ダイヤモンドの材料特性

ダイヤモンド
マトリックス内の八面体ダイヤモンド結晶
一般的な
カテゴリ	天然非金属、鉱物
式 （繰り返し単位）	炭素（C）
結晶系	ダイヤモンド立方体 ( a = 3.56683 Å )
識別
色	ほとんどの場合は無色から黄色または茶色ですが、まれにピンク、オレンジ、緑、青、灰色、または赤もあります。
クリスタル習慣	八面体、立方八面体、球形、または立方体
胸の谷間	完全；八面体の面に平行
骨折	不規則
モース 硬度	10
連勝	白
透けて見える	明らかではない
比重	3.516–3.525
屈折率	2.417
多色性	なし
融着性	空気中で700℃以上で燃焼します。
溶解度	酸には耐性があるが、熱い鋼鉄の中では不可逆的に溶解する
その他の特徴	沸点 = なし、固体に分解する前の蒸気圧は非常に低い
主な品種
バラス	球状、放射状構造、隠微結晶、不透明黒色
ボルト	形成不良、隠晶質、形がない、半透明
カーボナード	塊状、微結晶、不透明黒色

ダイヤモンドは炭素の同素体で、炭素原子はダイヤモンド立方体と呼ばれる特定の立方格子に配列されています。透明から不透明の結晶で、一般に等方性（複屈折がないか非常に弱い）です。ダイヤモンドは、知られている中で最も硬い天然物質です。しかし、構造的に非常に脆いため、バルクダイヤモンドの靭性は普通から良好です。バルクダイヤモンドの正確な引張強度はほとんどわかっていませんが、圧縮強度は最大で60GPa が観測されており、90～100 GPaのマイクロ/ナノメートルサイズのワイヤーまたは針の形で（～ダイヤモンドは、結晶構造が非常に微細で、直径が100～300 nm 、長さが数マイクロメートルの結晶であり、対応する最大引張弾性ひずみは9%を超えます。 ^{[1] [2]}ダイヤモンドの硬度の異方性は、ダイヤモンドのカット時に慎重に考慮されます。ダイヤモンドは、カットされたダイヤモンドに輝きを与える高い屈折率（2.417）と中程度の分散（0.044）の特性を持っています。科学者は、存在する結晶学的欠陥の性質に応じてダイヤモンドを4つの主要なタイプに分類します。ダイヤモンドの結晶構造中の炭素原子を置換する微量不純物、および場合によっては構造欠陥が、ダイヤモンドに見られる幅広い色の原因です。ほとんどのダイヤモンドは電気絶縁体であり、非常に効率的な熱伝導体です。他の多くの鉱物とは異なり、ダイヤモンド結晶の比重（3.52）は、ダイヤモンドごとにかなり小さな変動があります。

ダイヤモンドは、古代ギリシャ人にἀδάμας ( adámas、「適切な、変えられない、壊れない」) ^[3]として知られ、時にはアダマントとも呼ばれ、天然に存在する物質の中で最も硬いことが知られており、鉱物の硬度を表すモース硬度スケールで10に相当します。ダイヤモンドは、各炭素原子が4つの隣接原子と共有結合しているダイヤモンド立方晶と呼ばれる結晶構造により、極めて強いです。バルクの立方晶窒化ホウ素(c-BN) は、ダイヤモンドとほぼ同じ硬度です。ダイヤモンドは鋼などの一部の材料と反応し、c-BNはそのような材料を切断または研磨しても摩耗が少なくなります。^[4] (その閃亜鉛鉱構造はダイヤモンド立方晶構造に似ていますが、原子の種類が交互になっています。) 現在仮説上の物質であるベータ窒化炭素(β- C ₃ N ₄ ) も、ある形ではダイヤモンドと同じかそれ以上の硬度になる可能性があります。ナノメートルの粒径を持つダイヤモンド集合体は、従来の大きなダイヤモンド結晶よりも硬く強靭であることが示されているため、研磨材としてより優れた性能を発揮します。 ^{[5] [6]}これらの新しい超硬質材料をダイヤモンド試験に使用したことにより、ダイヤモンドの硬度についてより正確な値が判明しました。純粋な（つまり、タイプIIa）ダイヤモンドの[111]結晶方向（立方体の最も長い対角線）に垂直な表面の硬度は、ナノダイヤモンドの先端で引っかくと167GPaになるが、ナノダイヤモンドのサンプル自体の値は別のナノダイヤモンドチップでテストすると310GPaになります。このテストは、テストするサンプルよりも硬い材料で作られたチップでのみ適切に機能するため、ナノダイヤモンドの実際の値はそれよりもいくらか低い可能性があります。310GPa . ^[5]

