern, eine Mischung von sp2- und sp3-hybridisierten Kohlenstoffatomen vor. Es handelt sich daher bei diesen Schichten nicht um Diamant. Am Rensselaer Polytechnic Institute in Troy gelang es, magnetische Diamanten herzustellen. Sie sind nur funf Nanometer gross und besitzen ein eigenes Magnetfeld. Der Effekt beruht auf einem Defekt im Kristallgitter. Anwendungen des gesundheitsvertraglichen Kohlenstoffs werden vor allem in der Medizin prognostiziert.[7] Kristallstruktur Kubische Kristallstruktur des Diamanten. Das Gitter besteht aus zwei sich gegenseitig durchdringenden kubisch flachenzentrierten (fcc) Gittern. Jedes Kohlenstoffatom ist gleichwertig mit vier Nachbaratomen kovalent gebunden. Diamanten bestehen ausschliesslich aus reinem kubisch kristallisiertem Kohlenstoff. Wenn auch der innere Aufbau theoretisch aus reinem Kohlenstoff besteht, so sind die freien Atombindungen an den Grenzflachen des Kristalls doch mit Sauerstoff oder Wasserstoff gesattigt. Im Diamant sind die Kohlenstoffatome tetraedrisch gebunden; das bedeutet, jedes Atom hat vier symmetrisch ausgerichtete Bindungen zu seinen nachsten Nachbarn. Die grosse Harte resultiert aus der sehr hohen Bindungsenergie der vollstandig in sp3-Hybridisierung vorliegenden chemischen Bindungen. Verwendung als Schmuckstein Naturliche Diamanten im Brillantschliff Ein Diamant hat eine sehr hohe Lichtbrechung und einen starken Glanz, gepaart mit einer auffallenden Dispersion, weshalb er heute als Edelstein geschliffen wird. Erst durch die Erfindung moderner Schliffe im zwanzig Jahrhundert, durch die Brillanz und das Feuer (Dispersion) eines Diamanten erst richtig zur Geltung kommt, wurde er auch als Schmuckstuck verwendet, wahrend er im Mittelalter keinen besonderen Wert hatte[8] und meist nur die farbigen Steine als Edelsteine bezeichnet wurden.[9] Seine Brillanz beruht auf zahllosen inneren Lichtreflexionen, die durch den sorgfaltigen Schliff der einzelnen Facetten hervorgerufen werden, welche in speziell gewahlten Winkelverhaltnissen zueinander stehen mussen. Das Ziel ist es einen hohen Prozentsatz des einfallenden Lichtes durch Reflexionen im Inneren des Steines wieder in Richtung des Betrachters aus dem Stein austreten zu lassen. Mittlerweile werden Schliffe und deren Wirkung auf Rechnern simuliert und die Steine auf Automaten geschliffen, um uber eine exakte Ausfuhrung optimale Ergebnisse zu erreichen. Nur ein Viertel aller Diamanten ist qualitativ als Schmuckstein geeignet. Davon erfullt nur ein kleiner Bruchteil die Kriterien, die heute an Edelsteine gestellt werden: Ausreichende Grosse, geeignete Form, hohe Reinheit, Fehlerfreiheit, Schliffgute, Brillanzwirkung, Farbenzerstreuung, Harte, Seltenheit und je nach Wunsch Farbigkeit oder Farblosigkeit. Diamanten werden seit den 1980er Jahren unter anderem mit Lasern bearbeitet, um dunkle Einschlusse zu entfernen und Steine zu kennzeichnen. Die Eigenfarbe des Diamanten lasst sich nicht so einfach wie bei anderen Schmucksteinen beeinflussen. Unansehnliche Steine gibt man zur Farbveranderung seit den 1960er Jahren in Kernreaktoren zur Bestrahlung. Das Resultat sind dauerhafte Farbveranderungen: Schmutzig-graue, weisse und gelbliche Steine erhalten ein leuchtendes Blau oder Grun. Daran kann sich noch eine Warmebehandlung anschliessen, wobei die durch Strahlung erzeugten Kristallveranderungen zum Teil wieder,,ausheilen" und als weitere Farbveranderung sichtbar werden. Die Resultate sind nicht immer eindeutig vorhersehbar. Unedle, nicht als Schmuckstein zu verwendende Diamanten, feiner Diamantstaub bzw. Industriediamanten werden als Bort bezeichnet. Diamantbestimmung Kriterien zur Erkennung eines Diamanten sind u. a. seine Dichte, Harte, Warmeleitfahigkeit, Glanz, Lichtstreuung oder Dispersion, Lichtbrechung oder Refraktion sowie Art und Ausbildung vorhandener Einschlusse. Ein weiteres wichtiges Unterscheidungsinstrument zwischen naturfarbenen und kunstlich gefarbten Diamanten liegt in der Absorptions-Spektroskopie. Diamanten kommen in verschiedenen Farben und Schattierungen vor, unter anderem gelb, braun, rot, blau. Die Farben beruhen hauptsachlich auf Einbau von Fremdelementen (z. B. Stickstoff oder Bor) im Kohlenstoffgitter des naturlichen Diamanten. Brillanten Eine besonders charakteristische - und fur Diamanten die mit Abstand haufigste - Schliffform ist der Brillantschliff. Seine Merkmale sind mindestens zweiunddreißig Facetten und die Tafel im Oberteil, eine kreisrunde Rundiste, sowie mindestens vierundzwanzig Facetten im