Каква е топлинната проводимост на графитна плоча?

Каква е топлинната проводимост на графитна плоча?

Като надежден доставчик на графитни плочи, често срещаме запитвания относно топлинната проводимост на тези забележителни материали. Графитните плочи са широко разпознати заради изключителните си термични свойства, което ги прави предпочитан избор в различни индустрии, от електроника до енергия. В тази публикация в блога ще се задълбоча в концепцията за термична проводимост, ще изследвам факторите, които влияят на топлинната проводимост на графитните плочи и ще подчертая техните приложения в различни области.

Разбиране на топлинната проводимост

Топлинната проводимост е основно свойство на материалите, което описва способността им да провеждат топлина. Определя се като количество топлина, което преминава през единица площ от материал за единица време, задвижвано от градиент на единична температура. По -просто казано, тя измерва колко бързо топлината може да пътува през материал. Si единицата на термичната проводимост е вата на метър-kelvin (w/m · k).

Материалите с висока топлопроводимост могат да прехвърлят топлината бързо, докато тези с ниска термична проводимост действат като изолатори, като се противопоставят на потока на топлина. Например, метали като мед и алуминий са известни със своята висока термична проводимост, поради което те обикновено се използват в топлообменници и електрически компоненти. От друга страна, материали като каучук и пластмаса имат ниска термична проводимост и често се използват за изолационни цели.

Топлинна проводимост на графитни плочи

Графитът е форма на въглерод, която проявява уникални физически и химични свойства, включително висока топлопроводимост. Термичната проводимост на графитните плочи може да варира значително в зависимост от няколко фактора, като вида на графита, неговата кристална структура и производствения процес.

• Естествен графит срещу синтетичен графит: Естественият графит се добива от земята и се състои от големи, добре подредени графитни кристали. Синтетичният графит, от друга страна, се произвежда чрез високотемпературен процес, който включва нагряване на въглеродни материали. Синтетичният графит обикновено има по -висока топлопроводимост от естествения графит поради по -равномерната си кристална структура.
• Кристална структура: Термичната проводимост на графита е силно анизотропна, което означава, че варира в зависимост от посоката на топлинния поток. В базалната равнина (успоредно на слоевете графитни атоми), топлинната проводимост е много по -висока, отколкото в перпендикулярната посока. Това е така, защото въглеродните атоми в базалната равнина са подредени в шестоъгълна решетка, което позволява ефективен пренос на топлина през делокализираните електрони.
• Процес на производство: Процесът на производство може да повлияе и на топлинната проводимост на графитните плочи. Например, изомолдните графитни плочи се получават чрез подлагане на графитен прах на високо налягане и температура във форма. Този процес води до по -равномерна и плътна структура, която повишава топлинната проводимост на плочата.Изомолд графитна плоча

Обикновено топлинната проводимост на графитни плочи варира от 100 до 1500 W/m · K в базалната равнина и от 5 до 50 W/m · K в перпендикулярна посока. Тези стойности са значително по -високи от тези на много други материали, което прави графитните плочи в отличен избор за приложения, които изискват ефективен топлопренос.

Фактори, влияещи върху топлинната проводимост

В допълнение към вида на графита и неговата кристална структура, няколко други фактора могат да повлияят на топлинната проводимост на графитните плочи. Тези фактори включват:

• Температура: Термичната проводимост на графитните плочи обикновено намалява с повишаване на температурата. Това е така, защото при по-високи температури вибрациите на решетката в графитната структура стават по-интензивни, което разпръсква топлинните електрони и намалява ефективността на топлопредаването.
• Плътност: Плътността на графитна плоча също може да повлияе на неговата топлопроводимост. Плаките с по -висока плътност са склонни да имат по -висока топлинна проводимост, тъй като имат по -компактна структура, което позволява по -добър пренос на топлина през материала.
• Примеси и дефекти: Наличието на примеси и дефекти в графитна плоча може да намали топлинната му проводимост. Примесите могат да нарушат кристалната структура на графита и да разпръснат топлинните електрони, докато дефекти като пукнатини и празнини могат да създадат бариери за пренос на топлина.

Приложения на графитни плочи

Високата топлопроводимост на графитните плочи ги прави подходящи за широк спектър от приложения в различни индустрии. Някои от често срещаните приложения на графитни плочи включват:

• Електроника: В индустрията на електрониката графитните плочи се използват като радиаторни мивки за разсейване на топлина, генерирана от електронни компоненти като микропроцесори, силови транзистори и LED светлини. Високата топлопроводимост на графитните плочи им позволява бързо да прехвърлят топлината от компонентите, като предотвратяват прегряване и подобряване на тяхната производителност и надеждност.Графитна плоча Електрод
• Енергия: Графитни плочи се използват и в енергийната индустрия за приложения като горивни клетки, батерии и слънчеви панели. В горивните клетки графитните плаки се използват като биполярни плочи за разделяне на анодните и катодни отделения и за провеждане на електричество и топлина. В батериите графитните плочи се използват като електроди за съхранение и освобождаване на енергия. В слънчевите панели графитните плочи се използват като топло колектори за абсорбиране и прехвърляне на слънчева енергия.Графитни плочи за пренос на топлина
• Химическа обработка: В индустрията за химическа обработка графитните плочи се използват в топлообменниците за прехвърляне на топлина между различни течности. Високата топлопроводимост и химическата устойчивост на графитни плочи ги правят подходящи за използване в сурови химически среди.
• Аерокосмическо и отбрана: В аерокосмическата и отбранителната индустрия графитните плочи се използват в приложения като термични системи за управление, радарни абсорбатори и ракетни дюзи. Високата топлопроводимост и леката природа на графитните плочи ги правят идеални за използване в тези приложения, където ефективността на теглото и топлинния пренос са критични фактори.

Заключение

В заключение, топлинната проводимост на графитните плочи е решаващо свойство, което определя тяхната годност за различни приложения. Графитните плочи предлагат изключителна топлопроводимост, която е значително по -висока от тази на много други материали. Термичната проводимост на графитните плочи може да варира в зависимост от няколко фактора, като вида на графита, неговата кристална структура и производствения процес. Разбирайки тези фактори и техните ефекти върху топлинната проводимост, инженерите и дизайнерите могат да изберат най -подходящите графитни плочи за техните специфични приложения.

Ако се интересувате от закупуване на графитни табели за вашия проект, насърчавам ви да се свържете с нас за повече информация. Нашият екип от експерти може да ви предостави подробни технически спецификации и да ви помогне да изберете правилните графитни табели за вашите нужди. Ние предлагаме широка гама от графитни плочи, включителноИзомолд графитна плоча,Графитна плоча ЕлектродиГрафитни плочи за пренос на топлина, на конкурентни цени. Свържете се с нас днес, за да обсъдим вашите изисквания и да започнете процеса на възлагане на обществени поръчки.

ЛИТЕРАТУРА

• Incropera, FP, Dewitt, DP, Bergman, TL, & Lavine, AS (2007). Основи на пренос на топлина и маса. Уайли.
• Touloukian, Ys, & Ho, Cy (1970). Термична проводимост: неметални твърди вещества. Plenum Press.
• Kittel, C. (2005). Въведение в физиката на твърдото състояние. Уайли.