Diamantno strukturo v kristalografiji imenujemo tudi kubična kristalna struktura diamanta, ki nastane s kovalentno vezavo ogljikovih atomov.Številne ekstremne lastnosti diamanta so neposredna posledica trdnosti kovalentne vezi sp³, ki tvori togo strukturo in majhnega števila ogljikovih atomov.Kovina prevaja toploto skozi proste elektrone, njena visoka toplotna prevodnost pa je povezana z visoko električno prevodnostjo.V nasprotju s tem se toplotna prevodnost v diamantu izvaja le z mrežnimi vibracijami (tj. fononi).Zaradi izjemno močnih kovalentnih vezi med atomi diamanta ima toga kristalna mreža visoko frekvenco nihanja, zato je njena Debyejeva značilna temperatura kar 2220 K.

Ker je večina aplikacij veliko nižja od Debyejeve temperature, je fononsko sipanje majhno, zato je upor toplotne prevodnosti s fononom kot medijem izjemno majhen.Toda vsaka napaka na mreži bo povzročila sipanje fononov in s tem zmanjšala toplotno prevodnost, ki je lastna značilnost vseh kristalnih materialov.Napake v diamantu običajno vključujejo točkovne napake, kot so težji izotopi ˡ³C, dušikove nečistoče in prazna mesta, razširjene napake, kot so napake zlaganja in dislokacije, ter 2D napake, kot so meje zrn.

Kristal diamanta ima pravilno tetraedrsko strukturo, v kateri lahko vsi 4 osamljeni pari ogljikovih atomov tvorijo kovalentne vezi, zato ni prostih elektronov, zato diamant ne more prevajati elektrike.

Poleg tega so atomi ogljika v diamantu povezani s štirivalentnimi vezmi.Ker je CC vez v diamantu zelo močna, vsi valenčni elektroni sodelujejo pri tvorbi kovalentnih vezi, ki tvorijo kristalno strukturo v obliki piramide, zato je trdota diamanta zelo visoka in tališče visoko.In zaradi te strukture diamant absorbira zelo malo svetlobnih trakov, večina svetlobe, obsevane na diamant, se odbije ven, tako da je kljub temu, da je zelo trd, videti prozoren.

Trenutno so bolj priljubljeni materiali za odvajanje toplote večinoma člani družine nano-ogljičnih materialov, vključno znanodiamant, nano-grafen, grafenski kosmiči, nano-grafitni prah v obliki kosmičev in ogljikove nanocevke.Vendar pa so izdelki iz filma za odvajanje toplote iz naravnega grafita debelejši in imajo nizko toplotno prevodnost, kar težko izpolni zahteve glede odvajanja toplote prihodnjih naprav z visoko močjo in gostoto integracije.Hkrati pa ne izpolnjuje zahtev ljudi po visoki zmogljivosti za ultralahke in tanke baterije z dolgo življenjsko dobo.Zato je izredno pomembno najti nove super-toplotno prevodne materiale.To zahteva, da imajo takšni materiali izjemno nizko stopnjo toplotnega raztezanja, ultra visoko toplotno prevodnost in lahkost.Ogljikovi materiali, kot sta diamant in grafen, le izpolnjujejo zahteve.Imajo visoko toplotno prevodnost.Njihovi kompozitni materiali so nekakšni materiali za toplotno prevodnost in odvajanje toplote z velikim potencialom uporabe, zato so postali v središču pozornosti.

Če želite izvedeti več o naših nanodiamantih, se obrnite na naše osebje.