U kristalografiji, dijamantska struktura se naziva i kubična kristalna struktura dijamanta, koja nastaje kovalentnim vezom atoma ugljika.Mnoga ekstremna svojstva dijamanta su direktan rezultat snage sp³ kovalentne veze koja formira krutu strukturu i mali broj atoma ugljika.Metal provodi toplotu kroz slobodne elektrone, a njegova visoka toplotna provodljivost povezana je sa visokom električnom provodljivošću.Nasuprot tome, provodljivost toplote u dijamantu se postiže samo vibracijama rešetke (tj. fononima).Izuzetno jake kovalentne veze između atoma dijamanta čine da kruta kristalna rešetka ima visoku frekvenciju vibracija, tako da je njena Debye karakteristična temperatura čak 2.220 K.

Budući da je većina primjena mnogo niža od Debajeve temperature, raspršenje fonona je malo, tako da je otpor toplotne provodljivosti sa fononom kao medijumom izuzetno mali.Ali svaki defekt rešetke će proizvesti raspršivanje fonona, čime se smanjuje toplinska provodljivost, što je svojstvena karakteristika svih kristalnih materijala.Defekti u dijamantu obično uključuju točkaste defekte kao što su teži izotopi ˡ³C, nečistoće dušika i prazna mjesta, proširene defekte kao što su greške u slaganju i dislokacije, i 2D defekte kao što su granice zrna.

Kristal dijamanta ima pravilnu tetraedarsku strukturu, u kojoj sva 4 usamljena para atoma ugljika mogu formirati kovalentne veze, tako da nema slobodnih elektrona, pa dijamant ne može provoditi struju.

Osim toga, atomi ugljika u dijamantu su povezani četverovalentnim vezama.Budući da je CC veza u dijamantu vrlo jaka, svi valentni elektroni učestvuju u formiranju kovalentnih veza, formirajući kristalnu strukturu u obliku piramide, tako da je tvrdoća dijamanta vrlo visoka, a tačka topljenja visoka.Ova struktura dijamanta takođe čini da apsorbuje vrlo malo svetlosnih traka, većina svetlosti ozračene na dijamantu se reflektuje, pa iako je veoma tvrd, izgleda prozirno.

Trenutno su popularniji materijali za rasipanje topline uglavnom članovi porodice nano-ugljičnih materijala, uključujućinanodijamant, nano-grafen, grafenske pahuljice, nano-grafitni prah u obliku pahuljice i ugljične nanocijevi.Međutim, proizvodi od prirodnog grafitnog filma za rasipanje topline su deblji i imaju nisku toplinsku provodljivost, što je teško ispuniti zahtjeve za rasipanje topline budućih uređaja velike snage i velike gustoće integracije.U isto vrijeme, ne ispunjava zahtjeve ljudi za visokim performansama za ultra-lake i tanke, duge baterije.Stoga je izuzetno važno pronaći nove super-termalne provodljive materijale.To zahtijeva da takvi materijali imaju izuzetno nisku stopu toplinskog širenja, ultra-visoku toplinsku provodljivost i lakoću.Ugljični materijali kao što su dijamant i grafen jednostavno ispunjavaju zahtjeve.Imaju visoku toplotnu provodljivost.Njihovi kompozitni materijali su vrsta materijala za provodljivost i disipaciju toplote sa velikim potencijalom primene i postali su u centru pažnje.

Ako želite da saznate više o našim nanodijamantima, slobodno kontaktirajte naše osoblje.