W krystalografii struktura diamentu jest również nazywana sześcienną strukturą kryształu diamentu, która jest utworzona przez kowalencyjne wiązanie atomów węgla.Wiele ekstremalnych właściwości diamentu wynika bezpośrednio z siły wiązania kowalencyjnego sp³, które tworzy sztywną strukturę i niewielką liczbę atomów węgla.Metal przewodzi ciepło przez wolne elektrony, a jego wysokie przewodnictwo cieplne jest związane z wysokim przewodnictwem elektrycznym.W przeciwieństwie do tego, przewodzenie ciepła w diamencie jest osiągane tylko przez wibracje sieci (tj. fonony).Niezwykle silne wiązania kowalencyjne między atomami diamentu sprawiają, że sztywna sieć krystaliczna ma wysoką częstotliwość drgań, więc jej charakterystyczna temperatura Debye'a wynosi aż 2220 K.

Ponieważ większość zastosowań jest znacznie niższa niż temperatura Debye'a, rozpraszanie fononów jest małe, więc opór przewodzenia ciepła z fononem jako medium jest bardzo mały.Ale każda wada sieci spowoduje rozpraszanie fononów, zmniejszając w ten sposób przewodność cieplną, która jest nieodłączną cechą wszystkich materiałów krystalicznych.Defekty diamentu zwykle obejmują defekty punktowe, takie jak cięższe izotopy ˡ³C, zanieczyszczenia i luki azotowe, defekty rozszerzone, takie jak uskoki układania i dyslokacje, oraz defekty 2D, takie jak granice ziaren.

Kryształ diamentu ma regularną czworościenną strukturę, w której wszystkie 4 samotne pary atomów węgla mogą tworzyć wiązania kowalencyjne, więc nie ma wolnych elektronów, więc diament nie może przewodzić prądu.

Ponadto atomy węgla w diamencie są połączone wiązaniami czterowartościowymi.Ponieważ wiązanie CC w diamencie jest bardzo silne, wszystkie elektrony walencyjne uczestniczą w tworzeniu wiązań kowalencyjnych, tworząc strukturę krystaliczną w kształcie piramidy, więc twardość diamentu jest bardzo wysoka, a temperatura topnienia wysoka.Ta struktura diamentu powoduje również, że pochłania on bardzo niewiele pasm światła, większość światła napromieniowanego na diament jest odbijana, więc chociaż jest bardzo twardy, wygląda na przezroczysty.

Obecnie bardziej popularne materiały rozpraszające ciepło należą głównie do rodziny materiałów nanowęglowych, w tymnanodiament, nanografen, płatki grafenu, proszek nanografitu w kształcie płatków i nanorurki węglowe.Jednak produkty z folii rozpraszającej ciepło z naturalnego grafitu są grubsze i mają niską przewodność cieplną, co jest trudne do spełnienia wymagań dotyczących rozpraszania ciepła przyszłych urządzeń o dużej mocy i dużej gęstości integracji.Jednocześnie nie spełnia wymagań ludzi dotyczących wysokiej wydajności w zakresie ultralekkiej i cienkiej baterii o długiej żywotności.Dlatego niezwykle ważne jest znalezienie nowych materiałów przewodzących supertermię.Wymaga to, aby takie materiały miały wyjątkowo niski współczynnik rozszerzalności cieplnej, bardzo wysoką przewodność cieplną i lekkość.Materiały węglowe, takie jak diament i grafen, po prostu spełniają wymagania.Mają wysoką przewodność cieplną.Ich materiały kompozytowe są rodzajem materiałów przewodzących i rozpraszających ciepło o dużym potencjale aplikacyjnym i stały się przedmiotem zainteresowania.

Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o naszych nanodiamentach, uprzejmie prosimy o kontakt z naszym personelem.