Diamanten – die besten Freunde der Frauen – bekommen in Sachen Härte Konkurrenz aus dem Chemielabor. Einem Forscherteam aus der Ukraine, Frankreich und Deutschland gelang die Herstellung eines Materials, das beinah so hart ist wie synthetischer Diamant, aber einige seiner Nachteile nicht besitzt. Das so genannte kubische Bor-Carbon-Nitrid (cBC2N) stellen die Wissenschaftler in der Zeitschrift Applied Physics Letters vor.
Diamantsplitter für Schneidwerkzeuge, Bohrspitzen oder als Schleifmittel werden produziert, indem Kohlenstoff, beispielsweise Graphit, bei hohem Druck komprimiert wird. Dieser Vorgang imitiert das natürliche Entstehen von Diamanten, die aus Kohlenstoff in heißen Gesteinsschichten zusammengepresst wurden. Doch synthetischer Diamant kann zu Kohlendioxid zerfallen, wenn Reibungshitze und Sauerstoff zusammenkommen, ist also zum Schneiden von Stahl nicht zu verwenden.
Die bisher einzige Alternative war das 1956 entwickelte kubische Bor-Nitrid (cBN), auch unter den Namen Borazon oder Amborit bekannt. Das ist aber nur etwa halb so hart wie synthetischer Diamant. Das Team um Vladimir Solozhenko vom ukrainischen Institute for Superhard Materials experimentierte mit verschiedenen Anteilen der Elemente Bor, Kohlenstoff und Stickstoff.
Sie mischten “weiche” Ausgangsmaterialien, Bor-Carbon-Nitride (BC2N und BC4N) und setzten sie unter mehr als 1,8 Millionenfachen Atmosphärendruck – rund zehnmal mehr, als für die Diamantenproduktion nötig. Unter diesem Druck wandelte sich das graphitähnliche BC2N in seine kubische Form cBC2N mit einem Atomgitter ähnlich dem des Diamanten. Auf der Härte-Messlatte steht es genau in der Mitte zwischen Diamant und kubischem Bornitrid.
Dörte Saße
