Kristalografide, elmas yapıya karbon atomlarının kovalent bağlanması ile oluşturulan elmas kübik kristal yapısı da denir. Elmasın aşırı özelliklerinin çoğu, sert bir yapı ve az sayıda karbon atomu oluşturan sp³ kovalent bağ mukavemetinin doğrudan sonucudur. Metal, serbest elektronlardan ısıyı iletir ve yüksek termal iletkenliği yüksek elektriksel iletkenlik ile ilişkilidir. Buna karşılık, elmasdaki ısı iletimi sadece kafes titreşimleri (yani fononlar) ile gerçekleştirilir. Elmas atomları arasındaki son derece güçlü kovalent bağlar, sert kristal kafesin yüksek bir titreşim frekansına sahip olmasını sağlar, bu nedenle Debye karakteristik sıcaklığı 2.220 K kadar yüksektir.

Çoğu uygulama Debye sıcaklığından çok daha düşük olduğundan, fonon saçılması küçüktür, bu nedenle ortam son derece küçük olduğu için fonon ile ısı iletim direnci. Ancak herhangi bir kafes kusuru fonon saçılımı üretecek, böylece tüm kristal malzemelerin doğal bir özelliği olan termal iletkenliği azaltacaktır. Elmastaki kusurlar genellikle daha ağır ˡ³c izotopları, azot safsızlıkları ve boş pozisyonlar, istifleme hataları ve çıkıklar gibi genişletilmiş kusurlar ve tane sınırları gibi 2D kusurlar içerir.

Elmas kristali, 4 yalnız çift karbon atomunun hepsinin kovalent bağlar oluşturabileceği düzenli bir tetrahedral yapıya sahiptir, bu nedenle serbest elektron yoktur, bu nedenle elmas elektrik gerçekleştiremez.

Ek olarak, elmas içindeki karbon atomları dört valent bağlarla bağlanır. Elmastaki CC bağı çok güçlü olduğundan, tüm değerlik elektronları kovalent bağların oluşumuna katılır, piramit şeklindeki bir kristal yapı oluşturur, bu nedenle elmasın sertliği çok yüksektir ve erime noktası yüksektir. Ve bu elmas yapısı da çok az ışık bantını emiyor, elmas üzerinde ışınlanan ışığın çoğu yansıtılıyor, bu yüzden çok zor olsa da, şeffaf görünüyor.

Şu anda, daha popüler ısı dağılma malzemeleri, esas olarak nano-karbon malzeme ailesinin üyeleridir,nanodiamon, nano-grafen, grafen pulları, pul şeklindeki nano-grafit tozu ve karbon nanotüpler. Bununla birlikte, doğal grafit ısı dağılma filmi ürünleri daha kalındır ve düşük termal iletkenliğe sahiptir, bu da gelecekteki yüksek güçlü, yüksek entegrasyon yoğunluklu cihazların ısı dağılma gereksinimlerini karşılaması zordur. Aynı zamanda, insanların ultra hafif ve ince, uzun pil ömrü için yüksek performanslı gereksinimlerini karşılamıyor. Bu nedenle, yeni süper termal iletken malzemeler bulmak son derece önemlidir. Bu, bu tür malzemelerin son derece düşük termal genleşme oranına, ultra yüksek termal iletkenliğe ve hafifliğe sahip olmasını gerektirir. Elmas ve grafen gibi karbon malzemeleri gereksinimleri karşılamaktadır. Yüksek termal iletkenliğe sahiptirler. Kompozit malzemeleri, büyük uygulama potansiyeline sahip bir tür ısı iletimi ve ısı yayılma malzemeleridir ve dikkatin odağı haline gelmiştir.

Nanodiamonds hakkında daha fazla bilgi edinmek isterseniz, personelimizle iletişime geçmekten çekinmeyin.