U kristalografiji se dijamantna struktura naziva i kubična kristalna struktura dijamanta, koja nastaje kovalentnom vezom ugljikovih atoma.Mnoga ekstremna svojstva dijamanta izravan su rezultat snage sp³ kovalentne veze koja tvori krutu strukturu i malog broja ugljikovih atoma.Metal provodi toplinu kroz slobodne elektrone, a njegova visoka toplinska vodljivost povezana je s visokom električnom vodljivošću.Nasuprot tome, provođenje topline u dijamantu postiže se samo vibracijama rešetke (tj. fononima).Iznimno jake kovalentne veze između atoma dijamanta čine da kruta kristalna rešetka ima visoku frekvenciju vibracija, tako da je njezina Debyeova karakteristična temperatura čak 2220 K.

Budući da je većina primjena puno niža od Debyeove temperature, raspršenje fonona je malo, pa je otpor provođenju topline s fononom kao medijem iznimno mali.Ali svaki defekt rešetke proizvest će raspršenje fonona, čime se smanjuje toplinska vodljivost, koja je svojstvena svojstvu svih kristalnih materijala.Defekti u dijamantu obično uključuju točkaste defekte kao što su teži ˡ³C izotopi, dušikove nečistoće i prazna mjesta, proširene defekte kao što su greške slaganja 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 tvoriti kovalentne veze, tako da nema slobodnih elektrona, pa dijamant ne može provoditi struju.

Osim toga, atomi ugljika u dijamantu povezani su četverovalentnim vezama.Budući da je CC veza u dijamantu vrlo jaka, svi valentni elektroni sudjeluju u stvaranju kovalentnih veza, tvoreći kristalnu strukturu u obliku piramide, pa je tvrdoća dijamanta vrlo visoka, a talište visoko.A ova struktura dijamanta također čini da apsorbira vrlo malo svjetlosnih traka, većina svjetlosti koja se zrači na dijamantu se reflektira prema van, pa iako je vrlo tvrd, izgleda proziran.

Trenutačno su popularniji materijali za disipaciju topline uglavnom članovi obitelji nano-ugljičnih materijala, uključujućinanodijamant, nano-grafen, grafenske ljuskice, nano-grafitni prah u obliku ljuskica i ugljikove nanocijevi.Međutim, proizvodi od prirodnog grafita za raspršivanje topline su deblji i imaju nisku toplinsku vodljivost, što je teško ispuniti zahtjeve rasipanja topline budućih uređaja visoke snage i gustoće integracije.U isto vrijeme, ne ispunjava zahtjeve ljudi za visokim učinkom za ultra laganu i tanku bateriju s dugim vijekom trajanja.Stoga je iznimno važno pronaći nove supertoplinski vodljive materijale.To zahtijeva da takvi materijali imaju iznimno nisku toplinsku ekspanziju, ultra visoku toplinsku vodljivost i lakoću.Ugljični materijali poput dijamanta i grafena jednostavno ispunjavaju zahtjeve.Imaju visoku toplinsku vodljivost.Njihovi kompozitni materijali vrsta su materijala za provođenje i raspršivanje topline s velikim potencijalom primjene i postali su u središtu pažnje.

Ako želite saznati više o našim nanodijamantima, slobodno se obratite našem osoblju.