ダイヤモンドの正確な引張強度は不明ですが、60GPaが観測されており、理論的には90～225 GPaで、サンプルの体積/サイズ、ダイヤモンド格子の完全性、およびその方向によって異なります。引張強度は[100]結晶方向（立方面に対して垂直）で最も高く、[110]では低く、[111]軸（最も長い立方体の対角線に沿って）では最も低くなります。^{[7]ダイヤモンドは、あらゆる材料の中で最も}圧縮率が小さいものの1つでもあります。

立方晶ダイヤモンドは、八面体 状に完全に劈開しやすい。つまり、八面体の面に沿った弱い方向で結合が少ない4つの平面しかないため、鈍い衝撃を受けると、その4つの平面に沿ってダイヤモンドが簡単に割れて滑らかな表面が残る。同様に、ダイヤモンドの硬さには明確な方向性がある。最も硬い方向は立方体面の対角線で、最も柔らかい方向である十二面体面の100倍の硬さである。八面体面は、この2つの極端な面の中間にある。ダイヤモンドのカッティング工程は、この方向性の硬さに大きく依存しており、この硬さがなければダイヤモンドを作ることはほぼ不可能である。劈開は、特に大きな石で、カッターが傷のある材料を取り除いたり、同じ原石から複数の石を作ったりする場合に役立つ（カリナンダイヤモンドなど）。^[8]

ダイヤモンドはダイヤモンド立方晶系（空間群Fd 3 m）で結晶化し、四面体に共有結合した炭素原子で構成されています。六方対称のロンズデーライトと呼ばれる2番目の形態も見つかっていますが、非常にまれで、隕石または実験室での合成でのみ形成されます。2つの構造で各原子の局所環境は同一です。理論的には、ロンズデーライトはダイヤモンドよりも硬いと予想されますが、入手可能な石のサイズと品質ではこの仮説を検証できません。^[9]晶癖の点では、ダイヤモンドは自形（整った）または丸い八面体と、三角形の輪郭を持つ双晶の扁平八面体として最もよく見られます。その他の形状には、十二面体と（まれに）立方体があります。整った自形結晶の形成には窒素不純物が重要な役割を果たすという証拠があります。発見された最大のダイヤモンド、例えばカリナンダイヤモンドは形がありませんでした。これらのダイヤモンドは純粋（つまりタイプII）であるため、窒素はほとんど含まれていません。^[8]

ダイヤモンドの八面体面は、その硬度のため光沢が非常に高く、三角形の成長欠陥 (トライゴン) またはエッチピットが面によく見られます。ダイヤモンドの割れ目は不規則です。八面体面に複数の段差があるためほぼ円形のダイヤモンドは、通常、ゴムのような皮膜 ( nyf ) で覆われています。段差面、成長欠陥、nyf の組み合わせにより、「うろこ状」または波形の外観になります。多くのダイヤモンドは非常に歪んでいるため、結晶面はほとんど識別できません。ブラジルとコンゴ民主共和国で発見されたダイヤモンドには多結晶があり、不透明で暗い色の球状で放射状の小さな結晶の塊として存在します。これらはバラと呼ばれ、単結晶ダイヤモンドのような劈開面がないため、産業上重要です。カーボナドは、形のない塊として発生する同様の不透明な微結晶です。バラスダイヤモンドと同様に、カーボナドには劈開面がなく、比重は2.9から3.5と幅広く変化する。ブラジル、ベネズエラ、ガイアナで発見されたボートダイヤモンドは、最も一般的な工業用ダイヤモンドである。これも多結晶で、結晶化が不十分な場合が多く、半透明で劈開しやすい。^[8]

