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纳米金刚石导热原理

来源:广州宏武材料科技有限公司     发布时间:2020-07-28浏览量:

      在晶体学中,金刚石结构又称为金刚石立方晶体结构,由碳原子通过共价键结合形成。金刚石的许多极致属性都是形成刚性结构的sp³共价键强度和少量碳原子作用下的直接结果。金属通过自由电子传导热量,其高热传导性与高导电性相关联,相比之下,金刚石中的热量传导仅由晶格振动(即声子)完成。金刚石原子之间极强的共价键使刚性晶格具有高振动频率,因此其德拜特征温度高达2,220 K。由于大部分应用远低于德拜温度,声子散射较小,因此以声子为媒介的热传导阻力极小。但任何晶格缺陷都会产生声子散射,从而降低热传导性,这是所有晶体材料的固有特征。金刚石中的缺陷通常包括较重的ˡ³C同位素、氮杂质和空缺等点缺陷,堆垛层错和位错等扩展缺陷以及晶界等2D缺陷。

      但是金刚石晶体为正四面体结构,其中碳原子的4个孤对电子可以全部形成共价键,因此就没有自由电子,这样金刚石就不能导电。而且金刚石中碳原子以四价键链接,由于钻石中的C-C键很强,所有的价电子都参与了共价键的形成,形成金字塔状的晶体结构,所以金刚石硬度非常大,熔点高。且金刚石的这种结构也使得它可吸收的光波段很少,照射到金刚石上的光线大部分被反射出去,因此它虽然硬度很高,看上去却是透明的。


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