Diamant ist ein bemerkenswertes Material mit einem breiten Spektrum an industriellen Anwendungen. Das liegt vor allem an seiner außergewöhnlichen Härte, seinen optischen Eigenschaften, seinen elektrischen Eigenschaften und seiner Wärmeleitfähigkeit. Im Folgenden werden die wichtigsten Anwendungen von Diamant in verschiedenen Industriezweigen vorgestellt.
1. Bearbeitungs- und Schneidwerkzeuge
Diamant ist das härteste bekannte natürliche Material. Das macht ihn ideal für Bearbeitungs- und Schneidwerkzeuge. Er wird in Form von diamantbestückten Bohrkronen, Sägen und als Schleifmittel in Pulverform verwendet.
Polykristalliner Diamant (PKD), der aus mikrometergroßen Diamantkörnern besteht, die in einer Metallmatrix dispergiert sind, wird häufig bei Werkzeugen für den Bergbau und das Schneiden verwendet.
Obwohl die Beschichtung von Metallwerkzeugen mit CVD-Diamant erforscht wurde, sind traditionelle PKD-Werkzeuge nach wie vor am weitesten verbreitet.
2. High-Tech-Industrie
Synthetische Diamanten werden in großem Umfang in der High-Tech-Industrie eingesetzt, z. B. in der Mikroelektronik, bei Lasergeräten, Halbleitern und in der Raumfahrttechnik.
Sie sind entscheidend für das Polieren moderner hochfester Materialien in der Radiooptik und Elektronik.
Synthetische Diamanten werden auch zur Herstellung von Diamantambossen für Hochdruckstudien, optischen Fenstern für Hochleistungslaser und Sensoren für verschiedene Arten von Strahlung verwendet.
3. Optische Anwendungen
Einkristalliner Diamant wird wegen seines hohen Brechungsindex und seiner Transparenz in einem breiten Spektrum von Wellenlängen, vom Ultraviolett bis zum fernen Infrarot, geschätzt.
Er wird in Infrarotfenstern, optischen Linsen für Hochleistungslaser, Röntgenoptiken und Etalons verwendet.
Zu den thermischen Anwendungen gehören Wärmespreizer in 5G-Kommunikationsverstärkern und Lasersubmounts.
4. Mechanische Anwendungen
Dank seiner mechanischen Eigenschaften eignet sich Diamant für Schneidewerkzeuge, Skalpelle, Messer, Messspitzen und verschleißfeste Komponenten.
Dies ist besonders nützlich bei Textilmaschinen und Abrichtwerkzeugen.
5. Mikroelektromechanische Systeme (MEMS)
Aufgrund seines hohen Elastizitätsmoduls wird Diamant für MEMS-Anwendungen in Betracht gezogen.
Dazu gehören akustische Oberflächenwellenfilter (SAW) und akustische Volumenwellenfilter (BAW) in Mobiltelefonen.
6. Strahlungshärte
Die hohe Verdrängungsenergie von Diamant macht ihn äußerst strahlungsbeständig.
Dies deutet auf mögliche Anwendungen in der Weltraumelektronik, in Strahlungssensoren, Dosimetern und Fluoreszenzstrahlmonitoren hin.
7. Elektrochemische Anwendungen
Zu den sich abzeichnenden Anwendungen von Diamant gehören Elektroden für die Wasserspaltung und -reinigung, elektrochemische Detektoren, biochemische Sensoren, Bio-Etiketten und Komponenten für die Verabreichung von Medikamenten unter Verwendung von Diamant-Nanopartikeln.
8. Quantenanwendungen
Die Stickstoffvakanzzentren des Diamanten werden für die Quantenmetrologie, -kommunikation und -berechnung erforscht.
9. Elektronische Anwendungen
Mit den Fortschritten in der Diamanttechnologie, einschließlich Dotierung, Ätzung und Passivierung, entstehen elektronische Anwendungen in Leistungsgeräten.
10. Im Labor gezüchtete Diamanten
Im Labor gezüchtete Diamanten werden aufgrund ihrer Haltbarkeit, Erschwinglichkeit und Verfügbarkeit zunehmend in industriellen Anwendungen eingesetzt.
Sie werden in Bearbeitungswerkzeugen, einschließlich diamantbestückten Bohrern und Sägen, und als verschleißfeste Beschichtungen auf Lagern und Werkzeugen eingesetzt.
11. Allgemeine Auswirkungen
Die einzigartigen Eigenschaften von Diamant machen ihn in verschiedenen Industriezweigen unverzichtbar.
Laufende Forschung und Entwicklung erweitern seine Einsatzmöglichkeiten.
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