カットされたダイヤモンドのファセットとファセット エッジは、硬度が高く分子結合が強いため、最も平らでシャープに見えます。天然ダイヤモンドの表面の完璧さの奇妙な副作用は、疎水性と親油性の組み合わせです。疎水性とは、ダイヤモンドの上に置いた水滴がまとまった液滴を形成することを意味しますが、他のほとんどの鉱物では、水は表面を覆うように広がります。さらに、ダイヤモンドは異常に親油性であるため、グリースやオイルがダイヤモンドの表面に集まり、広がりますが、他の鉱物では、オイルはまとまった滴を形成します。この特性は、疑わしいダイヤモンド類似品の表面にグリースの線を塗るグリース ペンシルの使用に利用されています。ダイヤモンド表面は、表面の炭素原子が水素原子で終わる場合は疎水性であり、表面の原子が酸素原子またはヒドロキシル ラジカルで終わる場合は親水性です。適切なガスを含むガスまたはプラズマで、温度450℃以上の高温では、表面特性が完全に変化する可能性がある。^[10]天然ダイヤモンドの表面は、酸素の単分子層被覆率が半分以下で、残りは水素であり、その挙動は中程度の疎水性である。これにより、鉱山でいわゆる「グリースベルト」を使用して他の鉱物から分離することができる。^[11]

硬度は傷に対する耐性のみを示すが、ダイヤモンドの靭性や粘り強さは普通から良い程度である。靭性は落下や衝撃による破損に耐える能力に関係する。ダイヤモンドは完全かつ容易に割れるため、破損しやすい。普通のハンマーで叩くとダイヤモンドは砕けてしまう。^[12]天然ダイヤモンドの靭性は次のように測定されている。2.0 MPa⋅m ^1/2であり、アクアマリン（青色）などの他の宝石と比較すると良好ですが、ほとんどのエンジニアリング材料と比較すると劣っています。他の材料と同様に、ダイヤモンドのマクロ的な形状は破損に対する耐性に貢献しています。ダイヤモンドには劈開面があり、そのため、方向によっては他の方向よりも壊れやすくなります。ダイヤモンドカッターは、ファセット加工の前にこの特性を利用して石を劈開します。^{[13] [14]}

バラスダイヤモンドとカーボナードダイヤモンドは例外的で、多結晶であるため単結晶ダイヤモンドよりもはるかに頑丈で、深掘りビットやその他の要求の厳しい産業用途に使用されています。^[15]ダイヤモンドの特定のファセット形状は破損しやすいため、評判の良い保険会社では保険をかけられない場合があります。宝石のブリリアントカットは、破損や割れの可能性を減らすように特別に設計されています。^[8]

ダイヤモンドには固体の異質結晶が普通に存在する。それらは主に鉱物で、オリビン、ガーネット、ルビーなどである。^[16]これらの内包物や内部の亀裂や「羽毛」などの他の内包物は、ダイヤモンドの構造的完全性を損なう可能性がある。亀裂や空洞をガラスで埋めて透明度を高めたカットダイヤモンドは、ガラスが超音波洗浄や宝石職人のトーチの厳しさに耐えられないため、特に壊れやすい。亀裂が入ったダイヤモンドは、不適切に扱われると砕けてしまう可能性がある。^[17]

高圧環境を作り出すためにいわゆるダイヤモンドアンビル実験で使用されるダイヤモンドは、600ギガパスカル（600万気圧）を超える圧力に耐えることができます。^[18]

