În cristalografie, structura diamantului este numită și structură cristalină cubică de diamant, care este formată prin legarea covalentă a atomilor de carbon.Multe dintre proprietățile extreme ale diamantului sunt rezultatul direct al rezistenței legăturii covalente sp³ care formează o structură rigidă și un număr mic de atomi de carbon.Metalul conduce căldura prin electroni liberi, iar conductivitatea sa termică ridicată este asociată cu o conductivitate electrică ridicată.În schimb, conducția căldurii în diamant este realizată numai prin vibrații ale rețelei (adică, fononi).Legăturile covalente extrem de puternice dintre atomii de diamant fac ca rețeaua cristalină rigidă să aibă o frecvență mare de vibrație, astfel încât temperatura sa caracteristică Debye este de până la 2.220 K.

Deoarece majoritatea aplicațiilor sunt mult mai scăzute decât temperatura Debye, împrăștierea fononului este mică, astfel încât rezistența la conducerea căldurii cu fononul ca mediu este extrem de mică.Dar orice defect al rețelei va produce împrăștierea fononilor, reducând astfel conductivitatea termică, care este o caracteristică inerentă a tuturor materialelor cristaline.Defectele diamantelor includ, de obicei, defecte punctiforme, cum ar fi izotopi ˡ³C mai grei, impurități de azot și locuri libere, defecte extinse, cum ar fi defecte de stivuire și dislocații și defecte 2D, cum ar fi limitele de granule.

Cristalul de diamant are o structură tetraedrică obișnuită, în care toate cele 4 perechi singure de atomi de carbon pot forma legături covalente, deci nu există electroni liberi, astfel încât diamantul nu poate conduce electricitatea.

În plus, atomii de carbon din diamant sunt legați prin legături cu patru valențe.Deoarece legătura CC din diamant este foarte puternică, toți electronii de valență participă la formarea legăturilor covalente, formând o structură cristalină în formă de piramidă, astfel încât duritatea diamantului este foarte mare și punctul de topire este ridicat.Și această structură a diamantului îl face să absoarbă foarte puține benzi de lumină, cea mai mare parte a luminii iradiate pe diamant este reflectată, așa că, deși este foarte dur, pare transparent.

În prezent, cele mai populare materiale de disipare a căldurii sunt în principal membri ai familiei de materiale nano-carbon, inclusivnanodiamond, nano-grafen, fulgi de grafen, pulbere de nano-grafit în formă de fulgi și nanotuburi de carbon.Cu toate acestea, produsele din film de disipare a căldurii din grafit natural sunt mai groase și au o conductivitate termică scăzută, ceea ce este dificil de îndeplinit cerințele de disipare a căldurii ale viitoarelor dispozitive de mare putere și densitate de integrare ridicată.În același timp, nu îndeplinește cerințele de înaltă performanță ale oamenilor pentru o baterie ultra-ușoară și subțire, de viață lungă.Prin urmare, este extrem de important să găsim noi materiale super-conductoare termice.Acest lucru necesită ca astfel de materiale să aibă o rată de expansiune termică extrem de scăzută, o conductivitate termică ultra-înaltă și ușurință.Materialele de carbon, cum ar fi diamantul și grafenul, îndeplinesc cerințele.Au o conductivitate termică ridicată.Materialele lor compozite sunt un fel de materiale de conducție și disipare a căldurii cu potențial mare de aplicare și au devenit în centrul atenției.

Dacă doriți să aflați mai multe despre nanodiamantele noastre, vă rugăm să nu ezitați să contactați personalul nostru.