يمكن أن يختلف معامل التوصيل الحراري للجرافيت اختلافًا كبيرًا اعتمادًا على بنيته البلورية واتجاهه.بالنسبة للجرافيت عالي التبلور والمصلد بالإجهاد، يمكن أن تصل الموصلية الحرارية في اتجاهات أب (على طول مستويات الجرافين) إلى 4180 واط/م-ك.تجعل هذه الموصلية الحرارية العالية من الجرافيت مادة ممتازة للتطبيقات التي تتطلب تبديدًا فعالاً للحرارة، كما هو الحال في البيئات ذات درجات الحرارة العالية.وتعزز خصائص الجرافيت الفريدة، بما في ذلك التوصيل الكهربائي ومقاومة درجات الحرارة، من ملاءمته للاستخدامات الصناعية المتخصصة.
شرح النقاط الرئيسية:
-
الموصلية الحرارية للجرافيت:
- تتسم الموصلية الحرارية للجرافيت بتباين الخواص إلى حد كبير، مما يعني أنها تختلف تبعًا لاتجاه القياس.
- في اتجاهات أب (على طول مستويات الجرافين)، يمكن أن تصل الموصلية الحرارية إلى 4180 واط/م-ك بالنسبة للجرافيت عالي التبلور والمصلد بالإجهاد من الجرافيت الحراري.
- هذه القيمة عالية بشكل استثنائي، مما يجعل الجرافيت أحد أفضل الموصلات الحرارية بين المواد غير المعدنية.
-
العوامل المؤثرة في التوصيل الحراري:
- التركيب البلوري:يُظهر الجرافيت عالي التبلور، مثل الجرافيت الحراري، موصلية حرارية أعلى بسبب الترتيب المرتب لذرات الكربون.
- عملية التلدين:يعمل التلدين بالإجهاد على تحسين محاذاة طبقات الجرافين، مما يزيد من تعزيز التوصيل الحراري.
- التوجيه:تكون الموصلية الحرارية أعلى بكثير على طول مستويات الجرافين (اتجاهات أب) مقارنةً بالمحور ج (عمودي على المستويات).
-
تطبيقات الموصلية الحرارية العالية:
- :: تبديد الحرارة:يُستخدم الجرافيت في المشتتات الحرارية ومواد الواجهات الحرارية وغيرها من التطبيقات التي يكون فيها نقل الحرارة بكفاءة أمرًا بالغ الأهمية.
- البيئات ذات درجات الحرارة العالية:ثباتها الحراري وتوصيلها الحراري يجعلها مناسبة للاستخدام في الأفران والمفاعلات والمكونات الفضائية.
- الإلكترونيات:يتم الاستفادة من خصائص الجرافيت المزدوجة للتوصيل الحراري والكهربائي في الأجهزة الإلكترونية والبطاريات.
-
الخصائص الإضافية للجرافيت:
- التوصيل الكهربائي:يوصل الجرافيت الكهرباء بسبب الإلكترونات غير المتمركزة في بنيته.
- مقاومة درجات الحرارة:يظل ثابتًا في درجات الحرارة العالية تحت التفريغ أو الغاز الخامل، مما يجعله مثاليًا للظروف القاسية.
- التشحيم:تسمح له طبيعته الزلقة بالعمل كمادة تشحيم صلبة في البيئات ذات درجات الحرارة العالية أو بيئات التفريغ.
-
مقارنة مع مواد أخرى:
- تتفوق الموصلية الحرارية للجرافيت في اتجاهات أب على العديد من المعادن، مثل النحاس (حوالي 400 واط/م-ك) والألومنيوم (حوالي 200 واط/م-ك).
- ومع ذلك، فإن موصلية الجرافيت الحرارية على طول المحور c أقل بكثير، عادةً حوالي 5-10 واط/كلفنة، مما يسلط الضوء على طبيعته متباينة الخواص.
وباختصار، فإن معامل التوصيل الحراري للجرافيت، وخاصةً في اتجاهات أب، مرتفع بشكل استثنائي، حيث يصل إلى 4180 واط/م-ك للجرافيت عالي التبلور والمصلد بالإجهاد من الجرافيت الحراري.هذه الخاصية، إلى جانب خاصية التوصيل الكهربائي ومقاومة درجات الحرارة، تجعل من الجرافيت مادة متعددة الاستخدامات للتطبيقات عالية الأداء في مختلف الصناعات.
جدول ملخص:
| الممتلكات | التفاصيل |
|---|---|
| الموصلية الحرارية (أب) | حتى 4180 واط/م-ك (على طول مستويات الجرافين) |
| الموصلية الحرارية (ج) | 5-10 واط/م-ك (عمودي على مستويات الجرافين) |
| البنية البلورية | يعزز الجرافيت عالي التبلور والمصلد بالإجهاد من الجرافيت الحراري من التوصيلية |
| التطبيقات | المشتتات الحرارية، ومواد الواجهة الحرارية، والأفران، والإلكترونيات، والفضاء الجوي |
| الخصائص الإضافية | التوصيل الكهربائي، ومقاومة درجات الحرارة، والتشحيم |
تعرّف كيف يمكن للتوصيل الحراري للجرافيت تحسين تطبيقاتك- اتصل بنا اليوم !
