Moissanit

Moissanit hat eine ausgezeichnete Zähigkeit, was es aufgrund seiner starken internen Struktur und fehlenden Spaltung hoch widerstandsfähig gegen Brechen, Absplittern oder Risse macht.

Moissanit zeigt eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber den meisten Bedingungen, denen es im täglichen Gebrauch ausgesetzt ist. Es bleibt gegen Wasser, Sonneneinstrahlung, Trockenheit und gewöhnliche Flecken intakt, erfordert jedoch Vorsicht bei Hitze und starken Chemikalien.

Moissanit kommt in verschiedenen polymorphen Formen vor. Darunter sind verschiedene hexagonale, rhomboedrische und kubische Modifikationen. Am häufigsten findet man die hexagonale Moissanit-6H-Modifikation, deren Struktur derjenigen des Wurtzits entspricht. Selten kommt auch die kubische β-Modifikation (Moissanit-3C), die der Zinkblende-Struktur entspricht, vor. Sie wurde im US-Bundesstaat Wyoming gefunden. Von den 74 in künstlich hergestelltem Siliciumcarbid bekannten Modifikationen sind acht aus der Natur bekannt.

Moissanit zählt zu den härtesten bekannten natürlich vorkommenden Substanzen, lediglich Diamant ist härter. Moissanit ist wie Diamant optisch transparent, aber im Gegensatz zu diesem doppelbrechend. Moissanit kristallisiert typischerweise in sechseckigen, tafelförmigen Kristallen. Diese sind entlang der [1010]-Ebene abgeflacht und an den Ecken abgerundet. Die einzelnen Kristalle in natürlichen Vorkommen sind selten größer als 1 mm. Mit Stand 2014 gilt ein in Israel gefundenes 4,1 mm langes Exemplar als der größte bekannte natürliche Moissanitkristall.

Siliciumcarbid bildet sich bei hohen Temperaturen, die im Erdmantel oder beim Auftreffen von Meteoriten auf die Erde vorkommen. Dabei bildet sich zunächst bei Temperaturen von 1900 bis 2000 °C die α-Modifikation. Die Entstehungsbedingungen sind vergleichbar mit denen von Diamant, so dass die beiden Minerale mitunter, wie etwa in Fuxian in der Volksrepublik China, vergesellschaftet in Kimberlit vorkommen. Ist das α-SiC bei hohen Temperaturen mit elementarem Silicium in Kontakt und zusätzlich Kohlenstoffdioxid anwesend, kann das Silicium mit dem Kohlenstoffdioxid zu β-SiC reagieren, das sich um das α-SiC anlagert. Weitere Minerale außer Diamant, mit denen Moissanit vergesellschaftet ist, sind Eisen (in Meteoriten), Quarz, Granat, Klinopyroxen, Coesit, Rutil, Graphit, Pyrrhotin und Cobalt-Pyrit (in Kimberlit). Fundorte sind verschiedene Meteoriten, wie Indarch-Meteorit in Aserbaidschan, der Krymka-Meteoriten in der Ukraine und der Canyon-Diablo-Meteorit im US-Bundesstaat Arizona; Einschlagkrater wie das Nördlinger Ries; Vulkane wie der Tolbatschik auf der Halbinsel Kamtschatka (Russland) und Diamantminen, etwa in Sacha (Russland) und Kimberley in Westaustralien.

In der häufigsten α-Modifikation kristallisiert Moissanit im hexagonalen Kristallsystem in der Raumgruppe P63mc (Raumgruppen-Nr. 186)Vorlage:Raumgruppe/186 mit den Gitterparametern a = 3,073 Å und c = 15,08 Å sowie sechs Formeleinheiten pro Elementarzelle. Dies entspricht der Wurtzitstruktur.

Aufgrund der Seltenheit wird natürlich vorkommender Moissanit nicht wirtschaftlich genutzt. Siliciumcarbid wird aber in großen Mengen künstlich aus Siliciumdioxid und Kohlenstoff hergestellt. Es ist als Carborund ein wichtiges Schleifmittel, wird aber auch als Keramik, Isolator und auf Grund seiner Halbleitereigenschaften für Leuchtdioden, Transistoren und Varistoren eingesetzt. Hochreine Moissanit-Kristalle können auf Grund vergleichbarer Eigenschaften als Diamantersatz verwendet werden. Moissanit besitzt zwar eine etwas geringere Härte als Diamant, ist aber thermisch an der Luft stabiler (bis zu 1127 °C, Diamant nur bis 837 °C) und deutlich preiswerter in der Herstellung. Es wird daher in Experimenten unter hohem Druck und hoher Temperatur verwendet.

Moissanit wurde erstmals 1904 von Henri Moissan in einer Mineralprobe des Canyon-Diablo-Meteoriten, der in der Nähe des Barringer-Kraters gefunden wurde, nachgewiesen. Dessen Zusammensetzung wurde erstmals 1892 von François Ernest Mallard und 1893 von Georges Friedel untersucht; dabei erkannten sie, dass er ein besonders hartes Material enthielt, das inert gegen Salzsäure ist, und hielten dies zunächst für Diamant. 1904 konnte Moissan eine größere Menge des Meteoriten untersuchen und erkannte dabei an den typischen hexagonalen Kristallen, dass der Meteorit Siliciumcarbid enthält. Das neue Mineral wurde nach dem Entdecker Moissanit genannt. Die künstliche Herstellung von Siliciumcarbid gelang erstmals 1891 durch Edward Goodrich Acheson (patentiert Februar 1893), Moissanit in Edelsteinqualität konnte erstmals 1997 dargestellt werden.