Blog der Deutschen Gemmologischen Gesellschaft

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Deutsche Gemmologische Gesellschaft e.V.
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D-55743 Idar-Oberstein

 

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Für alle Beiträge behält sich die Deutsche Gemmologische Gesellschaft (Deutsche Gesellschaft für Edelsteinkunde) e.V. sämtliche Rechte vor, insbesondere die des Nachdrucks, der Übersetzung in andere Sprachen und der photomechanischen Wiedergabe. Die veröffentlichten Beiträge stellen – soweit namentlich bezeichnet – die Auffassung der Autoren dar und geben nicht notwendig die Meinung von Herausgeber und Schriftleitung wieder. (Content of this journal may not be reproduced in any form without the permission of the German Gemmological Association. Opinions expressed do not necessarily reflect the views of the Association.)

Diamant ist ein Mineral der Superlative in vielfacher Hinsicht: hochbegehrt seit vielen Jahrhunderten als „König der Edelsteine“, aber auch von außerordentlicher Bedeutung für technische Anwendungen.

Diese Sonderstellung verdankt der Diamant einer Kombination hervorragender Eigenschaften:

• Diamant ist das härteste Mineral, das wir kennen.
• Diamant hat eine außergewöhnlich hohe Lichtbrechung.
• Diamant hat eine außergewöhnlich hohe Dispersion.
• Diamant ist extrem selten.

 

Härte, Spaltbarkeit und Bruch

Der Name Diamant ist von dem griechischen Wort „adamas“ = „unbezwingbar“ abgeleitet. Plinius d. Ä. beschreibt in seiner „Naturalis Historia“ bereits, dass kleine „Splitter“ von Diamanten bei Gemmenschneidern sehr begehrt sind, da mit diesen alle anderen Materialien leicht durchbohrt werden können.
Die Härte des Diamanten wird von keinem anderen natürlichen Material erreicht oder übertroffen. Die Ursache hierfür liegt in der kubisch dicht gepackten Struktur von Kohlenstoffatomen, in der die Valenzelektronen jedes Kohlenstoffatoms vier sp3-Hybridorbitale bilden, die tetraedrisch ausgerichtet sind und mit den Orbitalen der Nachbaratome sehr starke C-C-Atombindungen ausbilden.

 

Lichtbrechung, Glanz und Dispersion

In der Diamantstruktur herrscht aufgrund der dicht gepackten Kohlenstoffatome eine hohe Elektronendichte, die für den sehr hohen Lichtbrechungsindex n = 2,41 verantwortlich ist.

 

Kristallstruktur Graphit DiamantAbb. 1: Kristallstruktur von Diamant.

 

Aufgrund der kubischen Struktur ist Diamant optisch isotrop, d.h. der Brechungsindex ist für alle Richtungen gleich.
Der hohe Lichtbrechungsindex korrespondiert mit einem hohen Reflexionsvermögen an der Oberfläche von Diamant (verantwortlich für den typischen „Diamantglanz“), sowie mit einer hohen Dispersion von 0,044 (verantwortlich für das „Feuer“ geschliffener Diamanten).

 

Transparenz und Farbe

Diamant ist für elektromagnetische Strahlung über sehr große Energie- bzw. Wellenlängenbereiche hinweg durchlässig. Dies gilt insbesondere für sichtbares Licht, was sich in der hohen Transparenz und absoluten Farblosigkeit reiner Diamanten äußert. Die Ursache für diese Transparenz liegt in der oben bereits beschriebenen rein kovalenten Bindungsstruktur aus tetraedrisch angeordneten sp3-Hybridorbitalen der Kohlenstoffatome begründet. Wenn es dennoch zur selektiven Absorption sichtbaren Lichtes kommt, so sind hierfür Störungen der reinen Diamantstruktur verantwortlich. Diese Prozesse werden im Beitrag von Hainschwang in diesem Heft der Zeitschrift GEMMOLOGIE ausführlich beschrieben.

 

verschiedenfarbige Diamanten und behandelte Diamanten Kopie logo Zeichenfläche 1Abb. 2: Verschiedenfarbige Diamanten (Sammlung DGemG, Foto: T. Stephan, DGemG).

 

Seltenheit

Diamant ist ein seltenes Mineral, das im Erdmantel gebildet wird und nur unter ganz bestimmten Voraussetzungen an die Erdoberfläche bzw. in Bereiche gelangt, in denen er durch bergmännischen Abbau gewonnen werden kann (s. hierzu den Beitrag von Brey & Höfer in dieser Zeitschrift). Diese Diamanten sind nur in geringsten Gewichts- und Volumenanteilen im „Wirtsgestein“ vorhanden und müssen mit großem technischem und finanziellem Aufwand extrahiert werden.

