Hvordan diamanter opstår fra grafit

Diamanter og grafit er begge lavet af kulstofatomer, men de har meget forskellige strukturer. Diamanter har en kubisk krystalstruktur, mens grafit har en sekskantet krystalstruktur. Denne forskel i struktur får diamanter til at være meget hårde og stærke, mens grafit er blød og skør.

Diamanter dannes, når kulstofatomer udsættes for ekstremt højt tryk og temperatur. Dette kan forekomme naturligt, når kulstofrige klipper er begravet dybt inde i jordens kappe. Det høje tryk og temperaturen får kulstofatomerne til at omarrangere sig selv til diamantens kubiske krystalstruktur.

Grafit kan omdannes til diamant ved en proces kaldet kemisk dampaflejring (CVD). I denne proces ledes en blanding af metan og brintgasser over et opvarmet substrat. Kulstofatomerne i metangassen reagerer med brintatomerne og danner kulstof-hydrogen-bindinger. Disse bindinger nedbrydes derefter og frigiver carbonatomer, der kan binde sig til substratet. Med tiden kan et tyndt lag diamant aflejres på underlaget.

CVD-diamanter bruges typisk i industrielle applikationer, såsom skærende værktøjer og slibemidler. De bruges også i nogle avancerede smykkeapplikationer.