Wirtschaftliches Verfahren zu Herstellung synthetischer Diamanten

Diamanten sind nicht nur „a girl’s best friend“, auch Techniker mögen die Glitzersteinchen, die dank ihrer besonderen Härte sowie interessanter thermischer und optoelektronischer Eigenschaften in vielen Bereichen Anwendung gefunden haben: Nicht nur als Schleif-, Bohr- und Schneidmittel hat diese Kohlenstoff-Modifikation Karriere gemacht, sondern beispielsweise auch in der Mikroelektronik, als Material für Messfühler sowie in Form von schützenden Beschichtungen. Für solche technischen Anwendungen werden im allgemeinen keine natürlichen, sondern synthetische Mini-Diamanten eingesetzt. Chinesische Forscher haben nun ein neues Verfahren zur Herstellung von Diamanten entwickelt, das mit geringeren Temperaturen auskommt als herkömmliche Prozesse und so eine wirtschaftliche Alternative darstellen könnte.

Industrielle Verfahren zu Herstellung von Diamanten basieren meist auf der Umwandlung von Graphit in Diamant bei extrem hohen Drücken und Temperaturen (ca. 1,4 kbar und bis zu 1400 °C) . Daneben existieren einige alternative Techniken, die aber ebenfalls Energiefresser sind und immerhin Temperaturen von 800 bis 1000 °C benötigen.

Vergleichsweise bescheiden machen sich da die 500 °C, die der neuen Methode des Forscherteams um Qianwang Chen ausreichen. Und auch sonst kommt das Verfahren ohne besonders aufwändige Schritte aus: In einem Autoklaven werden Magnesiumcarbonat (MgCO3) und metallisches Natrium erhitzt. Bei diesen Temperaturen pyrolysiert MgCO3 zu Magnesiumoxid (MgO) und Kohlendioxid (CO2), und im Autoklaven baut sich ein hoher Druck auf. Bei der anschließenden Reaktion von Natrium mit CO2 entstehen Natriumcarbonat (Na2CO3) und elementarer Kohlenstoff – in Form von Graphit und Diamant. Einer der Erfolgsfaktoren: Unter diesen Druck- und Temperaturverhältnissen liegt das CO2 im überkritischen Zustand vor und weist so eine höhere Polarität auf als im gasförmigen Zustand, was seine Adsorption an der Oberfläche des Natriums und die nachfolgende Reaktion erleichtert.

Aus dem entstehenden Produktgemisch lassen sich relativ große Diamant-Körnchen isolieren. Elektronenmikroskopische Aufnahmen zeigen gut auskristallisierte Mini-Diamanten, die Durchmesser bis zu 0,5 mm erreichen. Die Diamant-Ausbeute hängt stark von den genauen Reaktionsbedingungen ab. Unterhalb von 500 °C entsteht ausschließlich Graphit. Bei optimalen Bedingungen wird eine Diamant-Ausbeute von 6,6 % erreicht.

Kontakt:

Q. Chen
Structure Research Laboratory
University of Science & Technology of China
Hefei 230026, China
Fax: (86) 551-3607292
E-mail: cqw@ustc.edu.cn

Angewandte Chemie
Postfach 101161
D-69451 Weinheim
Tel.: 06201/606 321
Fax: 06201/606 331
E-Mail: angewandte@wiley-vch.de

Media Contact

Dr. Renate Hoer idw

Weitere Informationen:

http://www.angewandte.org

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie

Dieses Fachgebiet umfasst wissenschaftliche Verfahren zur Änderung von Stoffeigenschaften (Zerkleinern, Kühlen, etc.), Stoffzusammensetzungen (Filtration, Destillation, etc.) und Stoffarten (Oxidation, Hydrierung, etc.).

Unter anderem finden Sie Wissenswertes aus den Teilbereichen: Trenntechnologie, Lasertechnologie, Messtechnik, Robotertechnik, Prüftechnik, Beschichtungsverfahren und Analyseverfahren.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreiben Sie einen Kommentar

Neueste Beiträge

Analyse von Partikeln des Asteroiden Ryugu liefert überraschende Ergebnisse

Eine kleine Landekapsel brachte im Dezember 2020 Bodenpartikel vom Asteroiden Ryugu zur Erde – Material aus den Anfängen unseres Sonnensystems. Gesammelt hatte die Proben die japanische Raumsonde Hayabusa 2. Geowissenschaftler…

Kollision in elf Millionen Kilometern Entfernung

Die im letzten Jahr gestartete NASA-Raumsonde DART wird am 27. September 2022 um 1.14 Uhr MESZ in elf Millionen Kilometer Entfernung von der Erde erproben, ob der Kurs eines Asteroiden…

Wie die Erderwärmung astronomische Beobachtungen beeinträchtigt

Astronomische Beobachtungen mit bodengebundenen Teleskopen sind extrem abhängig von lokalen atmosphärischen Bedingungen. Der menschgemachte Klimawandel wird einige dieser Bedingungen an Beobachtungsstandorten rund um den Globus negativ beeinflussen, wie ein Forschungsteam…

Partner & Förderer