다이아몬드는 강한 공유 결합과 단단한 결정 구조로 인해 뛰어난 특성을 지닌 것으로 유명합니다. 이러한 특성은 다음과 같습니다:
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탁월한 경도 및 강성: 다이아몬드는 모스 척도에서 경도가 10으로 알려진 가장 단단한 천연 소재입니다. 이는 격자 구조의 탄소 원자 사이의 강한 공유 결합으로 인한 것으로, 높은 강성에도 기여합니다.
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높은 상온 열전도율: 다이아몬드는 상온에서 열전도율이 가장 높은 소재로, 열 방출이 중요한 애플리케이션에 매우 중요합니다. 이 특성은 구리의 5배에 달하기 때문에 전자제품 및 기타 고온 응용 분야에 사용하기에 이상적입니다.
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낮은 열 팽창: 다이아몬드는 열팽창 계수가 매우 낮기 때문에 다양한 온도에서도 크기와 모양이 잘 유지됩니다. 이 특성은 정밀 엔지니어링 및 광학 분야에서 필수적입니다.
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방사선 경도: 다이아몬드는 방사선 손상에 강하기 때문에 원자로나 우주 분야와 같이 방사선 수치가 높은 환경에서 사용하기에 적합합니다.
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화학적 불활성: 다이아몬드는 화학적으로 불활성이며 대부분의 산, 염기 또는 기타 화학 시약과 반응하지 않습니다. 따라서 열악한 화학 환경과 고순도가 필요한 응용 분야에 유용합니다.
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전기적 특성: 다이아몬드는 전자 밴드 갭이 넓기 때문에 고전압에서도 매우 낮은 전류를 전달합니다. 또한 붕소를 도핑하여 금속과 유사한 전기 전도도를 얻을 수 있습니다. 또한 다이아몬드는 높은 전기 캐리어 이동도와 우수한 전기 절연 특성을 나타냅니다.
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광학 특성: 다이아몬드는 높은 굴절률, 제로 복굴절(스트레스를 받지 않은 경우), 높은 분산도를 가지고 있어 광채, 반짝임, 불의 원인이 됩니다. 이러한 광학적 특성은 보석 응용 분야에서 매우 중요합니다.
다이아몬드는 스펙트럼 특성과 자외선에 대한 투명도에 따라 유형 I과 유형 II로 분류됩니다. 타입 I 다이아몬드는 300nm 이하의 자외선에 불투명하고 특정 범위에서 강한 흡수를 보이는 반면, 타입 II 다이아몬드는 이 파장에 투명하며 거의 완벽한 결정으로 간주됩니다.
합성 다이아몬드 기술, 특히 화학기상증착(CVD) 다이아몬드의 발전으로 천연 또는 HPHT 합성 다이아몬드에 비해 불순물을 제어하고 잠재적으로 저렴한 비용으로 더 큰 크기를 생산할 수 있는 능력으로 인해 다이아몬드의 잠재적 응용 분야가 확대되었습니다.
전반적으로 기계적, 열적, 전기적, 광학적 특성의 독특한 조합으로 인해 다이아몬드는 보석에서 첨단 산업에 이르기까지 다양한 분야에서 큰 관심을 받고 있는 소재입니다.
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