ダイヤモンドには、黒、茶色、黄色、灰色、白、青、オレンジ、紫からピンク、赤など、さまざまな色があります。有色ダイヤモンドには、置換不純物や構造欠陥などの結晶学的欠陥が含まれており、それが色の原因となっています。理論的には、純粋なダイヤモンドは透明で無色です。ダイヤモンドは、存在する欠陥の性質とそれが光吸収に与える影響に応じて、科学的に2つの主要なタイプといくつかのサブタイプに分類されます。^[8]

タイプ I ダイヤモンドには、最大 1% の濃度で窒素(N) 原子が主な不純物として含まれています。N 原子がペアまたはより大きな集合体になっている場合、ダイヤモンドの色には影響しません。これらはタイプ Ia です。宝石用ダイヤモンドの約 98% はタイプ Ia です。これらのダイヤモンドはケープ シリーズに属し、南アフリカのケープ州として以前知られていたダイヤモンドの豊富な地域にちなんで名付けられました。この地域の鉱床は主にタイプ Ia です。窒素原子が結晶全体に孤立した場所に分散している場合 (ペアまたはグループ化されていない)、石に濃い黄色または時々茶色の色合いを与えます (タイプ Ib)。まれなカナリア ダイヤモンドはこのタイプに属し、既知の天然ダイヤモンドの約 0.1% にすぎません。窒素を含む合成ダイヤモンドは通常タイプ Ib です。タイプ Ia および Ib ダイヤモンドは、電磁スペクトルの赤外線と紫外線の両方の領域で吸収します。320 nm。特徴的な蛍光スペクトルと可視吸収スペクトルも有する。^[19]

タイプ II ダイヤモンドには窒素不純物がほとんどないか、まったくありません。純粋な (タイプ IIa) ダイヤモンドは、結晶成長中の塑性変形によって生じる構造異常により、ピンク、赤、または茶色に着色することがあります。 ^[20]これらのダイヤモンドは希少 (宝石用ダイヤモンドの 1.8%) ですが、オーストラリア産ダイヤモンドの大部分を占めています。宝石用ダイヤモンドの約 0.1% を占めるタイプ IIb ダイヤモンドは、結晶マトリックス内に散在するホウ素原子により、通常は鋼のような青または灰色です。これらのダイヤモンドは、他のタイプのダイヤモンドとは異なり、半導体でもあります (電気的特性を参照)。オーストラリアのアーガイル鉱山から産出される青灰色のダイヤモンドのほとんどは、タイプ IIb ではなく、タイプ Ia です。これらのダイヤモンドには、高濃度の欠陥と不純物 (特に水素と窒素) が含まれており、その色の起源はまだ不明です。^[21]タイプIIダイヤモンドは、タイプIダイヤモンドとは異なり、赤外線の異なる領域で弱い吸収を示し（吸収は不純物ではなくダイヤモンド格子による）、225nm以下の紫外線を透過します。また、蛍光特性も異なりますが、可視吸収スペクトルは識別できません。^[19]

ダイヤモンドの色彩強化技術は、青、緑、黄、赤、黒など、さまざまな色を人工的に作り出すためによく使用されます。色彩強化技術には通常、サイクロトロンによる陽子照射、原子炉の炉心における中性子照射、ヴァンデグラフ発電機による電子照射などの放射線照射が伴います。これらの高エネルギー粒子はダイヤモンドの結晶格子を物理的に変化させ、炭素原子を所定の位置から外して色の中心を生成します。色の浸透の深さは技術とその期間によって異なり、場合によってはダイヤモンドがある程度放射性のままになることもあります。 ^{[8] [22]}

放射線照射されたダイヤモンドの中には完全に天然のものもあります。有名な例としてはドレスデングリーンダイヤモンドがあります。 ^[11]これらの天然石の色は「放射線焼け」（ウラン鉱石から発生するアルファ粒子による自然放射線）によって、通常は数マイクロメートルの深さの小さな斑点の形で付与されます。さらに、タイプIIaダイヤモンドは高圧高温（HPHT）プロセスによって構造変形が「修復」され、ダイヤモンドの色のほとんどまたはすべてが除去されます。^[23]

