خواص گرافیت-رسانایی حرارتی

گرافیت ماده ای منحصر به فرد و استثنایی است که دارای خواص هدایت حرارتی قابل توجهی است. رسانایی گرمایی گرافیت با افزایش دما افزایش می یابد و رسانایی گرمایی آن می تواند در دمای اتاق به 1500-2000 W / (mK) برسد که حدود 5 برابر بیشتر است. مس و بیش از 10 برابر فلز آلومینیوم.

رسانایی حرارتی به توانایی یک ماده برای هدایت گرما اشاره دارد.این بر حسب سرعت عبور گرما از یک ماده اندازه گیری می شود.گرافیت، شکل طبیعی کربن، یکی از بالاترین رسانایی حرارتی را در میان تمام مواد شناخته شده دارد.این رسانایی حرارتی استثنایی را در جهت عمود بر لایه های خود نشان می دهد و آن را به یک ماده ایده آل برای کاربردهای متعدد تبدیل می کند.

ساختار گرافیتشامل لایه هایی از اتم های کربن است که در یک شبکه شش ضلعی قرار گرفته اند.در هر لایه، اتم های کربن توسط پیوندهای کووالانسی قوی در کنار هم نگه داشته می شوند.با این حال، پیوندهای بین لایه ها، که به عنوان نیروهای واندروالس شناخته می شوند، نسبتا ضعیف هستند.چیدمان اتم‌های کربن درون این لایه‌ها است که به گرافیت خاصیت هدایت حرارتی منحصربه‌فردش می‌دهد.

رسانایی گرمایی گرافیت در درجه اول به دلیل محتوای کربن بالا و ساختار کریستالی منحصر به فرد آن است.پیوندهای کربن و کربن در هر لایه اجازه می دهد تا گرما به راحتی در صفحه لایه منتقل شود. از فرمول شیمیایی گرافیت، می توان فهمید که نیروهای ضعیف بین لایه ای امکان حرکت سریع فونون ها (انرژی ارتعاشی) را فراهم می کند. از طریق شبکه

رسانایی حرارتی بالای گرافیت باعث استفاده گسترده از آن در صنایع مختلف شده است.

I: ساخت الکترود گرافیتی.

گرافیت یکی از مواد اصلی برایساخت الکترود گرافیتیکه دارای مزایای هدایت حرارتی بالا، مقاومت در برابر درجه حرارت بالا، پایداری شیمیایی خوب، استحکام مکانیکی بالا است، بنابراین به طور گسترده در متالورژی، صنایع شیمیایی، برق و سایر صنایع در فرآیند کوره های الکترولیتی و الکتریکی استفاده می شود.

II: گرافیت در زمینه الکترونیک استفاده می شود.

گرافیت به عنوان یک ماده هیت سینک برای دفع گرمای تولید شده توسط دستگاه های الکترونیکی مانند ترانزیستورها، مدارهای مجتمع و ماژول های قدرت استفاده می شود.توانایی آن در انتقال موثر گرما از این دستگاه ها به حفظ پایداری و جلوگیری از گرمای بیش از حد کمک می کند.

III: گرافیت در تولید استفاده می شودبوته هاو قالب برای ریخته گری فلز.

رسانایی حرارتی بالای آن امکان انتقال گرمای کارآمد را فراهم می کند و گرمایش و خنک شدن یکنواخت فلز را تضمین می کند.این به نوبه خود کیفیت و قوام محصول نهایی را بهبود می بخشد.

IV: هدایت حرارتی گرافیت در صنعت هوافضا استفاده می شود.

از کامپوزیت های گرافیت در ساخت هواپیما و اجزای فضاپیما استفاده می شود.خواص استثنایی انتقال حرارت گرافیت به مدیریت دماهای شدید تجربه شده در طول ماموریت های فضایی و پروازهای پرسرعت کمک می کند.

V: گرافیت به عنوان روان کننده در صنایع مختلف استفاده می شود.

معمولاً در فرآیندهای تولیدی که دما و فشار بالا درگیر هستند، مانند موتورهای خودرو و ماشین آلات فلزکاری استفاده می شود.توانایی گرافیت در تحمل دماهای بالا و در عین حال کاهش اصطکاک، آن را به روان کننده ای ایده آل برای چنین کاربردهایی تبدیل می کند.

VI: گرافیت در تحقیقات علمی استفاده می شود.

معمولاً به عنوان یک ماده استاندارد برای اندازه گیری هدایت حرارتی سایر مواد استفاده می شود.مقادیر هدایت حرارتی ثابت گرافیت به عنوان یک نقطه مرجع برای مقایسه و ارزیابی خواص انتقال حرارت مواد مختلف است.

در نتیجه، هدایت حرارتی گرافیت به دلیل ساختار کریستالی منحصر به فرد و محتوای کربن بالا استثنایی است.توانایی آن در انتقال موثر گرما آن را در صنایع مختلف از جمله الکترونیک، ریخته گری فلزات، هوا فضا و روانکاری ضروری کرده است.علاوه بر این، گرافیت به عنوان یک ماده معیار برای اندازه گیری هدایت حرارتی سایر مواد عمل می کند.با درک و مهار موارد استثناییخواص گرافیت، ما می توانیم به کشف برنامه ها و پیشرفت های جدید در زمینه انتقال حرارت و مدیریت حرارتی ادامه دهیم.