Kristallografiassa timanttirakennetta kutsutaan myös timanttikubikidirakenteeksi, joka muodostuu hiiliatomien kovalenttisella sidoksella. Monet timantin äärimmäisistä ominaisuuksista ovat SP3: n kovalenttisen sidoslujuuden suora seuraus, joka muodostaa jäykän rakenteen ja pienen määrän hiiliatomeja. Metalli johtaa lämpöä vapaiden elektronien kautta, ja sen korkea lämmönjohtavuus liittyy korkeaan sähkönjohtavuuteen. Sitä vastoin lämmönjohtavuus timantissa suoritetaan vain hilan värähtelyillä (ts. Phononit). Erittäin vahvat kovalenttiset sidokset timanttiatomien välillä tekevät jäykästä kivihilasta korkean värähtelytaajuus, joten sen debye -ominaislämpötila on jopa 2220 K.

Koska suurin osa sovelluksista on paljon alhaisempi kuin Debye -lämpötila, fononin sironta on pieni, joten lämmönjohtavuusvastus fononilla, koska väliaine on erittäin pieni. Mutta mikä tahansa hilan vika tuottaa puhelinsirontaa, vähentäen siten lämmönjohtavuutta, mikä on luontainen ominaisuus kaikille kristallimateriaaleille. Timanttivirheet sisältävät yleensä pistevaurioita, kuten raskaampia ˡ³c -isotooppeja, typpetelmiä ja avoimia työpaikkoja, pidennettyjä vikoja, kuten pinoamisvirheitä ja dislokaatioita, sekä 2D -vikoja, kuten viljarajoja.

Timanttikiteellä on säännöllinen tetraedrinen rakenne, jossa kaikki 4 yksinäistä hiiliatomiaparia voivat muodostaa kovalenttisia sidoksia, joten vapaita elektroneja ei ole, joten timantti ei voi johtaa sähköä.

Lisäksi timantissa olevat hiiliatomit yhdistetään nelikertaisilla sidoksilla. Koska timantin CC-sidos on erittäin vahva, kaikki valenssielektronit osallistuvat kovalenttisten sidosten muodostumiseen muodostaen pyramidimuotoisen kiderakenteen, joten timantin kovuus on erittäin korkea ja sulamispiste on korkea. Ja tämä timantin rakenne saa sen myös absorboimaan hyvin vähän kevyitä nauhoja, suurin osa timantissa säteilytetystä valosta heijastuu, joten vaikka se on erittäin vaikea, se näyttää läpinäkyvältä.

Tällä hetkellä suositummat lämmön hajoamismateriaalit ovat pääosin nano-hiili-materiaaliperheen jäseniä, mukaan lukiennanodiamondi, nano-grafeeni, grafeenihiutaleet, hiutaleiden muotoiset nano-grafiittijauhe ja hiilinanoputket. Luonnolliset grafiittilämpöhäviöt kalvotuotteet ovat kuitenkin paksumpia ja niiden lämmönjohtavuus on alhainen, mikä on vaikea täyttää tulevien suuritehoisten, korkean integroitumistiheyslaitteiden lämmön hajoamisvaatimuksia. Samaan aikaan se ei täytä ihmisten korkean suorituskyvyn vaatimuksia erittäin kevyelle ja ohuelle, pitkälle akun kestolle. Siksi on erittäin tärkeää löytää uusia superlämpöisiä johtavia materiaaleja. Tämä edellyttää, että tällaisilla materiaaleilla on erittäin alhainen lämmön laajenemisnopeus, erittäin korkea lämmönjohtavuus ja keveys. Hiilimateriaalit, kuten timantti ja grafeeni, täyttävät vain vaatimukset. Heillä on korkea lämmönjohtavuus. Niiden komposiittimateriaalit ovat eräänlainen lämmönjohtavuus ja lämmön hajoamismateriaalit, joilla on suuri levityspotentiaali, ja niistä on tullut huomion painopiste.

Jos haluat tietää enemmän nanodiamondistamme, ota ystävällisesti ottaa yhteyttä henkilöstöömme.