Als „Daumenregel“ kann man davon ausgehen, dass im Durchschnitt auf 100 t abgebauten Gesteins eine Ausbeute von 5cts (=1g) rohem Diamant steht. In der Argyle Mine liegt die Ausbeute bei 14cts (= ca. 3 g) auf 100 t. Die so gewonnenen Diamanten werden zum allergrößten Prozentsatz zu technischen Zwecken verwendet: insbesondere die Härte der Diamanten macht sie für den vielfältigen Einsatz in der Technik interessant. 

 

Technische Anwendungen des Diamant

Nutzung der Härte:
Fräsen, Bohren, Schneiden, Schleifen im Makro- bis Mikrobereich (von Bohrköpfen für Tunnelbaumaschinen im Großen bis zu Mikrobohrern für die Uhrenindustrie, Dental- und Medizintechnik
sowie die Luft- und Raumfahrtindustrie).

Nutzung der optischen Transparenz:
Transparenz vom Infrarot- bis zum Ultraviolettbereich (Optische Fenster).

Nutzung der Wärmeleitfähigkeit:
Die Wärmeleitfähigkeit ist um mehrfaches größer als Kupfer.
Nutzung z.B. zur Wärmeableitung (Kühlung) in Hochleistungsbaulementen in der Elektronik.

Nutzung als elektrischer Isolator:
In elektronischen Bauelementen, kombinierte Nutzung der Wärmeleitfähigkeit und Isolatoreigenschaft.

Die Kombination dieser Eigenschaften macht den Diamanten für viele technische Spezialanwendungen in der Elektronik, Optik und Medizin höchst interessant. Zur technischen Nutzung der Eigenschaften des Diamanten werden sowohl diejenigen Diamanten verwendet, die sich nicht zur Verwendung als Schmuckdiamant eignen, wie auch synthetische Diamanten.

 

TS Diamant Kristalle Sammlung Vitrine logo Zeichenfläche 1Abb. 3: Rohdiamanten in diversen Formen (Sammlung DGemG, Foto: T. Stephan, DGemG).

 

Diamant als Edelstein

Diamanten haben einen bedeutenden wertmäßigen Anteil am weltweiten Edelsteinhandel:

In den USA, dem nach wie vor weltweit größten Markt für Edelsteine und Edelsteinschmuck, betrug der wertmäßige Anteil der Diamanten am Gesamtumsatz von Edelsteinen im Jahr 2013 stolze
94% (Olson, 2016). Neben den schon erwähnten hervorragenden Edelsteineigenschaften hat erfolgreiches Marketing im 20. Jahrhundert zu dieser herausragenden Stellung beigetragen.

Linde et al. (2016) führen für die Jahre 2010 bis 2016 eine relativ stabile jährliche Produktion von ca. 130 Millionen Karat Rohdiamanten auf. Der Wert der weltweit verkauften Rohdiamanten lag
nach dieser Aufstellung bei ca. 15 Mrd. US$. Olson (2015) führt für 2013 ebenfalls eine Gesamtproduktion von ca. 130 Millionen Karat an, wovon ca. 70 Millionen Karat auf Diamanten von Schmuckqualität und ca. 60 Millionen Karat auf Industriediamanten entfallen. Hierbei ist zu bemerken, dass die Verhältnisse von Industriediamant/Schmuckdiamant bei den einzelnen Förderländern stark unterschiedlich sind: Während für Rohdiamanten aus Angola das Verhältnis von Schmuck- zu Industriediamanten mit 90% zu 10% angegeben wird, liegt es in Australien bei 2% zu 98%. In Russland liegt das Verhältnis bei 56% Schmuckqualität zu 44% Industriequalität.

Schmuckdiamanten sind wertbeständig, weil einer hohen Nachfrage eine nur beschränkte und kostenintensive Förderung und damit auch ein nur beschränktes Angebot gegenüber steht.

Während es bei anderen Edelsteinen mitunter sehr erratische Preisausschläge gibt, die zu einem großen Teil auf die nicht organisierte und schwer kalkulierbare Prospektion und Förderung dieser Edelsteine zurückzuführen ist, kann man bei Diamant eine stetige Entwicklung der Produktion konstatieren. Aufgrund der großen wirtschaftlichen Bedeutung dieses Minerals liegt die Prospektion und Gewinnung in der Hand von internationalen Bergbaugesellschaften, die mit hohem Kapitalaufwand und hohem wissenschaftlich-technischen Know How arbeiten. Obwohl beständig neue Vorkommen prospektiert werden, ist das Angebot grundsätzlich beschränkt: die geologischen Prozesse, die zur Bildung von Diamantlagerstätten führen, umfassen hunderte von Millionen Jahren.