ダイヤモンドの光沢は「アダマンチン」と表現されますが、これは単にダイヤモンドのような光沢を意味します。適切にカットされたダイヤモンドのファセットの反射は、その平坦さにより歪みがありません。ダイヤモンドの屈折率（ナトリウム光で測定、ダイヤモンドの可視光線透過率（波長589.3 nm）は2.417である。立方晶構造のため、ダイヤモンドは等方性でもある。0.044という高い分散（可視スペクトル全体にわたる屈折率の変化）は、カットされたダイヤモンドの知覚可能なファイアに現れる。このファイア（透明な石に見られるプリズム状の色の閃光）は、おそらくジュエリーの観点から見たダイヤモンドの最も重要な光学特性である。石に見られるファイアの目立ち度や量は、ダイヤモンドのカットの選択とそれに関連する比率（特にクラウンの高さ）に大きく影響されるが、ファンシーダイヤモンド（つまり珍しいダイヤモンド）のボディカラーは、ある程度ファイアを隠すことがある。^[22]

ダイヤモンドよりも高い分散（青色光と赤色光の屈折率の差）を持つ鉱物は20種以上あり、チタン石0.051、アンドラダイト0.057 、錫石0.071、チタン酸ストロンチウム0.109、閃亜鉛鉱0.156、合成ルチル0.330、辰砂0.4などである（分散（光学）を参照）。^[24]しかし、分散と極めて高い硬度、耐摩耗性、耐薬品性、そして巧みなマーケティングの組み合わせが、宝石としてのダイヤモンドの並外れた価値を決定づけている。

ダイヤモンドは蛍光を発します。つまり、長波紫外線（365 nm）の下では、さまざまな色と強度の光を発します。ケープシリーズの石（タイプIa）は通常、青色の蛍光を発しますが、これらの石は、宝石の中では珍しい特性である黄色の燐光を発することもあります。その他の長波蛍光色は、緑（通常は茶色の石）、黄色、藤色、または赤（タイプIIbダイヤモンド）です。^[25]天然ダイヤモンドでは、通常、短波紫外線にはほとんど反応しませんが、合成ダイヤモンドではその逆です。天然タイプIIbダイヤモンドの中には、短波紫外線にさらされると青色に燐光を発するものもあります。天然ダイヤモンドでは、X線の下での蛍光は、一般的に青白、黄色、または緑がかった色です。一部のダイヤモンド、特にカナダ産ダイヤモンドは、蛍光を発しません。^{[19] [22]}

発光色の起源は不明瞭な場合が多く、また、一様ではありません。IIa 型および IIb 型のダイヤモンドからの青色発光は、電子顕微鏡で発光と転位を直接相関させることにより、転位と確実に特定できます。^[26]しかし、Ia 型ダイヤモンドの青色発光は、転位または N3 欠陥 (空孔に隣接する 3 つの窒素原子) のいずれかが原因である可能性があります。^[27]天然ダイヤモンドの緑色発光は通常、H3 中心 (空孔で区切られた 2 つの置換窒素原子) によるものですが、^[28]合成ダイヤモンドでは通常、触媒として使用されるニッケルに由来します(図を参照)。^[19]オレンジ色または赤色の発光は、さまざまな理由が考えられますが、その 1 つは、IIb 型も含め、すべてのタイプのダイヤモンドに十分な量存在する窒素空孔中心です。 ^[29]

