У кристалографії структуру алмазу також називають кубічною кристалічною структурою алмазу, яка утворена ковалентним зв’язком атомів вуглецю.Багато надзвичайних властивостей алмазу є прямим результатом міцності ковалентного зв’язку sp³, який утворює жорстку структуру та невелику кількість атомів вуглецю.Метал проводить тепло через вільні електрони, і його висока теплопровідність пов'язана з високою електропровідністю.Навпаки, теплопровідність в алмазі здійснюється лише коливаннями решітки (тобто фононами).Надзвичайно міцні ковалентні зв’язки між атомами алмазу роблять тверду кристалічну решітку високою частотою коливань, тому її характерна температура Дебая досягає 2220 К.

Оскільки температура більшості застосувань значно нижча за температуру Дебая, розсіювання фононів є невеликим, тому опір теплопровідності з фононом як середовищем надзвичайно малий.Але будь-який дефект решітки спричинить розсіювання фононів, тим самим зменшуючи теплопровідність, яка є невід’ємною характеристикою всіх кристалічних матеріалів.Дефекти в алмазі зазвичай включають точкові дефекти, такі як більш важкі ізотопи ˡ³C, домішки азоту та вакансії, розширені дефекти, такі як дефекти упаковки та дислокації, і двовимірні дефекти, такі як межі зерен.

Кристал алмазу має правильну тетраедричну структуру, в якій усі 4 неподілені пари атомів вуглецю можуть утворювати ковалентні зв’язки, тому немає вільних електронів, тому алмаз не може проводити електрику.

Крім того, атоми вуглецю в алмазі з'єднані чотиривалентними зв'язками.Оскільки зв’язок CC в алмазі дуже міцний, усі валентні електрони беруть участь в утворенні ковалентних зв’язків, утворюючи кристалічну структуру у формі піраміди, тому твердість алмазу дуже висока, а температура плавлення висока.І завдяки цій структурі алмазу він також поглинає дуже мало світлових смуг, більша частина світла, яке випромінює алмаз, відбивається назовні, тому, хоча він дуже твердий, він виглядає прозорим.

В даний час більш популярні матеріали для розсіювання тепла в основному належать до сімейства нановуглецевих матеріалівнаноалмаз, нанографен, пластівці графену, порошок нанографіту у формі пластівців та вуглецеві нанотрубки.Проте вироби з плівки для розсіювання тепла з природного графіту товщі та мають низьку теплопровідність, що важко задовольнити вимоги до розсіювання тепла для майбутніх пристроїв високої потужності з високою щільністю інтеграції.Водночас він не відповідає високим вимогам людей щодо надлегкої та тонкої батареї з тривалим терміном служби.Тому надзвичайно важливо знайти нові надтеплопровідні матеріали.Це вимагає від таких матеріалів надзвичайно низького коефіцієнта теплового розширення, надвисокої теплопровідності та легкості.Вуглецеві матеріали, такі як алмаз і графен, просто відповідають вимогам.Мають високу теплопровідність.Їх композитні матеріали є різновидом теплопровідних і тепловідвідних матеріалів з великим потенціалом застосування, і вони стали центром уваги.

Якщо ви хочете дізнатися більше про наші наноалмази, зв’яжіться з нашими співробітниками.