Gibt es Materialien, die härter sind als Diamant?

Gibt es Materialien, die härter sind als Diamant?

Ja. Während natürlich vorkommender, reiner Diamant in der Natur nach wie vor der Maßstab für die Härte ist, besitzen mehrere synthetische oder speziell strukturierte Materialien eine Härte, die die von Diamant übersteigt (natürlicher Diamant hat typischerweise eine Vickers-Härte von etwa 70–100 GPa).

 

I. Materialien, die bereits in großen Mengen hergestellt oder synthetisiert wurden und die Härte von Diamanten übertreffen:
1. 1 Lonsdaleit (sechseckiger Diamant)
Bestehend aus elementarem Kohlenstoff-genau wie gewöhnlicher Diamant-Lonsdaleit weist eine hexagonale Gitteranordnung anstelle der kubischen Struktur auf, die bei Standarddiamanten zu finden ist.
Hochreine synthetische Massenproben haben eine Härte von 155 GPa erreicht – 40 % bis 58 % härter als Diamant. (Hinweis: Natürlich vorkommender Lonsdaleit, der typischerweise in Meteoriten vorkommt, enthält zahlreiche Verunreinigungen und weist daher eine geringere Härte auf.)

 

Im Jahr 2025 synthetisierte ein inländisches Forschungsteam erfolgreich Massenproben von Lonsdaleit im Millimeter--Maßstab in reiner-Phase. Da es im Vergleich zu Diamant eine überlegene Hitzebeständigkeit und Scherfestigkeit aufweist, ist es ein vielversprechender Rohstoff für hochwertige industrielle Schleifmittel und harte Schneidwerkzeuge.

 

1.2 Nanozwillingsdiamant (entwickelt vom Tian Yongjun-Team an der Yanshan-Universität)
Durch die Veredelung von gewöhnlichem Diamant zu einer nanoskaligen, ultrafeinen Nanozwillingsstruktur haben Forscher eine Härte von über 200 GPa erreicht. Dieses Material stellt derzeit unter allen superharten Materialien die Diamantvariante mit dem höchsten Potenzial für eine industrielle Anwendung dar und eine Kleinserienfertigung wurde bereits erfolgreich umgesetzt; Seine Leistung übertrifft die von natürlichem Einkristalldiamanten deutlich.

 

1.3 Wurtzit-Bornitrid (wBN)
wBN ist ein Hochdruckpolymorph von hexagonalem Bornitrid und besitzt eine Vickers-Härte von 75–85 GPa. Unter Hochdruckbedingungen ist es in der Lage, Diamanten zu zerkratzen. Darüber hinaus ist es äußerst hitzebeständig und reagiert nicht mit Stahllegierungen, wodurch es Werkzeugen auf Diamantbasis für die Bearbeitung von Werkstücken auf Eisenbasis deutlich überlegen ist.

 

2. Theoretische oder spur-Laborsynthesen

(Derzeit nicht für die Massenproduktion geeignet, weist jedoch eine extrem hohe Härte auf)

Carbin (oder Polyacetylen):

• Dieses Material besteht aus Kohlenstoffatomen, die in einer linearen Einzelkettenstruktur angeordnet sind. Theoretisch wird seine Härte auf das 30- bis 40-fache der von Diamant und seine Zugfestigkeit auf etwa das 200-fache der von Stahl geschätzt. Es weist jedoch eine extrem schlechte chemische Stabilität auf und kann derzeit nur in Spuren konserviert werden, wenn es in Kohlenstoffnanoröhren eingekapselt wird, was es für praktische Massenmaterialanwendungen ungeeignet macht.

 

Unter hohem-Druck verdichtete Kohlenstoffnanoröhren:

• Während ihre Härte bei Umgebungsdruck geringer ist als die von Diamant, erreicht ihre Härte nach der Verdichtung unter einem hohen Druck von 75 GPa 240 GPa-ungefähr viermal so viel wie die von Diamant. Derzeit können sie nur unter extremen Laborbedingungen synthetisiert werden.

 

3. Häufig verwechselt mit: Kubisches Bornitrid (cBN)
Standardmäßiges kubisches Bornitrid besitzt eine Härte von 50–55 GPa. Dieser Wert ist etwas niedriger als der von Diamant, rangiert jedoch direkt darunter und ist damit das zweithäufigste superharte Schleifmittel in der Industrie (üblicherweise in der Steinbearbeitung und bei Schneidwerkzeugen eingesetzt).