ケープシリーズ（Ia）ダイヤモンドは、可視吸収スペクトル（直視分光器で観察した場合）を持ち、紫色の細い線で構成されている。415.5 nmですが、この線はダイヤモンドが非常に低い温度に冷却されるまでは見えません。これに関連して、478 nm、465 nm、452 nm、435 nm、および423 nm。これらの線はすべてN3およびN2光学中心として分類され、空孔に隣接する3つの窒素原子からなる欠陥に関連付けられています。他の石には追加のバンドが見られます。茶色、緑、黄色のダイヤモンドは、緑色のバンドを示します。504 nm（H3中心、上記参照）^[28] 、時には2つの弱い吸収帯を伴う。537 nmと495 nm（H4中心、おそらく4つの置換窒素原子と2つの格子空孔を含む大きな複合体）。^[30] IIb型ダイヤモンドは、置換ホウ素のために遠赤色で吸収する可能性がありますが、それ以外では観測可能な可視吸収スペクトルは示しません。^[8]

宝石学研究所では、天然ダイヤモンド、人工ダイヤモンド、色彩強化ダイヤモンドを区別できる分光光度計を使用しています。分光光度計は、液体窒素で冷却されたダイヤモンドの赤外線、可視光線、紫外線の吸収と発光スペクトルを分析し、通常は識別できない特徴的な吸収線を検出します。^{[8] [31]}

ダイヤモンドは電気抵抗率が100 GΩ⋅mから1 EΩ⋅m ^[32] (1.0 × 10 ¹¹ –ダイヤモンドは、 1.0 × 10 ¹⁸  Ω⋅m）で、5.47 eV の広いバンドギャップで知られています。室温での高いキャリア移動度^[33]と高い電界^{[34]もダイヤモンドの重要な特性です。これらの特性により、単結晶ダイヤモンドは}半導体の有望な材料の 1 つとなっています。^{[説明が必要]}広いバンドギャップは半導体にとって有利であり、高温でも高い抵抗率を維持できるため、高出力アプリケーションに重要です。ダイヤモンドなどのキャリア移動度が高い半導体は、高い入力電圧を必要としないため、産業界で利用しやすいです。高い破壊電圧により、一般的な入力電圧で突然大きな電流が発生するのを防ぎます。

天然ブルーダイヤモンドのほとんどは例外で、炭素原子を置換ホウ素不純物が占めているため半導体である。オーストラリアのアーガイルダイヤモンド鉱山でよく見られる天然ブルーまたはブルーグレーのダイヤモンドは水素を豊富に含んでいる。これらのダイヤモンドは半導体ではなく、水素が実際にその青灰色の原因であるかどうかは不明である。^[21]ホウ素を含む天然ブルーダイヤモンドとホウ素をドープした合成ダイヤモンドはp型半導体である。n型ダイヤモンド膜は、化学蒸着中にリンをドープすることで再現性よく合成される。^[35]ダイオードpn接合と紫外線発光ダイオード（LED、235 nmの超高精細ダイヤモンドは、p型（ホウ素ドープ）層とn型（リンドープ）層を順次堆積させることで製造されている。^{[36]ダイヤモンドの電子特性は}、歪み工学 によっても制御できる。^[1]

ダイヤモンドトランジスタが製造されている（研究目的）。^[37] 2024年1月、日本の研究チームは、リンドープn型ダイヤモンドを使用したMOSFETを製造した。これは、高温、高周​​波、高電子移動度の用途ではシリコンベースの技術よりも優れた特性を持つだろう。^{[38] SiN誘電体層を備えた} FETやSC-FETが作られている。^[39]

2004年4月、ネイチャー誌に掲載された研究によると、4  Kの合成ホウ素ドープダイヤモンドはバルク超伝導体である。^{[40]その後、様々な}化学蒸着法で成長させた高濃度ホウ素ドープ膜で超伝導が観測され、最も高い転移温度（2009年まで）は11.4 K . ^{[41] [42]}（共有結合性超伝導体#ダイヤモンドも参照）

カリウムがインターカレートされたダイヤモンドナノ結晶では、珍しい磁気特性（スピングラス状態）が観察された。^[43]常磁性ホスト材料とは異なり、インターカレートされたナノダイヤモンドの磁化率測定では、5 K。これは、グラファイトや C60 フラーレンへのカリウムのインターカレーションの結果とは本質的に異なり、sp3 結合が炭素の磁気秩序化を促進することを示しています。この測定により、ナノ結晶ダイヤモンド系におけるインターカレーション誘起スピングラス状態の初めての実験的証拠が示されました。

