大家都知道石墨有導(dǎo)電性，導(dǎo)熱性，耐高溫等性能，其實(shí)還有熱傳導(dǎo)這個(gè)性質(zhì)的，相信大家一定很陌生的，接下來(lái)石墨制品小編就和大家一起了解一下。

石墨體內(nèi)存在溫度梯度時(shí)，熱量從高溫處向低溫處的流動(dòng)。表征石墨導(dǎo)熱能力的參數(shù)是熱導(dǎo)率。熱導(dǎo)率入是單位時(shí)間內(nèi)、單位面積

上通過(guò)的熱量q(熱流密度)與溫度梯度grad T之間的比例系數(shù)。

q=–λgrad T

式中負(fù)號(hào)表示熱流方向與溫度梯度方向相反。式(1)常稱為熱傳導(dǎo)的傅里葉定律。假如垂直于x軸方向的截面積為ΔS，材料沿x軸方向溫度梯度為dT/dx，在Δτ時(shí)間內(nèi)，沿x軸正方向流過(guò)ΔS截面的熱量為ΔQ，在穩(wěn)定傳熱狀態(tài)下，式(1)具有如下的形式：

熱導(dǎo)率的法定單位是W?m–1?K–1。對(duì)于不穩(wěn)定傳熱過(guò)程，即物體內(nèi)各處溫度隨時(shí)間而變化。與外界無(wú)熱交換，本身存在溫度梯度的物體，隨著時(shí)間的推移，石墨制品溫度梯度會(huì)趨于零，即熱端溫度不斷降低和冷端溫度不斷升高，最終達(dá)到一致的平衡溫度。在這種不穩(wěn)定傳熱過(guò)程中，物體內(nèi)單位面積上溫度隨時(shí)問(wèn)的變化率 為：

式中τ為時(shí)間，ρ為密度，cp為質(zhì)量定壓熱容。λ/ρcp常稱為石墨的熱擴(kuò)散率或?qū)叵禂?shù)，常用單位為cm2/s。

熱傳導(dǎo)是通過(guò)導(dǎo)熱載體的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。石墨的導(dǎo)熱載體有電子、聲子(晶格振動(dòng)波)、光子等。石墨的熱導(dǎo)率可表示為各種導(dǎo)熱載體的貢獻(xiàn)的迭加：

式中vi、li、ci分別為導(dǎo)熱載體i的運(yùn)動(dòng)速度、平均自由程和單位體積的比熱容。石墨的各種導(dǎo)熱載體之間又相互作用、相互制約。例如不同頻率的聲子之間互相碰撞、產(chǎn)生散射，聲子與晶界、點(diǎn)陣缺陷和雜質(zhì)之間也產(chǎn)生散射，影響其平均自由程。因此，石墨的熱傳導(dǎo)是一個(gè)極為復(fù)雜的物理過(guò)程。理論上準(zhǔn)確預(yù)測(cè)各種石墨的熱導(dǎo)率數(shù)值及其隨溫度的變化，雖然有過(guò)長(zhǎng)期的艱苦工作，但僅取得了有限的成績(jī)。粗略地說(shuō)，在常溫和不太高的溫度下(小于2000K)，聲子熱導(dǎo)率占?jí)旱箖?yōu)勢(shì)，電子及光子的熱導(dǎo)可以忽略不計(jì)。在極低溫度下(小于10K)電子熱導(dǎo)才占有一定的分量。光子熱導(dǎo)要在很高的溫度下(2000K以上)才開(kāi)始出現(xiàn)。石墨的熱導(dǎo)率隨其電導(dǎo)率的增大而升高(見(jiàn)威德曼?弗朗茲定律)。更多關(guān)于請(qǐng)關(guān)注石墨制品網(wǎng)站