9 maart 2004
Prof. dr. L.J. Giling
Van alle mineralen heeft diamant, het fascinerendste mineraal aller tijden, het langst zijn geheimen verborgen gehouden. Daarmee worden dan niet zijn hardheid als mineraal en zijn schittering als juweel bedoeld, -deze eigenschappen zijn sinds mensen heugenis verbonden met het mineraal, – maar bedoeld worden andere, fysisch extreme eigenschappen zoals de uitzonderlijk hoge warmtegeleiding(5x hoger dan koper), de bijzonder lage wrijvingscoëfficiënt, (net zo laag als teflon), de minimale thermische uitzetting, de grote doorlaatbaarheid van licht vanaf het verre ultraviolet tot diep in het infrarood, de bijzonder geringe elasticiteit en daarnaast zijn bijzondere halfgeleidereigenschappen. Omdat de bandafstand van diamant groot is, geeft dit de mogelijkheid om elektronisch actieve elementen te maken die tot heel hoge temperaturen blijven werken. Verder is diamant bestand tegen hitte, zuren en straling. Deze eigenschappen zijn eigenlijk pas in de laatste twee decennia duidelijk naar voren gekomen door intensief materiaalkundig onderzoek. Hiermee is diamant potentieel een uitermate aantrekkelijk materiaal geworden voor toepassingen op optisch, elektronisch en mechanisch gebied. De doorbraak om deze technisch belangrijke eigenschappen te kunnen gebruiken kwam in de jaren tachtig van de vorige eeuw, toen aangetoond werd dat diamant niet alleen bij hoge druk en hoge temperatuur te maken was, maar ook bij lage temperatuur en druk via de CVD-methode. Hierdoor was men niet langer afhankelijk van de beperkte afmetingen van natuurlijk diamant of hoge druk diamant, maar kon men -binnen bepaalde grenzen – zijn eigen dimensies vaststellen. Dit opende de weg naar verdere commercialisering van dit mineraal. In de lezing zal allereerst een verkennende tocht gemaakt worden door de rijke geschiedenis van natuurlijk diamant, om te eindigen bij de posities die natuurlijk en industrieel diamant momenteel innemen op de huidige markt. Daarna zal worden overgegaan op de twee mogelijkheden die er zijn om diamant te maken, namelijk de Hoge Druk Hoge Temperatuur (HPHT) synthese en de methode van chemische depositie vanuit de gasfase(CVD=Chemical Vapour Deposition). Tijdens de behandeling van het CVD proces zullen kristalgroei, thermodynamica en de chemie van het groeiproces voor zover nodig worden behandeld. Duidelijk zal worden gemaakt dat HPHT diamanten een aanzienlijke positie kunnen verwerven op de juwelen markt, terwijl de CVD methode de potentie heeft om geheel nieuwe markten te openen, zowel met poly kristallijn als met één kristallijn materiaal.
