Elemente, die härter als Diamant sind

[Spocky]

@ MRM: Überlegenswert ist das auf jeden Fall, aber wenn es in der nächsten Version ohnehin wieder anders aussieht, werde ich die erstmal abwarten.

[eastman]

Wie wär's mit Kohlenstoffs Kollegen?

Mir ist da etwas ganz anderes eingefallen:

Was ist denn das besondere am Kohlenstoff? Seine Eigenschaft, sich alleine äußerst unwohl zu fühlen und in 4 Richtungen (Also Tedraädrisch) sich mitanderen zu verbinden. Dabei sind Elemente halt auch nur Menschen, und gehen den leichtersten Weg, so sie nicht zu etwas anderem gezwungen werden. Um den Kohlenstoff in einen Diamant zu verwandeln braucht es schon enorme Drücke...
Aber der Kohlenstoff hat da noch einen Kollegen, der ebenfalls 4 Bindungen eingehen kann - und damit eine ebenfalls tedraedrische Kristallstruktur bilden könnte: Silizium
Allerdings ist es unter irdischen Bedingungen nicht möglich die nötigen Drücke zu erzeugen. Alle Werkstoffe, die uns hier auf der Erde zur Verfügung stehen, würden unter derart hohen Drücken einfach wegfließen anstatt unseren Silizium zum, sagen wir mal "Silimanten" zu pressen. Auf einem wesentlich größeren Planeten könnte es aber durchaus tedraädrisch kristallinen Silizium geben - und der hätte, wegen der ebenfalls wesentlich höheren inneren Verspannung der Einzelatome untereinander möglicherweise eine Härte, mit der man Diamanten wie Butter schneiden könnte. Um aber an das Zeug heranzukommen, bedarf es schon mächtig SciFi-Technologie :-)

Und was die Straßenwalze anbelangt: A und B ist gleichberechtigt möglich, liegt an der Straße: Auf Sand uder Asphalt würden wir den Diamanten sicherlich scön im Straßenbelag integriert finden, so als "Rückstrahler" oder so, Auf Beton oder Stein hätten wir sicherlich hinter der Straßenwalze prima Schlweifkörner für Diamanttrennscheiben, schließlich werden die ja aus für andere Anwendungen unbrauchbare Industriediamanten auf genau diese Art hergestellt, indem sie zwischen gehärteten und geriffelten Stahlwalzen zerdrückt werden, was zu sehr scharfkantigen Splittern führt.
Und Option C "Bremsklotz" wirkt warscheinlichg nur bei H0-Straßenwalzen denn von einen 1/2-Meter Diamanten (selbst in Industrie-Qualität in schmutzig grau) ist mir noch nichts bekannt geworden...

[Spocky]

Ich würde nicht unbedingt davon ausgehen, dass es auf der Erde keine möglichen Bedingungen dafür gibt. Wenn man nur tief genug runter gehen würde, gäbe es vielleicht diese Bedingungen, allerdings gibt es darüber keine Information, weil die Vulkane nicht tiefgründig genug wurzeln. Vielleicht ist das Mineral auch einfach so instabil auf der Oberfläche, dass es sofort in Silizium zerfällt, wenn es nach oben kommt.

Allerdings kommt Si in der Natur auch nicht elementar vor, anders als Kohlenstoff und möglicherweise ist das der entscheidende Grund und weniger die PT-Bedingungen

[Bynaus]

Aber der Kohlenstoff hat da noch einen Kollegen, der ebenfalls 4 Bindungen eingehen kann - und damit eine ebenfalls tedraedrische Kristallstruktur bilden könnte: Silizium

http://www.guidobauersachs.de/anorg/vierte.html

Gemäss diesem Link tritt kristallines Silizium immer unter Diamantstruktur auf und die Bindungen sind nicht stärker als beim Kohlenstoff. Also nichts gewesen mit "Silimant"...

[eastman]

Hoppla, da hätte ich bei genauerem Nachdenken auch drauf kommen können, denn Silane sind ja auch um einiges unstabiler als Kohlenwasserstoffe, was sie alr Raketentreibstoff ja so interessanmt macht. Aber zurück zum Harten:
Also bräuchte man da ein Element, dass wie Kohlenstoff sich zu tedraedischen Gittern verbinden lässt, aber vom Atom her halt kleiner ist - hmm, sieht im PERIODENSYSTEM ABER SEHR SCHLECHT AUS.

Iss wohl doch nix mit Härter?

[Spocky]

Warum müssten die Atome unbedingt kleiner sein? Wenn man Kugeln in die dichtest mögliche Packung bringt, kommt es ja auch nicht auf deren Größe an, welcher Prozentsatz an Raum ausgefüllt wird. Es sind immer maximal 74 %. Man kann ja auch einfach eine Lupe nehmen, und schon sieht alles größer aus, ohne dass sich was verändert hat .

Ich kann mir sogar eher vorstellen, dass größere Atome mehr Härte zusammenbringen könnten, weil deren größere Masse mehr Trägheit besitzt, und sie deshalb nicht so leicht aus dem Gitter gelöst werden können.

[Bynaus]

Es geht doch härter...

http://www.physicsweb.org/articles/news/9/8/16/1

Nur ein bisschen, zwar, und insgesammt auch "nur" Diamant, doch "aggregates diamond nanorods" (ADNR) sind härter als Diamant. Es gibt sogar schon die Möglichkeit der industriellen Produktion dieses neuen Materials.

[Spocky]

Sowas konnte ja nur ein Franke erfinden

Hm, wenn ich mir die Struktur des Materials ansehe, so vermute ich mal stark, dass die Härte Richtungsabhängig ist, immerhin sind die einzelnen Teile ja stabförmig. Allerdings bin ich mir nicht ganz sicher, was ich mir unter "interlocking" vorstellen soll. BEdeutet das, dass die ähnlich einem Reißverschluss ineinander verzahnt sind, oder einfach parallel angeordnet?

[Bynaus]

Ich hätte mir das auch "verzahnt" vorgestellt. Also so etwas wie eine Kette von Kohlenstoffringen, bei denen "zwischen" den Verbindungen noch weitere (einer anderen Kette) geknüpft wurden. Oder so.

Bringt man wohl in ein Diamant-Gitter noch ein zweites hinein, das den Zwischenraum auffüllt?

[Spocky]

Besitzt ein Diamant nicht schon die dichteste Kugelpackung? Ich hab im Moment wirklich noch nicht so ganz die Ahnung, wie ich mir das vorstellen soll

[Bynaus]

Die Kohlenstoffatome bilden im Diamant doch die Ecken eines 'irgendwaseders'. Wäre es nicht möglich, ein zweites solches Gitter in diese 'irgendwaseder' hinein zu zwängen, so dass die Ecken des einen Gitters immer in die Mitte der 'irgendwaseder' des anderen zu liegen kämen? Hm... schwierig zu erklären... Vermutlich klappts nicht, und das ganze zerfällt - oder so.

[Spocky]

Bei einer Koordinationszahl von 4, wie es in dem Artikel steht, sollte es ein Tetraeder sein.

Wenn man sich das Diamantgitter als räumlich dichteste Kugelpackung vorstellt, dann stimmt das auf jeden Fall mit der Zuordnungszahl, allerdings betrüge da dann auch die Raumausnutzung 73% (IIRC). Demnach wäre sicher kein Platz für noch ein zweites Gitter