คุณสมบัติของกราไฟท์-การนำความร้อน

กราไฟท์เป็นวัสดุที่มีเอกลักษณ์และโดดเด่นซึ่งมีคุณสมบัติการนำความร้อนที่โดดเด่น ค่าการนำความร้อนของกราไฟท์จะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น และค่าการนำความร้อนสามารถสูงถึง 1500-2000 W / (mK) ที่อุณหภูมิห้อง ซึ่งประมาณ 5 เท่าของอุณหภูมิห้อง ทองแดงและมากกว่าอลูมิเนียมโลหะถึง 10 เท่า

การนำความร้อนหมายถึงความสามารถของวัสดุในการนำความร้อน วัดจากว่าความร้อนสามารถเดินทางผ่านสสารได้เร็วแค่ไหน กราไฟท์ซึ่งเป็นคาร์บอนรูปแบบหนึ่งที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ มีค่าการนำความร้อนสูงที่สุดในบรรดาวัสดุที่รู้จักทั้งหมด มีการนำความร้อนที่ยอดเยี่ยมในทิศทางตั้งฉากกับชั้น ทำให้เป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับการใช้งานหลายประเภท

โครงสร้างกราไฟท์ประกอบด้วยชั้นอะตอมของคาร์บอนเรียงตัวกันเป็นโครงตาข่ายหกเหลี่ยม ภายในแต่ละชั้น อะตอมของคาร์บอนจะถูกยึดเข้าด้วยกันด้วยพันธะโควาเลนต์ที่แข็งแกร่ง อย่างไรก็ตาม พันธะระหว่างชั้นต่างๆ ที่เรียกว่าแรงแวนเดอร์วาลส์นั้นค่อนข้างอ่อนแอ การจัดเรียงอะตอมของคาร์บอนภายในชั้นเหล่านี้ทำให้กราไฟต์มีคุณสมบัติการนำความร้อนที่เป็นเอกลักษณ์

การนำความร้อนของกราไฟท์มีสาเหตุหลักมาจากปริมาณคาร์บอนสูงและโครงสร้างผลึกที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว พันธะคาร์บอน-คาร์บอนภายในแต่ละชั้นช่วยให้ความร้อนถ่ายเทได้ง่ายในระนาบของชั้น จากสูตรทางเคมีของกราไฟท์ เราเข้าใจได้ว่าแรงระหว่างชั้นที่อ่อนแอทำให้โฟนัน (พลังงานการสั่นสะเทือน) เดินทางได้อย่างรวดเร็ว ผ่านตาข่าย

การนำความร้อนสูงของกราไฟท์ได้นำไปสู่การใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมต่างๆ

I:การผลิตอิเล็กโทรดกราไฟท์

กราไฟท์เป็นหนึ่งในวัสดุหลักสำหรับการผลิตอิเล็กโทรดกราไฟท์ซึ่งมีข้อดีคือมีค่าการนำความร้อนสูง ทนต่ออุณหภูมิสูง มีเสถียรภาพทางเคมีที่ดี มีความแข็งแรงเชิงกลสูง ดังนั้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในโลหะวิทยา อุตสาหกรรมเคมี พลังงานไฟฟ้า และอุตสาหกรรมอื่น ๆ ในกระบวนการอิเล็กโทรไลต์และเตาไฟฟ้า

II: กราไฟท์ถูกใช้ในสาขาอิเล็กทรอนิกส์

กราไฟท์ถูกใช้เป็นวัสดุระบายความร้อนเพื่อกระจายความร้อนที่เกิดจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น ทรานซิสเตอร์ วงจรรวม และโมดูลพลังงาน ความสามารถในการถ่ายเทความร้อนออกจากอุปกรณ์เหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพช่วยรักษาเสถียรภาพและป้องกันความร้อนสูงเกินไป

III: กราไฟท์ใช้ในการผลิตถ้วยใส่ตัวอย่างและแม่พิมพ์สำหรับการหล่อโลหะ

ค่าการนำความร้อนสูงช่วยให้สามารถถ่ายเทความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความร้อนและความเย็นที่สม่ำเสมอของโลหะ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงคุณภาพและความสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

IV: การนำความร้อนของกราไฟท์ใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ

คอมโพสิตกราไฟท์ถูกนำมาใช้ในการก่อสร้างส่วนประกอบของเครื่องบินและยานอวกาศ คุณสมบัติการถ่ายเทความร้อนที่ยอดเยี่ยมของกราไฟท์ช่วยในการจัดการอุณหภูมิสุดขั้วที่เกิดขึ้นระหว่างภารกิจอวกาศและเที่ยวบินความเร็วสูง

V: กราไฟท์ถูกใช้เป็นสารหล่อลื่นในอุตสาหกรรมต่างๆ

โดยทั่วไปจะใช้ในกระบวนการผลิตที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิและความดันสูง เช่น เครื่องยนต์ยานยนต์และเครื่องจักรงานโลหะ ความสามารถของกราไฟท์ในการทนต่ออุณหภูมิสูงในขณะที่ลดแรงเสียดทานทำให้เป็นสารหล่อลื่นในอุดมคติสำหรับการใช้งานดังกล่าว

VI:กราไฟท์ใช้ในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์

มักใช้เป็นวัสดุมาตรฐานในการวัดค่าการนำความร้อนของสารอื่นๆ ค่าการนำความร้อนของกราไฟท์ที่กำหนดไว้อย่างดีใช้เป็นจุดอ้างอิงสำหรับการเปรียบเทียบและประเมินคุณสมบัติการถ่ายเทความร้อนของวัสดุต่างๆ

โดยสรุป การนำความร้อนของกราไฟท์มีความโดดเด่นเนื่องจากมีโครงสร้างผลึกที่เป็นเอกลักษณ์และมีปริมาณคาร์บอนสูง ความสามารถในการถ่ายเทความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพทำให้เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในอุตสาหกรรมต่างๆ รวมถึงอิเล็กทรอนิกส์ การหล่อโลหะ การบินและอวกาศ และการหล่อลื่น นอกจากนี้ กราไฟท์ยังทำหน้าที่เป็นวัสดุมาตรฐานในการวัดค่าการนำความร้อนของสารอื่นๆ ด้วยการทำความเข้าใจและควบคุมความพิเศษคุณสมบัติของกราไฟท์เรายังคงสำรวจการใช้งานใหม่ๆ และความก้าวหน้าในด้านการถ่ายเทความร้อนและการจัดการความร้อนได้ต่อไป