ほとんどの電気絶縁体とは異なり、ダイヤモンドは共有結合が強く、フォノン散乱が少ないため、熱伝導率に優れています。天然ダイヤモンドの熱伝導率は約 2,200 W/(m·K) と測定されており、これは最も熱伝導率の高い金属である銀の 5 倍です。同位体¹² Cが 99.9% に濃縮された単結晶合成ダイヤモンドは、室温で既知の固体の中で最も高い熱伝導率3,320 W/(m·K) を示しましたが、カーボンナノチューブとグラフェンの両方で優れた熱伝導率が報告されています。 ^{[44] [45]}ダイヤモンドは熱伝導率が非常に高いため、シリコンやその他の半導体材料が過熱するのを防ぐために、すでに半導体製造に使用されています。低温では伝導率はさらに向上し、104 K (-169 °C、-272 °F) で 41,000 W/(m·K) に達します ( ¹² C 濃縮ダイヤモンド)。^[45]

ダイヤモンドの熱伝導率の高さは、宝石商や宝石鑑定士が電子熱プローブを使用してダイヤモンドと模造品を区別する際に利用される。このプローブは、細い銅の先端に取り付けられた電池式のサーミスタのペアで構成されている。1つのサーミスタは加熱装置として機能し、もう1つは銅の先端の温度を測定する。検査対象の石がダイヤモンドであれば、先端の熱エネルギーを急速に伝導し、測定可能な温度低下を引き起こす。この検査には約2～3秒かかる。ただし、古いプローブは、 1998年にダイヤモンドの代替として導入されたシリコンカーバイドの結晶鉱物であるモアッサナイトに騙されてしまう。このダイヤモンドも熱伝導率は同様である。^{[8] [31]}

技術的には、ダイヤモンドの高い熱伝導性は、高性能パワーエレクトロニクスにおける効率的な熱除去に利用されています。ダイヤモンドは、例えば強力で局所的な高周波（RF）場を生成するために使用される高出力無線周波数（RF）マイクロコイルの熱管理など、ヒートシンク材料の電気伝導性が許容されない状況で特に魅力的です。^[46]

空気中で700℃（1,292℉）以上に加熱すると、炭素の一種であるダイヤモンドは酸化されて表面が黒くなりますが、再研磨することで表面を復元することができます。^[47]酸素がない場合、例えば高純度アルゴンガスの流れの中では、ダイヤモンドは約1700℃まで耐えられる。^{[48] [49]}高圧（約20GPa（2,900,000psi））では、ダイヤモンドは2,500℃（4,530℉）まで加熱することができる。^[50]また、2009年に発表された報告書では、ダイヤモンドは3,000℃（5,430℉）以上の温度に耐えられると示唆されている。^[51]

ダイヤモンドは、地球深部のような高温・極圧下で形成される炭素結晶です。地表気圧（1気圧）では、ダイヤモンドはグラファイトほど安定していないため、ダイヤモンドの崩壊は熱力学的に好ましい状態となります（δ H  = （−2 kJ/mol）。^{[22]しかし、非常に大きな}運動エネルギー障壁のため、ダイヤモンドは準安定であり、通常の条件下ではグラファイトに崩壊しない。^[22]

• Pagel-Theisen, Verena. (2001).ダイヤモンドグレーディング ABC: マニュアル(第 9 版)、pp. 84–85。Rubin & Son nv; アントワープ、ベルギー。ISBN 3-9800434-6-0 
• ウェブスター、ロバート、ジョビンズ、E.アラン(編) (1998)。宝石学者大要、p. 21、25、31。セント エドマンズベリー プレス社、ベリー セント エドワーズ。ISBN 0-7198-0291-1 

• ダイヤモンドの特性
• ダイヤモンドの特性 (S. Sque、博士論文、2005 年、エクセター大学、英国)