U kristalografiji se dijamantna struktura naziva i dijamantna kubična kristalna struktura, koja nastaje kovalentnim vezanjem atoma ugljika. Mnoga ekstremna svojstva dijamanta izravni su rezultat SP³ kovalentne čvrstoće veze koja tvori krutu strukturu i mali broj atoma ugljika. Metal provodi toplinu kroz slobodne elektrone, a njegova visoka toplinska vodljivost povezana je s visokom električnom vodljivošću. Suprotno tome, toplinska provođenje u dijamantu ostvaruje se samo rešetkastim vibracijama (tj. Phononi). Izuzetno jake kovalentne veze između dijamantnih atoma čine krutu kristalnu rešetku imaju visoku frekvenciju vibracije, tako da je njegova karakteristična temperatura debye čak 2.220 k.

Budući da je većina primjena mnogo niža od temperature debye, raspršivanje fonona je malo, pa je otpor toplinske provodljivosti s fononom jer je medij izuzetno mali. Ali svaka mana rešetka će proizvesti raspršivanje fonona, smanjujući na taj način toplinsku vodljivost, što je svojstvena karakteristika svih kristalnih materijala. Defekti u dijamantu obično uključuju točke oštećenja kao što su teže ˡ³c izotope, nečistoće dušika i slobodna radna mjesta, produženi nedostaci poput slaganja grešaka i dislokacija i 2D oštećenja poput granica zrna.

Dijamantni kristal ima redovnu tetraedralnu strukturu, u kojoj sva 4 usamljena para ugljikovih atoma mogu tvoriti kovalentne veze, tako da nema slobodnih elektrona, tako da dijamant ne može provesti električnu energiju.

Osim toga, atomi ugljika u dijamantu povezani su s četiri valentne veze. Budući da je CC veza u dijamantu vrlo jaka, svi valentni elektroni sudjeluju u stvaranju kovalentnih veza, tvoreći kristalnu strukturu u obliku piramide, tako da je tvrdoća dijamanta vrlo velika, a točka taljenja visoka. A ova struktura dijamanta također ga apsorbira vrlo malo svjetlosnih traka, većina svjetlosti ozdravljenih na dijamantu odražava se, pa iako je vrlo tvrdo, izgleda prozirno.

Trenutno su popularniji materijali za raspršivanje topline uglavnom članovi obitelji nano-ugljika, uključujućinanodijamond, nano-grafen, grafenske pahuljice, nano-grafitni prah u obliku pahuljice i ugljikove nanocjevčice. Međutim, prirodni grafitni filmovi za raspršivanje topline su deblji i imaju nisku toplinsku vodljivost, što je teško udovoljiti potrebama raspršivanja topline budućih uređaja visoke gustoće velike energije. Istodobno, ne zadovoljava visoke zahtjeve ljudi za ultra svjetlost i tanki, dugi vijek trajanja baterije. Stoga je izuzetno važno pronaći nove super-termalne vodljive materijale. Za to je potrebno da takvi materijali imaju izuzetno nisku brzinu toplinske ekspanzije, ultra visoku toplinsku vodljivost i lakoću. Ugljični materijali poput dijamanta i grafena samo ispunjavaju zahtjeve. Imaju visoku toplinsku vodljivost. Njihovi kompozitni materijali su svojevrsni materijali za provođenje topline i raspršivanje topline s velikim potencijalom primjene i postali su fokus pozornosti.

Ako želite znati više o našim nanodiamondsima, ljubazno se obratite našem osoblju.