Unterteil. Nur derartig geschliffene Diamanten durfen als Brillanten bezeichnet werden. Zusatzliche Angaben wie echt oder ahnliche sind dabei nicht erlaubt, da irrefuhrend. Die Bezeichnung Brillant bezieht sich stets auf Diamanten. Zwar ist es moglich - und auch nicht unublich - andere Edelsteine oder Imitate im Brillantschliff zu verarbeiten, diese mussen dann aber eindeutig bezeichnet sein, zum Beispiel als Zirkonia in Brillantschliff. Fancy Diamonds Der Name Fancy Diamonds (englischfancy,,schick"), auch kurz Fancys genannt, bezeichnet farbige Diamanten. Zwar sind die meisten Diamanten farbig, viele sind jedoch unattraktiv; so kann die Eigenfarbe des Diamanten von allen Tonungen im Bereich Grau, Gelb, Grun, Braun dominiert werden; gelegentlich wechselt sie auch innerhalb eines Steines. Reine intensive Farben sind selten und wertvoll; entsprechend bessere Preise werden dafur bezahlt, die zum Teil betrachtlich uber dem Standard fur farblose Diamanten liegen konnen. Statistisch gesehen ist bei einhundert Diamanten durchschnittlich nur ein,,Fancy"-Diamant dabei. Gelb- und Brauntone, die mehr als achtzig Prozent aller farbigen Diamanten ausmachen, sind im engeren Sinne keine Fancys. Kanariengelb oder Cognacgoldbraun sind hingegen Fancy-Farben. Ein Diamant kann durch radioaktive Bestrahlung seine Farbe verandern. Nach einer kunstlichen Bestrahlung folgt oft eine Temperaturbehandlung, die die Farbe ebenfalls beeinflusst. Bei kunstlich bestrahlten Diamanten muss die Farbbehandlung im Zertifikat angegeben werden, da sie deutlich geringwertiger sind. Die Farbbezeichnungen werden zu Verkaufszwecken gewahlt: Goldorange, Lemon, Schoko, Noir/Black, Electric-Blue. Die erste grosse Fancy-Quelle wurde eintausendachthundertsiebenundsechzig in Sudafrika gefunden. Seit den 1980ern ist die Argyle Mine in Australien die wichtigste Fundstatte fur pinkfarbene bis rote Fancy-Diamanten. Man unterscheidet sieben Fancy-Farben, neben denen noch viele weitere Zwischenfarben wie zum Beispiel Gold, Grau oder Gelbgrun existieren. Fur die Farbung ist je ein anderer Stoff verantwortlich: Kanariengelb: Fur die Gelbtone ist Stickstoff verantwortlich. Je grosser der Stickstoffgehalt, desto intensiver der Gelb- oder auch Grunton. Der beruhmteste und wahrscheinlich grosste gelbe Diamant ist der Tiffany von 128,51 Karat, sein Rohgewicht betrug 287,42 Karat. Gelb ist nach weiss und zusammen mit braun die haufigste Farbe von Diamanten. Ein weiterer beruhmter gelber Diamant ist der Jubilee. Braun: Fur die Brauntone sind Defekte im Kristallgitter verantwortlich. Der grosste braune geschliffene Diamant ist der Earth Star mit 111,6 Karat. Der grosste je gefundene braune Diamant ist wahrscheinlich der Lesotho mit 601 Karat. Blau: Das Element Bor ist fur die blaue Farbung von Diamanten verantwortlich. Der grosste und beruhmteste blaue Diamant ist der angeblich verfluchte Hope-Diamant, welcher ungeschliffen 112,5 Karat wog und in geschliffenem Zustand heute 45,52 Karat wiegt. Grosser sind aber die Sterne Mithras, ungeschliffen wogen sie je einhundertfünfundvierzig Karat, wie viel sie heute wiegen, weiss man nicht, da sie sich in einer Privatsammlung befinden und der Besitzer keine Auskunfte daruber geben mag. Benannt sind sie nach der persischen Gottheit Mithra. Es sind insgesamt drei Diamanten, die absolut gleich aussehen. Blaue Diamanten sind sehr selten, doch haufiger als grun oder rot. Grun: Der bekannteste und vielleicht auch grosste Diamant dieser Farbe ist der Dresdner Grune Diamant mit einem Gewicht von 41,0 Karat (ungeschliffen 119,5 Karat) (ausgestellt im Grunen Gewolbe). Grune Diamanten sind sehr selten. Die grune Farbe kann von Strahlungsdefekten verursacht werden. Rot: Vermutlich sind Kristalldefekte verantwortlich fur diese Farbung. Der grosste je gefundene rote Diamant ist der australischeRed Diamond mit einem Rohgewicht von fünfunddreißig Karat. Der grosste geschliffene Diamant ist der ebenfalls australische Red Shield mit 5,11 Karat. Reine rote Diamanten sind die seltensten unter allen Diamanten. neunzig Prozent der roten Diamanten stammen von der Argyle Mine in Australien. Von den purpurnen Diamanten existieren nur zehn Exemplare, wovon der grosste drei Karat wiegt. Alle kamen ebenfalls aus der Argyle Mine. Rote Diamanten sind die teuersten aller Diamanten. Pink oder Rosa: Oft werden pinkfarbene Diamanten zu den roten Diamanten gezahlt. Auch hier sind Kristallunreinheiten fur die Farbe verantwortlich.

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