Na cristalografia, a estrutura do diamante também é chamada de estrutura de cristal cúbica de diamante, que é formada pela ligação covalente de átomos de carbono. Muitas das propriedades extremas do diamante são o resultado direto da resistência de união covalente SPP que forma uma estrutura rígida e um pequeno número de átomos de carbono. O metal conduz calor através de elétrons livres e sua alta condutividade térmica está associada a alta condutividade elétrica. Por outro lado, a condução de calor no diamante é realizada apenas por vibrações na treliça (ou seja, fônons). As ligações covalentes extremamente fortes entre os átomos de diamante fazem com que a rede de cristal rígida tenha uma alta frequência de vibração; portanto, sua temperatura característica de Debye é tão alta quanto 2.220 K.

Como a maioria das aplicações é muito menor que a temperatura de Debye, a dispersão do fônon é pequena; portanto, a resistência à condução de calor com o fonon, pois o meio é extremamente pequeno. Mas qualquer defeito da treliça produzirá espalhamento fonon, reduzindo assim a condutividade térmica, que é uma característica inerente a todos os materiais de cristal. Os defeitos no diamante geralmente incluem defeitos pontuais, como isótopos ˡ³C mais pesados, impurezas de nitrogênio e vagas, defeitos estendidos, como falhas de empilhamento e deslocamentos e defeitos 2D, como limites de grãos.

O cristal de diamante possui uma estrutura tetraédrica regular, na qual todos os 4 pares solitários de átomos de carbono podem formar ligações covalentes; portanto, não há elétrons livres, para que o diamante não possa conduzir eletricidade.

Além disso, os átomos de carbono no diamante estão ligados por ligações de quatro valentes. Como a ligação CC no diamante é muito forte, todos os elétrons de valência participam da formação de ligações covalentes, formando uma estrutura de cristal em forma de pirâmide, a dureza do diamante é muito alta e o ponto de fusão é alto. E essa estrutura de diamante também faz absorver muito poucas faixas de luz, a maior parte da luz irradiada no diamante é refletida; portanto, embora seja muito difícil, parece transparente.

Atualmente, os materiais de dissipação de calor mais populares são principalmente membros da família de materiais de nano-carbono, incluindoNanodiamond, nano-grafeno, flocos de grafeno, pó de nano-grafita em forma de flocos e nanotubos de carbono. No entanto, os produtos de filme de dissipação de calor de grafite naturais são mais espessos e têm baixa condutividade térmica, o que é difícil de atender aos requisitos de dissipação de calor de futuros dispositivos de alta potência e alta densidade de integração. Ao mesmo tempo, ele não atende aos requisitos de alto desempenho das pessoas para uma duração de bateria ultra-leve e fina e fina. Portanto, é extremamente importante encontrar novos materiais condutores super-térmicos. Isso exige que esses materiais tenham taxa de expansão térmica extremamente baixa, condutividade térmica ultra alta e leveza. Materiais de carbono, como diamante e grafeno, apenas atendem aos requisitos. Eles têm alta condutividade térmica. Seus materiais compostos são um tipo de condução de calor e materiais de dissipação de calor com grande potencial de aplicação, e eles se tornaram o foco da atenção.

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