 

Aspekte der Diamantnomenklatur

Die Bezeichnung und Kennzeichnung von Diamanten, behandelten Diamanten und synthetischen Diamanten umfasst eine ganze Reihe von Aspekten, von denen einige im Nachfolgenden aufgegriffen werden sollen.

 

Echtheit

Diamant ist ein Mineral, und als solches sowohl nach wissenschaftlicher Definition wie auch nach allgemeiner Auffassung natürlich gebildet! Die besondere, einmalige und nicht reproduzierbare Entstehung jedes einzelnen Diamanten bedingt die Seltenheit und den hohen Wert der Diamanten.

 

051 logo Zeichenfläche 1Abb. 4: Namdeb-Diamantmine, Namibia (Foto: U. Henn, DGemG).

 

4C

Zwischen 50% und 70% der weltweiten Gesamtproduktion von Diamanten sind für Schmuckzwecke geeignet. Die Weiterverarbeitung dieser Rohdiamanten ist ein komplexer und komplizierter Prozess, der für die Wertschöpfung von allergrößter Bedeutung ist.
Alle natürlichen Merkmale, wie Form, Größe, Einschlüsse, Transparenz und Farbe der Kristalle werden hierzu einer fachmännischen Bewertung unterzogen, die einer großen Erfahrung bedarf, und die in zunehmendem Maße durch moderne CAM/CAD-Expertensysteme unterstützt wird. Am Ende steht die Entscheidung, welche Form, welche Größe und welchen Schliff der Diamant erhalten wird, um die größtmögliche Wertschöpfung zu erzielen. Hierzu werden die Bearbeitungsprozesse des Sägens, Reibens und Polierens eingesetzt.

Nach dem Bearbeiten werden Diamanten nach den 4C bewertet:

• Carat (Gewicht)
• Colour (Grad der Farblosigkeit bei „farblosen“ Diamanten; die Farbe der „Fancy“ wird gesondert erfasst)
• Clarity (Reinheit)
• Cut (Schliff)

 

web 20200312 DGemG 0503Abb. 5: Aus- und Weiterbildung in Diamantengraduierung im Ausbildungszentrum der Deutschen Gemmologischen Gesellschaft e.V. (DGemG) in Idar-Oberstein. Foto: Heike Rost Photographie.

 

Behandlung von Diamanten

Alle weiteren Prozesse (neben dem Sägen, Reiben, Polieren), die eingesetzt werden, um das Erscheinungsbild der Diamanten zu verändern, werden unter dem Begriff „Behandlung“ eingeordnet. Eine wichtige Behandlung sind Rissfüllungen, die die Transparenz von rissigen Diamanten verbessern. Diese werden im Beitrag von Henn et al. in diesem Heft beschrieben.

 

Synthetische Diamanten

Synthetische Diamanten – wie auch andere synthetische Steine, z.B. synthetische Rubine - sind Industrieprodukte, deren Materialeigenschaften mit denjenigen der natürlich entstandenen Minerale identisch sind, die aber gerade aus dem Grunde hergestellt werden, um die Problematik der limitierten Verfügbarkeit des natürlichen Materials zu umgehen.
Nur synthetische Diamanten können die Nutzung der hervorragenden Materialeigenschaften des Diamanten für technische und wissenschaftliche Zwecke in ausreichendem Maße garantieren. Eine Zahl möge dies verdeutlichen: im Jahre 2013 standen 4,4 Milliarden Karat synthetischer Diamanten ca. 130 Millionen Karat natürlicher Diamanten gegenüber (Olson 2016), davon ca. 71 Millionen Karat in Edelsteinqualität.
Für die Verwendung in Industrie und Technik spielt die saubere begriffliche Unterscheidung oftmals keine große Rolle, für die Verwendung von synthetischen Diamanten im Schmuckbereich ergibt sich jedoch eine klare Verantwortung, synthetische Diamanten entsprechend der einschlägigen Regeln für den Edelstein- und Schmuckbereich klar zu bezeichnen und irreführende Bezeichnungen zu vermeiden.

