У кристалографији се дијамантска структура назива и дијамантска кубна кристална структура која настаје ковалентном везом атома угљеника. Многа екстремна својства дијаманта директни су резултат чврстоће сп³ ковалентне везе која формира круту структуру и мали број атома угљеника. Метал проводи топлоту кроз слободне електроне, а његова висока топлотна проводљивост повезана је са великом електричном проводношћу. Супротно томе, проводљивост топлоте у дијаманту постиже се само вибрацијама решетке (тј. Фонона). Изузетно јаке ковалентне везе између атома дијаманта чине да крута кристална решетка има високу фреквенцију вибрација, па је њена карактеристична температура Дебие-а чак 2.220 К.

 

      Будући да је већина примена много нижа од температуре Дебие-а, распршење фонона је мало, па је отпор проводљивости топлоте са фононом као средином изузетно мали. Али било који дефект решетке произвешће распршење фонона, смањујући на тај начин топлотну проводљивост, што је својствено свим кристалним материјалима. Дефекти дијаманта обично укључују тачкасте дефекте као што су тежи изотопи Ц³ Ц, нечистоће и слободна места у азоту, продужени дефекти као што су грешке и дислокације слагања и 2Д дефекти попут граница зрна.

 

      Дијамантски кристал има правилну тетраедарску структуру, у којој сва 4 усамљена пара атома угљеника могу формирати ковалентне везе, тако да нема слободних електрона, па дијамант не може проводити електричну енергију.

 

      Поред тога, атоми угљеника у дијаманту повезани су четворовалним везама. Будући да је ЦЦ веза у дијаманту веома јака, сви валентни електрони учествују у стварању ковалентних веза, формирајући кристалну структуру у облику пирамиде, па је тврдоћа дијаманта врло висока, а тачка топљења висока. А ова структура дијаманта такође чини да апсорбује врло мало светлосних трака, већина светлости зрачене дијамантом се одбија, па иако је врло тврд, изгледа провидно.

 

      Тренутно су популарнији материјали за одвођење топлоте углавном чланови породице нано-угљеничних материјала, укључујући нанодиамонд, нано-графен, графенске љуспице, нано-графитни прах у облику љуспице и угљене наноцеви. Међутим, производи од природног графитног филма за одвођење топлоте су дебљи и имају ниску топлотну проводљивост, што је тешко удовољити захтевима за одвођење топлоте будућих уређаја велике снаге и високе густине интеграције. Истовремено, не испуњава захтеве људи за високим перформансама за изузетно лагане и танке, дуге трајање батерије. Због тога је изузетно важно пронаћи нове супер-топлотно проводљиве материјале. То захтева да такви материјали имају изузетно ниску стопу топлотног ширења, изузетно високу топлотну проводљивост и лакоћу. Угљенични материјали попут дијаманта и графена само испуњавају захтеве. Имају високу топлотну проводљивост. Њихови композитни материјали су врста материјала за проводјење топлоте и одвођење топлоте са великим потенцијалом примене и постали су фокус пажње.

 

      Ако желите да сазнате више о нашим нано-дијамантима, слободно контактирајте наше особље.

 


Време објављивања: мај-10-2021