다이아몬드는 주로 결정 구조에 따라 단결정 다이아몬드, 다결정 다이아몬드, 보석-등급 다이아몬드의 세 가지 범주로 분류됩니다. 산업 응용 분야에서 다이아몬드는 복합 산업 제품을 만드는 핵심 재료로도 사용됩니다. 각 종류의 특징과 용도는 다음과 같습니다.
1. 단-결정 다이아몬드: 단결정으로 구성된 탄소 원자는 sp³ 혼성화를 통해 포화 공유 사면체 구조를 형성합니다. 결정립계가 없고 이방성이며, 모스 경도 10, 열전도도 2200~2400W/(m·K)로 자연에서 발견되는 가장 단단한 물질입니다.
주로 고온-고압-압력(HPHT)과 화학기상증착(CVD)을 통해 제조되므로 대규모-생산이 가능합니다. 현재 중국은 직경 100mm의 단결정-다이아몬드 웨이퍼를 제조할 수 있습니다.
응용 분야: 초정밀 절삭 공구, 반도체 방열 기판, 광학 장치, 석유 시추용 비트. 고정밀 가공은 집적 회로 칩 제조에 적합한 나노미터- 수준의 정확도를 달성할 수 있습니다.
2. 다결정 다이아몬드
불포화 결합을 통해 나노 규모의 다이아몬드 미세 결정(일반적으로 입자 크기가 100나노미터 미만)이 응집되어 형성된 3차원-네트워크 구조를 구성합니다. 일반적인 입자 크기는 5~20나노미터로 천연 블랙 다이아몬드의 구조와 유사합니다.
독특한 자가 연마 특성과 높은 인성을{0}}가지고 있습니다. 연삭하는 동안 표면 미세 결정이 지속적으로 벗겨져 새로운 절삭날이 형성되어 단단한 재료의 가공 효율성이 2~4배 증가합니다. CVD로 준비된 방열판은 2000W/m·K를 초과하는 열전도율을 달성할 수 있으며 특수 이종 구조는 169GPa의 비커스 경도에 도달할 수 있습니다.
응용 분야: 연삭 및 연마, 전자 포장, 반도체 방열; 초경질 가공분야의 핵심소재입니다.
3. 보석-품질 다이아몬드
보석에 적합한 단결정-다이아몬드에 속합니다. 요구 사항에는 1캐럿 이상의 단결정 중량, 큰 입자 크기, 높은 투명성 및 적은 불순물이 포함됩니다. 일반적인 품종에는 무색, 파란색, 빨간색이 포함됩니다. 결정은 대부분 팔면체 또는 마름모 십이면체입니다.
굴절률 2.417, 분산값 0.044로 강한 금강광택을 나타내며, 햇빛에 노출되면 옅은 청색 인광을 발산합니다. 전체 천연 다이아몬드의 17%-20%만을 차지합니다. MPCVD법을 이용하면 고순도 결정을 인공적으로 합성할 수 있다.
응용 분야: 절단하고 광택을 낸 후 다이아몬드 주얼리가 되어 장신구와 수공예품 생산에 사용되며 고급 수집품 및 투자 품목으로도 간주됩니다.-
