Kristalogrāfijā dimanta struktūru sauc arī par dimanta kubisko kristālu struktūru, ko veido oglekļa atomu kovalentā saistīšanās. Daudzas dimanta galējās īpašības ir tieši rezultāts sp³ kovalentās saites stiprumam, kas veido stingru struktūru un nelielu skaitu oglekļa atomu. Metāls vada siltumu caur brīvajiem elektroniem, un tā augstā siltuma vadītspēja ir saistīta ar augstu elektrovadītspēju. Turpretī siltuma vadīšanu dimantā veic tikai ar režģa vibrācijām (ti, ar fononiem). Īpaši spēcīgās kovalentās saites starp dimanta atomiem padara stingru kristāla režģi ar augstu vibrācijas frekvenci, tāpēc tā Debjei raksturīgā temperatūra ir tikpat augsta kā 2220 K.

 

      Tā kā vairums lietojumu ir daudz zemāki par Debye temperatūru, fononu izkliede ir maza, tāpēc siltuma vadītspējas pretestība ar fononu kā barotni ir ārkārtīgi maza. Bet jebkurš režģa defekts radīs fonona izkliedi, tādējādi samazinot siltuma vadītspēju, kas raksturīga visiem kristāla materiāliem. Dimanta defekti parasti ietver punktu defektus, piemēram, smagākus CC izotopus, slāpekļa piemaisījumus un vakances, paplašinātus defektus, piemēram, sakraušanas defektus un dislokācijas, un 2D defektus, piemēram, graudu robežas.

 

      Dimanta kristālam ir regulāra tetraedriska struktūra, kurā visi 4 vientuļie oglekļa atomu pāri var veidot kovalentās saites, tāpēc nav brīvu elektronu, tāpēc dimants nevar vadīt elektrību.

 

      Turklāt dimanta oglekļa atomus saista četru valentu saites. Tā kā CC saite dimantā ir ļoti spēcīga, visi valences elektroni piedalās kovalento saišu veidošanā, veidojot piramīdveida kristāla struktūru, tāpēc dimanta cietība ir ļoti augsta un kušanas temperatūra ir augsta. Šī dimanta struktūra arī liek absorbēt ļoti maz gaismas joslu, lielākā daļa no dimanta apstarotās gaismas tiek atstarota, tāpēc, lai arī tas ir ļoti ciets, tas izskatās caurspīdīgs.

 

      Pašlaik populārākie siltuma izkliedēšanas materiāli galvenokārt ir nano-oglekļa materiālu grupas pārstāvji, tostarp nanodiamond, nano-grafēns, grafēna pārslas, pārslu formas nano-grafīta pulveris un oglekļa nanocaurules. Tomēr dabiskā grafīta siltuma izkliedes plēves izstrādājumi ir biezāki un tiem ir zema siltuma vadītspēja, ko ir grūti izpildīt nākotnes lieljaudas, augstas integrācijas blīvuma ierīču siltuma izkliedēšanas prasības. Tajā pašā laikā tas neatbilst cilvēku augstas veiktspējas prasībām attiecībā uz īpaši vieglu un plānu, ilgu akumulatora darbības laiku. Tāpēc ir ārkārtīgi svarīgi atrast jaunus super-siltumvadošus materiālus. Tas prasa, lai šādiem materiāliem būtu ārkārtīgi zems siltuma izplešanās ātrums, īpaši augsta siltuma vadītspēja un vieglums. Oglekļa materiāli, piemēram, dimants un grafēns, tikai atbilst prasībām. Viņiem ir augsta siltuma vadītspēja. To kompozītmateriāli ir sava veida siltuma vadīšanas un siltuma izkliedēšanas materiāli ar lielu pielietošanas potenciālu, un tie ir kļuvuši par uzmanības centrā.

 

      Ja vēlaties uzzināt vairāk par mūsu nanodiamantiem, lūdzu, sazinieties ar mūsu personālu.

 


Izlikšanas laiks: maijs-10-2021