Festkörperphysik ist im Allgemeinen die Physik von kondensierter Materie. Sprich Supraleitung, Skyrmionen und andere “magnetisch-quantenmechanische” Phänomene gehören genauso dazu wie Struktur, Stöchiometrie und Chemie/Kristallographie. Das kommt einem dann manchmal zu Gute, wenn man ein Schmuckstück herstellen will, denn den Rubin züchtet man mal kurz im Spiegelofen und dann schmilzt man ein wenig alte Elektronik ein, um Gold und Platin zu bekommen, haut ein bischen mit dem Hammer drauf und voila fertig ist der (Ehe)ring.
Kümmern wir uns erst mal um den Stein, also wie man einen Rubin herstellt habe ich hier ja schon mal ausführlich geschrieben. Das gilt auch für Sapphire in allen Farben und Formen, das ist für den Festkörperphysiker relativ leicht. Das gilt auch für eine ganze Menge andere bekannte Edelsteine und auch ein paar experimentelle Verbindungen, die für die Halbleiterforschung benutzt werden, aber trotzdem erschreckend hübsch aussehen. Nur wenn man wirklich Diamanten haben will, wird es kompliziert… naja, OK nicht wirklich kompliziert, denn es braucht eigentlich nur genug Druck, aber die Geräte, die man dafür braucht, werden in der Kristallzüchtung der Festkörperphysik normalerweise nicht benutzt und stehen daher auch nicht einfach mal so im Labor herum.
Diamanten sind aus der Sicht des Physikers auch eher langweilig. OK, sie sind hart und sie haben eine nette phononische Wärmeleitung bei kryogenen Temperaturen, aber ansonsten? Eher banal. Vor allem die bei den Juwelieren so hoch geschätzten farbigen Diamanten haben einfach nur eine bestimmte Dotierung wie jeder dämliche Halbleiter im chinesischen Billigspielzeug. Das ist doch nichts Tolles. Ein Stein wird (beim Juwelier) auch nur durch seinen Schliff interessant und seine Fähigkeit, Licht zu reflektieren. Wir sprechen hier auch nur wieder von sichtbarem Licht… arg langweilig das Ganze. Interessant wären da vielleicht nur noch Nanodiamanten. Also Nanopartikel in Diamantstruktur, die durch Explosionen hergestellt werden und die kalte Neutronen reflektieren und sehr strahlungshart sind. Aber da kann man eher schwer Schmuck draus herstellen. Ich würde auf jeden Fall einen netten Dysprosium-Manganit-Kristall einem Diamanten vorziehen… und teurer ist er bei gleichem Gewicht auch noch *g*
Metalle sind toll, Metalle machen Spaß. Vor allem tolle Edelmetalle mit hoher Reinheit verhalten sich oft mal echt nett, was man von ollem Aluminium nicht gewohnt ist. Gold zum Beispiel “relaxiert”, wenn man es tempert, sprich warm macht. Also, wenn man es sanft auf erhöhte Temperaturen bringt, die aber eben noch ein gutes Stück unter dem Schmelzpunkt sind, dann arrangiert sich die mikroskopische Struktur neu, so dass Stress abgebaut wird und es in seinen “reinen” Zustand zurückkommt. Ganz im Gegenteil zu Stahl und anderen Metallen, die man solcherart explizit härten kann indem man Stress aufbaut. Grundsätzlich werden solche Eigenschaften durch die Korngrößen und deren Arrangement bestimmt und diese sind bei Edelmetallen in der Regel wesentlich hübscher als bei vielen anderen Metallen.
Chemisch gesehen sind Gold und andere Edelmetallen recht reaktionsträge, was zum Beispiel Oxidation bei Goldschmuck verhindert. Aber da muss man auch schon mal mit Vorsicht drauf gucken, denn es ist nicht alles Gold, was glänzt. Schmuck wird mit einer verbindlichen Marke von 333, 585 oder 750 verkauft, was auch 8, 14 oder 18 Karat genannt wird und laut Gesetz immer mit einer entsprechenden Prägung gekennzeichnet werden muss. Chemisch gesehen bedeutet das, dass z.B. ein 585er Ring zu mindestens 58,5% aus Gold besteht. Hier ist aber auch wieder Vorsicht geboten, denn es bezieht sich auf Gewichtsprozent und da Goldatome nun mal schwerer sind als Legierungsmetalle, besteht ein 585er Goldring nur zu weniger als der Hälfte aus Goldatomen. Das ist dahingehend wichtig, dass jedes Goldatom im Mittel nur ein weiteres anderes Atom “vor Oxidation schützen” kann. Sprich ein 585er Ring rostet, weil er nicht zur Hälfte aus Gold besteht.
750ger Weisgold mit Platin legiert … und langweiligem Kohlenstoffkristall
Gold kann man nun mit verschiedenen anderen Metallen legieren und wenn Nickel oder Zinn dabei ist, dann können Menschen allergisch darauf reagieren. Nun kann man 750ger Gold natürlich auch mit Platin legieren. Das macht aber kaum ein Juwelier, weil es teurer ist und die meisten Kunden das nicht wertschätzen würden, daher selber machen. Aber wenn jemand Allergien gegen Nickel hat und trotzdem einen Goldring haben will, dann wäre dies ein echt gangbarer Weg… oder direkt reines (950ger) Platin. Da ist auch niemand gegen allergisch und wenn man mal ne Wasserstoffexplosion braucht, dann hat man immer einen guten Katalysator zur Hand.
Rot ist eine tolle Farbe, geht bei Metallen aber nur mit Kupfer, was leider recht unedel ist… also im Vergleich mit Gold oder Platin. Aber man kann Damast-Metall auch mit verschiedenen Rot- und Gelbgoldtönen machen, eine Verbindungsmethode, bei denen der Festkörperphysiker auch noch mal große Augen bekommt, denn diese ganzen Metallurgiegeschichten sind echt richtig interessante Mischungen zwischen Bindungsarten und (angewandter) Kristallographie bzw. Alchemie aka. Erfahrungswerte. Alles ganz interessant.
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