Στην κρυσταλλογραφία, η δομή του διαμαντιού ονομάζεται επίσης κυβική κρυσταλλική δομή διαμαντιού, η οποία σχηματίζεται από τον ομοιοπολικό δεσμό ατόμων άνθρακα.Πολλές από τις ακραίες ιδιότητες του διαμαντιού είναι το άμεσο αποτέλεσμα της αντοχής του ομοιοπολικού δεσμού sp³ που σχηματίζει μια άκαμπτη δομή και έναν μικρό αριθμό ατόμων άνθρακα.Το μέταλλο μεταφέρει τη θερμότητα μέσω ελεύθερων ηλεκτρονίων και η υψηλή θερμική του αγωγιμότητα συνδέεται με υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα.Αντίθετα, η αγωγιμότητα της θερμότητας στο διαμάντι επιτυγχάνεται μόνο με δονήσεις πλέγματος (δηλ. φωνόνια).Οι εξαιρετικά ισχυροί ομοιοπολικοί δεσμοί μεταξύ των ατόμων διαμαντιού κάνουν το άκαμπτο κρυσταλλικό πλέγμα να έχει υψηλή συχνότητα δόνησης, έτσι η χαρακτηριστική θερμοκρασία του Debye είναι τόσο υψηλή όσο 2.220 Κ.

Δεδομένου ότι οι περισσότερες εφαρμογές είναι πολύ χαμηλότερες από τη θερμοκρασία Debye, η σκέδαση των φωνονίων είναι μικρή, επομένως η αντίσταση αγωγιμότητας θερμότητας με το φωνόνιο ως μέσο είναι εξαιρετικά μικρή.Αλλά οποιοδήποτε ελάττωμα του πλέγματος θα προκαλέσει σκέδαση φωνονίων, μειώνοντας έτσι τη θερμική αγωγιμότητα, η οποία είναι εγγενές χαρακτηριστικό όλων των κρυσταλλικών υλικών.Τα ελαττώματα στο διαμάντι συνήθως περιλαμβάνουν σημειακά ελαττώματα όπως βαρύτερα ισότοπα ˡ³C, ακαθαρσίες και κενές θέσεις αζώτου, εκτεταμένα ελαττώματα όπως σφάλματα στοίβαξης και εξαρθρώσεις και ελαττώματα 2D όπως όρια κόκκων.

Ο κρύσταλλος του διαμαντιού έχει μια κανονική τετραεδρική δομή, στην οποία και τα 4 μεμονωμένα ζεύγη ατόμων άνθρακα μπορούν να σχηματίσουν ομοιοπολικούς δεσμούς, επομένως δεν υπάρχουν ελεύθερα ηλεκτρόνια, επομένως το διαμάντι δεν μπορεί να μεταφέρει ηλεκτρισμό.

Επιπλέον, τα άτομα άνθρακα στο διαμάντι συνδέονται με τετρασθενείς δεσμούς.Επειδή ο δεσμός CC στο διαμάντι είναι πολύ ισχυρός, όλα τα ηλεκτρόνια σθένους συμμετέχουν στο σχηματισμό ομοιοπολικών δεσμών, σχηματίζοντας μια κρυσταλλική δομή σε σχήμα πυραμίδας, επομένως η σκληρότητα του διαμαντιού είναι πολύ υψηλή και το σημείο τήξης υψηλό.Και αυτή η δομή του διαμαντιού το κάνει επίσης να απορροφά πολύ λίγες φωτεινές ζώνες, το μεγαλύτερο μέρος του φωτός που ακτινοβολείται στο διαμάντι αντανακλάται προς τα έξω, οπότε αν και είναι πολύ σκληρό, φαίνεται διαφανές.

Επί του παρόντος, τα πιο δημοφιλή υλικά απαγωγής θερμότητας είναι κυρίως μέλη της οικογένειας υλικών νανοάνθρακα, συμπεριλαμβανομένωννανοδιαμάντι, νανο-γραφένιο, νιφάδες γραφενίου, σκόνη νανογραφίτη σε σχήμα νιφάδων και νανοσωλήνες άνθρακα.Ωστόσο, τα προϊόντα μεμβράνης απαγωγής θερμότητας φυσικού γραφίτη είναι παχύτερα και έχουν χαμηλή θερμική αγωγιμότητα, η οποία είναι δύσκολο να καλύψει τις απαιτήσεις απαγωγής θερμότητας μελλοντικών συσκευών υψηλής ισχύος και υψηλής πυκνότητας ολοκλήρωσης.Ταυτόχρονα, δεν ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις υψηλών επιδόσεων των ανθρώπων για εξαιρετικά ελαφριά και λεπτή, μεγάλη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.Ως εκ τούτου, είναι εξαιρετικά σημαντικό να βρούμε νέα υπερθερμικά αγώγιμα υλικά.Αυτό απαιτεί τέτοια υλικά να έχουν εξαιρετικά χαμηλό ρυθμό θερμικής διαστολής, εξαιρετικά υψηλή θερμική αγωγιμότητα και ελαφρότητα.Τα υλικά άνθρακα όπως το διαμάντι και το γραφένιο πληρούν απλώς τις απαιτήσεις.Έχουν υψηλή θερμική αγωγιμότητα.Τα σύνθετα υλικά τους είναι ένα είδος υλικών αγωγιμότητας και απαγωγής θερμότητας με μεγάλες δυνατότητες εφαρμογής και έχουν γίνει το επίκεντρο της προσοχής.

Εάν θέλετε να μάθετε περισσότερα για τα νανοδιαμάντια μας, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε με το προσωπικό μας.