金剛石和石墨的區(qū)別

LED振動中的簡諧振子的能量量子，因簡諧振蕩的頻率為聲頻，簡稱聲子，它反映了晶體中原子的集體運動的量子化性質(zhì)。熱的爭論，以為傳熱快，散熱也一是快。這是錯誤的，傳熱快的物質(zhì)其散熱〔吸熱〕的速度不愿定快。由于物質(zhì)的傳熱與熱傳導(dǎo)系數(shù)成正比；散熱〔吸熱〕與比熱容系數(shù)成正比。傳熱快物質(zhì)不愿定散熱快。晶格振動假設(shè):每個原子中心的平衡位置在對應(yīng)晶格格點上；原子離開平衡位置的位移與原子間距相比是小量,可以用諧振近似。晶體內(nèi)的原子在各自的平衡位置上作微小的振動，原子間存在著相互作用力，振動在晶體中形成了波；由于晶格周期性條件的限制，波的能量是量子化的。假設(shè)振動微弱，原子間非簡諧作用可以無視，振動模式可以用一系列獨立的簡諧振子來描述，諧振子的能量量子稱為聲子。由于聲子對固體材料比熱容有功獻爭論。材料的熱學(xué)性能聲子：聲子存在彈性波帶隙、彈性常數(shù)及密度周期分布的材料或構(gòu)造被稱為聲子晶體〔Phononic Crystals〕。聲子這個名詞是仿照光子而來〔由于電磁波也是一種簡諧振動〕。聲子與光子都代表簡諧振動能量的量子。所不同的是光子可存在于介質(zhì)或真空中，而聲子只能存在于晶體之中，只有當(dāng)晶體中的點陣由于熱激發(fā)而振動時才會有聲子，在確定零度下，即在OK時，全部的簡正模式都沒有被激發(fā)，這時晶體中沒有聲子，稱之為聲子真空。聲子與光子存在的范圍不同，即借居區(qū)不同。〔能帶構(gòu)造〕，色散關(guān)系曲線之間的頻率范圍稱為帶隙。圖1為二維聲子晶體的能帶構(gòu)造，圖中陰影所示為帶隙。理論上，帶隙頻率范圍的彈性波傳播被抑制，而其它頻率范圍〔通帶〕的彈性波將在色散關(guān)系的作用下無損耗地傳播。當(dāng)聲子晶體的周期構(gòu)造存在缺陷時，帶隙頻率范圍內(nèi)的彈性波將被局域在缺陷處，或沿缺陷傳播。因此，聲子晶體可用于把握彈性波的傳播，在型散熱材料、型聲學(xué)器件、減振降噪領(lǐng)域具有寬闊的應(yīng)用前景。我們在設(shè)計復(fù)合晶體散熱材料時，首先考慮到：A、金屬電子在確定的溫度；B、聲子晶體可用于把握彈C、復(fù)合晶體中，晶體熱容是相加的關(guān)系；D、要選擇聲子活性強的晶體材料。——晶系、根本格子、等同點分析、正負離子配位數(shù)〔CN〕、晶胞分子數(shù)z、質(zhì)點坐標(biāo)、四周體和八±面體空隙數(shù)量、位置及被占據(jù)狀況、同晶型典型物質(zhì)及特性，熟記幾個典型晶體構(gòu)造圖。金剛石型構(gòu)造金剛石型構(gòu)造是以金剛石構(gòu)造作為代表的。金剛石的化學(xué)式為C，屬立方晶系，根本格Fd3mao

=0.356nm。3-21是金剛石的晶胞圖和投影圖，此晶胞中共有8個C原子，分別位于立方面心的全部結(jié)點位置和交替分布在立方842套等同點，86個面心的質(zhì)點屬于一套，構(gòu)成立方面心格子，體內(nèi)的4個質(zhì)點屬于一套。務(wù)必留意，不同套的等同點，必需具有一樣的布拉維格子，一個晶胞中只能有一種布拉維格子。在金剛石晶體中，C原子的配位數(shù)為4，C-C之間形成共價鍵。當(dāng)建立了坐標(biāo)系之后，就可以確定每個質(zhì)點的坐標(biāo)位置，A的坐標(biāo)為：1/4,1/4,3/4，質(zhì)點B的坐標(biāo)為：1/2,1,1/2，質(zhì)點C的坐標(biāo)為：1,1,1。相對直觀，有助于理解。為了便利表示晶胞，還可以承受投影圖，3-21中示出了晶胞在〔001〕a軸、b軸方向上的位置，已在投影圖中示出，在c軸方501/2均表示在c軸方向一半的高度，其余類推。在金剛石晶體中，質(zhì)點不作嚴(yán)密積存，加上C原子質(zhì)量較輕，所以金剛石的密度較小。由于C-C之間形成很強的共價鍵，所以金剛石具有格外高的硬度和熔點，其硬度是自然界全部物質(zhì)中為最高的。它具有很好的導(dǎo)熱性能，是由于組成質(zhì)點單一，有助于聲子傳導(dǎo)和熱輻射。但金剛石的比熱容卻很小，作散熱用不行。金剛石還具有半導(dǎo)體性能。因此，金剛石常被用作高硬切割材料和磨料以及鉆井用鉆頭、集成電路中散熱片和高溫半導(dǎo)體材料?！瞐-Sn〕〔c-BN〕等。自然界中存在少量自然金剛石，工業(yè)上主要用石墨經(jīng)高溫高壓合成得到。石墨構(gòu)造石墨的化學(xué)式也是C，屬六方晶系，六方原始格子，P63/mmc空間群，ao

=0.246nm，co=0.670nm(3-22)特征是CC原子排列成六方環(huán)C3C0.142nm。層與層之間依靠分子鍵結(jié)合，層間距0.335nm。虛線范圍是單位晶胞。石墨的很多性質(zhì)是與石墨的這種構(gòu)造特點密不行分的。由于石墨層間結(jié)合力較弱，使其簡潔沿層間解理，有滑膩感，表現(xiàn)出良好的潤滑性，在機械工業(yè)上作為中低溫固體潤滑劑。C43個電子1個電子可在層內(nèi)移動，類似于金屬中的自由電子，因此，在平行于層的方2023°C以上。石墨硬度低，易加工，在惰性氣氛中熔點很高，可用作高溫坩堝?！瞙-BN〕與石墨具有一樣的構(gòu)造類型，在石墨晶體構(gòu)造中，將CB原N原子，就成了h-BN。它是陶瓷中惟一可以用車、刨、銑、鉆進展機加工的陶瓷，可用作高溫固體潤滑劑，不導(dǎo)電。金剛石和石墨具有一樣的化學(xué)組成，但構(gòu)造類型卻絕然不同，這是由于它們的生成熱力學(xué)條件不同所致。石墨是在高溫下生成，而金剛石卻是在高溫高壓條件下生成。我們把化學(xué)組成一樣的物質(zhì)，在不同