＜ダイヤモンドの知識＞
2007/06/25 日記<ダイヤモンド>
ダイヤモンド
ダイヤモンド（Diamond；金剛石、ダイアモンドとも言う）は、炭素が高温高圧の地球内部で圧縮され生成される8面体構造を持つ炭素の結晶であり、自然に生成される鉱物の中で最も硬い（理論的には、ダイヤモンドの炭素原子が一部窒素原子に置換された、立方晶窒化炭素はダイヤモンド以上の硬度を持つと予測される）。
ダイヤモンドという名前は、ギリシア語の" target="_blank">''adamas'' （征服できない、なつかない）に由来する。古くからその硬さは多くのことに利用されており、モース硬度はダイヤモンドを最高値 (10) として作成されており、ヌープ硬度でも飛び抜けて硬いことが知られている。この硬さは、炭素原子間が共有結合していることによる。ダイヤモンド構造は一つの炭素が正四面体の中心にあるとすると、最近接の炭素原子はその四面体の頂点上に存在し、このため炭素間の結合は spｳ 的なもの（強固な共有結合）になっている。一方で、炭素の同素体であるグラファイト（石墨）は、層状の六方晶構造で、層内の結合は spｲ 的なものとなっている。この層内では共有結合を有し結合力は比較的強いが、層間はファンデルワールス結合で弱い。ダイヤモンドは熱伝導性が非常に高い。バンドギャップは5.5電子ボルト|eVの絶縁体であるが、不純物を添加することにより半導体化の試みがなされている。ダイヤモンドは、普通の物質や道具では傷つけられないと思われているが、決して無敵の鉱物ではない。「結晶方向に対する角度も考慮し、ごく小さな範囲に瞬間的に大きな力を加える」、「燃焼などの化学反応を人為的に促進する」などの方法で壊すことができる。また、高温下では一部の物質と化学反応を起こすことが知られている。また、四角形|菱形をあらわし、トランプの絵柄（スート）、野球の内野、記号（◇）をも言う。
宝飾用のダイヤモンド
ダイヤモンドは屈折率 2.417、分散率 0.044、比重 3.52で、透明な鉱物である。光に当てると非常に美しく輝き（「ファイアー」と呼ばれる）、装飾用の高価な宝石として流通している。その美しい輝きを出すためにカッティングの技術が発達した。なかでも有名なのが57面体にカットするブリリアントカット（ラウンド・ブリリアントカット）である。ブリリアントカットは宝石の上面から入射した光が、総て再び上面から出射するように設計されており、反射光が最も美しいカットであるとされる。無色透明のものほど価値が高く、色（黄色や茶色等）のついたものは価値が落ちるとされるが、ブルーダイヤやピンクダイヤは稀少であり、無色のものよりも高価で取引される。また、低級とされる黄色のものでも、綺麗な黄色であれば価値が高い。ダイヤモンドの品質は、しばしば4つのCとして説明される。すなわち、カラット(Carat)、色(Color)、カット(Cut)、透明度(Clarity)である。なお、カラットとは宝石の重さを計る単位で、1カラットは0.2gに相当する。世界最大のダイヤモンドは「カリナン」と呼ばれ、1905年に南アフリカで発見された。カット前の原石は3106カラットもあり、これをカットすることで合計1063カラットの105個の宝石が得られた。これらは当時のイギリス国王であるエドワード7世 (イギリス王)|エドワード7世に献上されている。105個のなかでも「カリナン|偉大なアフリカの星」は、530.2カラットでカットされたダイアモンドとしては世界最大の大きさをほこる。「偉大なアフリカの星」はロンドン塔内に展示されており、見学することができる。ダイヤモンドは4月の誕生石とされている。
模造ダイヤモンド
宝飾用のダイアモンドの代用品（イミテーション）としては、ジルコニアやガラスが用いられる。ダイヤモンドと模造ダイヤモンドの見分け方として、油性ペンで結晶の上に線を書くというものがある。ダイヤモンドは親油性の物体であり、油脂をはじかない。一方、ジルコニアなどの模造ダイヤモンドは油をはじく性質を持っており、したがって、マジックのインクがはじかれたならば偽物だと見分けることができる。ダイヤモンドの親油性は採石時にも利用されており、ダイヤモンドを含んだ土砂をグリースを塗布した板（グリース・テーブル）の上に流すことでダイヤモンドを吸着させ、選別している。親油性が高いということは、手の脂で汚れやすいということである。そのため、ダイヤモンドに素手で触れることは出来る限り避けるべきである。
人工ダイヤモンド
ダイヤモンドを人工的に作ることは古くから試みられてきたが、実際に成功したのは20世紀になってからのことである。1950年代に米国のゼネラル・エレクトリック|ゼネラルエレクトリック社が高圧合成により初めて人工的にダイヤモンドを作り出した。現在では、ダイヤモンドを人工的に作成する方法は複数が存在し、�来通り炭素に1200～2400度、55,000～100,000気圧をかける高温高圧法(High Pressure High Temperature: HPHT)や、化学気相成長法(Chemical Vapor Deposition: CVD)によりプラズマ状にしたガス（例えば、メタンと水素を混合させたもの）から結晶を基板上で成長させる方法などが知られている。人工ダイヤモンドは上述の高温高圧法においては鉄、ニッケル、マンガン、コバルトなどの金属（これらは触媒として合成時に用いられる）や窒素などの不純物の混入などで薄い黄色の結晶となり、また、大きな結晶を得ることが困難であるため、宝飾用途には利用されず、主に工業用ダイヤモンドとして研磨や切削加工に利用されている。しかし近年、合成技術の向上により、天然物よりもさらに透明度などの品質の良い大型の人工ダイヤモンドを合成することが住友電工などで可能となっている。これらを宝飾用として流通させることは、種々の問題を引き起こす可能性があるため、現在では研究用途などにのみ提供されている。
工業用途
上述の高温高圧合成などによって合成された工業用ダイヤモンドはもはや高価な材料ではない。工業用ダイヤモンドにも多種あるが、金の10分の1程度の価格で取引されているものが多い。ダイヤモンドを工業用途として使用する最大の特徴はその硬さである。工業用ダイヤモンドや宝飾用途に適さない色の天然の結晶を用いることで、半導体材料、超硬合金、セラミックなどの高硬度材料・難削材料の研削・研磨をはじめとして、掘削用バイト、木材加工などオールラウンドな加工が可能である。しかしながら、高温下で鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni) と容易に化学反応を起こす、などの性質のために、鋼など鉄基合金や耐熱合金の切削には適さない。ダイヤモンドが使用できない分野では、代わりに立方晶窒化ホウ素(cubic Boron Nitride: cBN)の焼結体（「ボラゾン™」）を用いる。
関連事項
外部リンク
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