En cristallographie, la structure du diamant est également appelée structure cristalline cubique diamant, qui est formée par la liaison covalente des atomes de carbone. De nombreuses propriétés extrêmes du diamant sont le résultat direct de la résistance à la liaison covalente Sp³ qui forme une structure rigide et un petit nombre d'atomes de carbone. Le métal entraîne la chaleur à travers des électrons libres et sa conductivité thermique élevée est associée à une conductivité électrique élevée. En revanche, la conduction thermique dans le diamant n'est accomplie que par les vibrations du réseau (c'est-à-dire les phonons). Les liaisons covalentes extrêmement fortes entre les atomes de diamant font que le réseau de cristal rigides a une fréquence de vibration élevée, donc sa température caractéristique de Debye est aussi élevée que 2 220 K.

Étant donné que la plupart des applications sont bien inférieures à la température de Debye, la diffusion des phonons est petite, donc la résistance à la conduction thermique avec le phonon car le milieu est extrêmement petit. Mais tout défaut de réseau produira la diffusion des phonons, réduisant ainsi la conductivité thermique, qui est une caractéristique inhérente de tous les matériaux cristallins. Les défauts du diamant comprennent généralement des défauts ponctuels tels que les isotopes plus lourds ˡ³c, les impuretés et les lacunes d'azote, les défauts étendus tels que l'empilement des défauts et des dislocations, et des défauts 2D tels que les limites des grains.

Le cristal de diamant a une structure tétraédrique régulière, dans laquelle les 4 paires isolées d'atomes de carbone peuvent former des liaisons covalentes, il n'y a donc pas d'électrons libres, donc le diamant ne peut pas conduire de l'électricité.

De plus, les atomes de carbone en diamant sont liés par des liaisons à quatre valeurs. Parce que la liaison CC dans le diamant est très forte, tous les électrons de valence participent à la formation de liaisons covalentes, formant une structure cristalline en forme de pyramide, de sorte que la dureté du diamant est très élevée et que le point de fusion est élevé. Et cette structure de diamant le fait également absorber très peu de bandes lumineuses, la plupart de la lumière irradiée sur le diamant se reflète, donc bien qu'elle soit très difficile, elle semble transparente.

À l'heure actuelle, les matériaux de dissipation de chaleur les plus populaires sont principalement membres de la famille des matériaux de nano-carbone, y comprisnanodiamond, nano-graphène, flocons de graphène, poudre de nano-graphite en forme de flocon et nanotubes de carbone. Cependant, les produits naturels de films de dissipation de chaleur en graphite sont plus épais et ont une faible conductivité thermique, ce qui est difficile pour répondre aux exigences de dissipation thermique des futurs dispositifs de densité de haute puissance à haute puissance. Dans le même temps, il ne répond pas aux exigences de haute performance des gens pour la durée de vie de la batterie ultra-légère et mince. Par conséquent, il est extrêmement important de trouver de nouveaux matériaux conducteurs super-thermiques. Cela nécessite que ces matériaux aient un taux d'expansion thermique extrêmement faible, une conductivité thermique ultra-élevée et une légèreté. Les matériaux en carbone tels que le diamant et le graphène ne répondent que les exigences. Ils ont une conductivité thermique élevée. Leurs matériaux composites sont une sorte de matériaux de conduction thermique et de dissipation thermique avec un grand potentiel d'application, et ils sont devenus l'attention de l'attention.

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