Diamant je nejtvrdší přírodní materiál. Mohsova stupnice tvrdosti, na kterém je diamant „10“ a korund (safír) je „9“, tuto neuvěřitelnou tvrdost dostatečně nepotvrzuje, protože diamant je exponenciálně tvrdší než korund. diamant je také nejméně stlačitelná a tuhá látka.
Diamant je výjimečný tepelný vodič - 4krát lepší než měď - což dává diamantům význam, který se nazývá „led“. Diamant má extrémně nízkou tepelnou roztažnost, je chemicky inertní vůči většině kyselin a zásad, je průhledný infračervený paprsek hlubokým ultrafialovým paprskem a je jedním z mála materiálů s negativní pracovní funkcí (elektron afinita). Jedním z důsledků negativní afinity elektronů je, že diamanty odpuzují vodu, ale snadno přijímají uhlovodíky, jako je vosk nebo mazivo.
Diamanty nevedou elektřinu dobře, i když některé jsou polovodiče. Diamant může hořet, pokud je vystaven vysoké teplotě v přítomnosti kyslíku. Diamant má vysokou měrnou hmotnost; vzhledem k nízké atomové hmotnosti je neuvěřitelně hustá uhlík. Lesk a oheň diamantu jsou způsobeny jeho vysokou disperzí a vysokým indexem lomu. Diamant má nejvyšší odrazivost a index lomu všech průhledných látek.
Diamantové drahokamy jsou obvykle čiré nebo bledě modré, ale barevné diamanty, nazývané „ozdobná“, byly nalezeny ve všech barvách duhy. Boron, který propůjčuje namodralou barvu, a dusík, který přidává žlutý odlitek, jsou běžnými stopovými nečistotami. Dvě sopečné horniny, které mohou obsahovat diamanty, jsou kimberlit a lamproit. Diamantové krystaly často obsahují inkluze jiných minerálů, jako je granát nebo chromit. Mnoho diamantů fluoreskuje modře až fialově, někdy dostatečně silně, aby bylo vidět za denního světla. Některé modré fluoreskující diamanty fosforeskují žlutě (záře ve tmě při dosvitu).
Typ diamantů
Přírodní diamanty
Přírodní diamanty se dělí podle druhu a množství nečistot, které se v nich nacházejí.
- Typ Ia - Jedná se o nejběžnější typ přírodního diamantu obsahujícího až 0,3% dusíku.
- Typ Ib - Velmi málo přírodních diamantů je tohoto typu (~ 0,1%), ale téměř všechny syntetické průmyslové diamanty jsou. Diamanty typu Ib obsahují až 500 ppm dusíku.
- Typ IIa - Tento typ je v přírodě velmi vzácný. Diamanty typu IIa obsahují tak malé množství dusíku, že není snadno detekováno pomocí infračervené nebo ultrafialové absorpční metody.
- Typ IIb - Tento typ má také velmi vzácnou povahu. Diamanty typu IIb obsahují tak malý dusík (dokonce nižší než typ IIa), že krystal je polovodič typu p.
Syntetické průmyslové diamanty
Syntetické průmyslové diamanty vytvořily proces vysokotlaké vysokoteplotní syntézy (HPHT). Při syntéze HPHT se grafit a kovový katalyzátor umístí do hydraulického lisu za vysokých teplot a tlaků. Během několika hodin se grafit přemění na diamant. Výsledné diamanty mají obvykle několik milimetrů a jsou příliš vadné pro použití jako drahokamy, ale jsou velmi užitečné jako hrany na řezných nástrojích a vrtácích a pro stlačování, aby se dosáhlo velmi vysokých hodnot tlaky. (Zajímavá vedlejší poznámka: Ačkoli se diamant používá k řezání, broušení a leštění mnoha materiálů, není na stroji zvyklý slitiny železa, protože diamant velmi rychle abrazuje v důsledku vysokoteplotní reakce mezi železem a uhlík.)
Tenké filmové diamanty
K ukládání tenkých filmů z polykrystalického diamantu lze použít proces nazývaný chemické depozice par (CVD). Technologie CVD umožňuje nanášet na části strojů povlaky s nulovým opotřebením, pomocí diamantových povlaků odvádět teplo z elektronické komponenty, módní okna, která jsou průhledná v širokém rozsahu vlnových délek a využívají dalších vlastností diamanty.