Synthetische Diamanten sind Industrieprodukte, KEINE Minerale, die per definitionem natürlich gebildet wurden.
Hieraus ergibt sich automatisch die Tatsache, dass synthetische Diamanten KEINE echten Diamanten sind.

 

Abb. 1 logo Zeichenfläche 1Abb. 6: Synthetische Diamanten (Sammlung DGemG, Foto: T. Stephan, DGemG).

 

Imitationen

Als synthetische Diamanten dürfen nur solche künstlich hergestellten Produkte bezeichnet werden, deren chemische Zusammensetzung und physikalisch-strukturellen Eigenschaften mit denjenigen von Diamant identisch sind.
Demgegenüber stehen künstliche Produkte wie z.B. YAG oder synthetischer Moissanit, die den Diamanten nur in seinem Aussehen imitieren, deren chemische Zusammensetzung und Struktur
von Diamant jedoch vollkommen verschieden sind. Solche künstlichen Produkte werden als Imitationen des Diamanten bezeichnet.

 

Internationale Nomenklaturregeln

Ganz generell steht die korrekte Bezeichnung von Edelsteinen, behandelten Edelsteinen sowie synthetischen Steinen und Imitationen in einem Spannungsfeld zwischen dem Wunsch nach positiver Kommunikation (Marketing) der Produkte, unlauterem Wettbewerb sowie dem Schutz des Verbrauchers vor Irreführung.

Probleme gibt es mitunter dort, wo die Abgrenzung zwischen wohlverstandenem Verbraucherschutz einerseits und handelshemmenden Bezeichnungsvorschriften andererseits nur schwer zu ziehen ist. Innerhalb des Handels gibt es zudem unterschiedliche Interessenlagen der verschiedenen Handelsstufen.
In Europa, den USA und auch weltweit gibt es seit vielen Jahren Bemühungen, den anerkannten Handelsbrauch für Edelsteine und verwandte Produkte niederzuschreiben und als für alle Handelsstufen verbindliche Regeln zu formulieren und international zu harmonisieren.
CIBJO, mit Sitz in der Schweiz, hat heute Mitglieder in Ländern aller Kontinente und berät auf jährlichen Konferenzen über die Weiterentwicklung der international handelsüblichen Nomenklaturregeln, die im sogenannten „Blue Book“ niedergeschrieben sind und im Handel als „CIBJO-Regeln“ bekannt sind. Der International Diamond Council „IDC“ wurde von der World Federation of Diamond Bourses (WFDB) und der International Diamond Manufacturers Association (IDMA) gegründet, um innerhalb des internationalen Diamanthandels einheitliche Standards zur Nomenklatur geschliffener Diamanten zu erarbeiten, die als „IDC-Rules“ bekannt sind.
IDC und CIBJO haben ihre Standards harmonisiert und gemeinsam beschlossen, dass das „Diamond Book“ der CIBJO in Zukunft als gemeinsames Regelwerk anerkannt und weiterentwickelt wird. Als weiteren internationalen Standard gibt es die ISO 18323.
Diese Regeln sind als niedergeschriebener Handelsbrauch aufzufassen, die zwar keine unmittelbare Gesetzeskraft haben, ihre Wirksamkeit aber über die jeweiligen Gesetze und Regeln zur Sicherstellung des fairen Wettbewerbs entfalten.


In Deutschland ist dies vor allem das UWG-Gesetz: § 3 UWG verbietet es, im geschäftlichen Verkehr zu Zwecken des Wettbewerbs irreführende Angaben über geschäftliche Verhältnisse zu machen (z.B. Beschaffenheit, Ursprung, Herstellungsart oder die Preisbemessung einzelner Waren).


Ganz analog lautet der einschlägige Paragraph in den FTC-Rules der Federal Trade Commission in den USA: § 23.1. Deception (General).
"It is unfair or deceptive to misrepresent the type, kind, grade, quality, quantity, metallic content, size, weight, cut, color, character, treatment, substance, durability, serviceability, origin, price, value, preparation, production, manufacture, distribution, or any other material aspect of an industry product."

Ähnliche Formulierungen gibt es in Gesetzestexten und Regulierungen in vielen Ländern weltweit.

Eine vergleichende Gegenüberstellung der Formulierungen des „Diamond Book“ der CIBJO, des ISO-Standards 18323 sowie der FTC-Rules ergibt ohne weiteres, dass die Regeln über die korrekten Bezeichnungen für Diamant, behandelte Diamanten, synthetische Diamanten und Imitationen auf einer soliden international akzeptierten Basis stehen und irreführende Bezeichnungen aufgrund einschlägiger Gesetze gegen unlauteren Wettbewerb bzw. zum Schutz des Verbrauchers unzulässig sind.

