V kryštalografii sa diamantová štruktúra nazýva aj diamantová kubická kryštálová štruktúra, ktorá vzniká kovalentnou väzbou atómov uhlíka.Mnohé z extrémnych vlastností diamantu sú priamym výsledkom pevnosti kovalentnej väzby sp³, ktorá tvorí tuhú štruktúru a malý počet atómov uhlíka.Kov vedie teplo cez voľné elektróny a jeho vysoká tepelná vodivosť je spojená s vysokou elektrickou vodivosťou.Na rozdiel od toho, vedenie tepla v diamante sa dosahuje iba vibráciami mriežky (tj fonónov).Extrémne silné kovalentné väzby medzi atómami diamantu spôsobujú, že tuhá kryštálová mriežka má vysokú frekvenciu vibrácií, takže jej charakteristická teplota Debye je až 2 220 K.

Pretože väčšina aplikácií je oveľa nižšia ako teplota Debye, rozptyl fonónu je malý, takže odpor vedenia tepla s fonónom ako médiom je extrémne malý.Akýkoľvek defekt mriežky však spôsobí fonónový rozptyl, čím sa zníži tepelná vodivosť, ktorá je prirodzenou vlastnosťou všetkých kryštálových materiálov.Defekty diamantu zvyčajne zahŕňajú bodové defekty, ako sú ťažšie izotopy ˡ³C, dusíkaté nečistoty a prázdne miesta, rozšírené defekty, ako sú stohovacie chyby a dislokácie, a 2D defekty, ako sú hranice zŕn.

Diamantový kryštál má pravidelnú štvorstennú štruktúru, v ktorej všetky 4 osamelé páry uhlíkových atómov môžu vytvárať kovalentné väzby, takže neexistujú žiadne voľné elektróny, takže diamant nemôže viesť elektrinu.

Okrem toho sú atómy uhlíka v diamante spojené štvormocnými väzbami.Pretože väzba CC v diamante je veľmi silná, všetky valenčné elektróny sa podieľajú na tvorbe kovalentných väzieb, pričom vytvárajú kryštálovú štruktúru v tvare pyramídy, takže tvrdosť diamantu je veľmi vysoká a teplota topenia je vysoká.A táto štruktúra diamantu tiež spôsobuje, že absorbuje veľmi málo svetelných pásov, väčšina svetla ožiareného diamantom sa odráža von, takže hoci je veľmi tvrdý, vyzerá priehľadne.

V súčasnosti sú populárnejšie materiály na odvádzanie tepla najmä členmi rodiny nano-uhlíkových materiálov, vrátanenanodiamant, nano-grafén, grafénové vločky, vločkovitý nano-grafitový prášok a uhlíkové nanorúrky.Výrobky z prírodného grafitového filmu na odvod tepla sú však hrubšie a majú nízku tepelnú vodivosť, čo je ťažké splniť požiadavky budúcich zariadení s vysokým výkonom a vysokou hustotou integrácie na odvod tepla.Zároveň nespĺňa požiadavky ľudí na vysoký výkon na ultraľahkú a tenkú, dlhú výdrž batérie.Preto je mimoriadne dôležité nájsť nové supertepelne vodivé materiály.To vyžaduje, aby tieto materiály mali extrémne nízku tepelnú rozťažnosť, ultra vysokú tepelnú vodivosť a ľahkosť.Uhlíkové materiály ako diamant a grafén len spĺňajú požiadavky.Majú vysokú tepelnú vodivosť.Ich kompozitné materiály sú druhom materiálov na vedenie a odvod tepla s veľkým aplikačným potenciálom a stali sa stredobodom pozornosti.

Ak by ste sa chceli dozvedieť viac o našich nanodiamantoch, neváhajte kontaktovať našich zamestnancov.