 

CZ Sammlung logo Zeichenfläche 1Abb. 7: Cubic Zirconia (Brillantschliff; Sammlung DGemG, Foto: T. Stephan, DGemG).

 

Nachstehend eine knappe zusammenfassende Übersicht:

Diamanten:

Diamond Book der CIBJO, ISO Standard 18323 und die FTC-Rules definieren den Diamant übereinstimmend als Mineral, das aus Kohlenstoff besteht, der in der kubischen Form kristallisiert und die Mohs´sche Härte 10, die Lichtbrechung 2,42, sowie die Dichte 3,52 g/cm3 besitzt.
Hieraus abgeleitet ist in allen diesen Standards die Bezeichnung „Diamant“ ohne weitere Zusätze nicht für synthetische Diamanten oder andere künstliche Produkte erlaubt! Des Weiteren ist sowohl nach CIBJO-Standard, nach ISO-Standard und nach FTC-Rules die Bezeichnung „echt“ NICHT FÜR SYNTHETISCHE DIAMANTEN ODER ANDERE KÜNSTLICHE PRODUKTE ERLAUBT.

Behandelte Diamanten:

Alle Diamanten, die einer Behandlung – jenseits des Sägens, Reibens oder Polierens – unterzogen wurden, müssen als „behandelte Diamanten“ bezeichnet und/oder die Art der Behandlung offengelegt werden.

Beispiele für korrekte Bezeichnungen sind z.B.:

- behandelter Diamant
- rissgefüllter Diamant
- bestrahlter Diamant
- HPHT-behandelter Diamant
- lasergebohrter Diamant

 

Synthetische Diamanten:

Künstliche Produkte mit der gleichen chemischen Zusammensetzung, Struktur und physikalischen Eigenschaften wie der Diamant müssen als synthetische Diamanten bezeichnet werden. Im angelsächsischen Sprachgebrauch sind zusätzlich auch die Bezeichnungen „laboratory-grown Diamond“ und „laboratory-created Diamond“ gebräuchlich, und nach ISO-Standard 18323 sowie nach den FTC-Rules erlaubt.
Im nationalen Vorwort zur ISO-Norm 18323 wird darauf hingewiesen, dass im deutschen Sprachgebrauch lediglich der Begriff „synthetischer Diamant“ zu verwenden ist.

Imitationen:

Künstliche Produkte, die nicht die gleiche chemische Zusammensetzung, Struktur und physikalische Eigenschaften wie der Diamant aufweisen, dürfen weder als Diamant noch als synthetische Diamanten bezeichnet werden.
Solche Produkte müssen entweder mit der korrekten Material/Substanzbezeichnung, wie z.B. Glas, Plastik, cubic Zirconia etc. benannt oder als „Diamant-Imitation“ bezeichnet werden.

 

web 20160723 DGemG 4925Abb. 8: Diamantuntersuchung mit dem Dunkelfeldmikroskop. Foto: Heike Rost Photographie.

 

Ausführliche Informationen können DGemG-Mitglieder hier abrufen: https://gemmologie.dgemg.com/images/archiv/Gemmologie_66_12-2017/html5/index.html?&locale=DEU

 

Autor

Dr. Thomas Lind, Präsident DGemG

 

Literaturverzeichnis

CIBJO: The Diamond Book. - https://www.cibjo.org/introduction-to-the-blue-books/

FTC Guides and Trade Practice Rules: Part 23 - Guides for the Jewelry, Precious Metals, and
Pewter Industries.-https://www.ecfr.gov/cgi-bin/text-idx?SID=5a980aadc955789ddfc49c2471082d92&mc=true&tpl=/ecfrbrowse/Title16/16cfr23_main_02.tpl

ISO-Standard 18323. - https://www.iso.org/standard/62163.html

Linde, O., Martynov, A., Epstein, A. & Fischler, S. (2016): The Gobal Diamond Industry 2016: The Enduring Allure of Timeless Gems.-Bain report. https://www.bain.com/publications/articles/global-diamond-industry-report-2016.aspx

Olson, D. W. (2015): Diamond, Industrial.- In: 2013 Minerals Yearbook, U.S. Geological Survey, Dec. 2015. https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/
diamond/

Olson, D. W. (2016): Gemstones. - In: 2013 Minerals Yearbook, U.S. Geological Survey, March 2016. https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/
gemstones/

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