石墨高温导热系数

石墨高温导热系数

石墨是一种非金属材料,具有优异的导热性能,尤其在高温下表现

更加突出。在工业生产和科学研究中,石墨材料被广泛应用于各种导

热设备和器件之中。下面将介绍石墨的高温导热系数以及相关的知识点。

一、石墨的导热性能

石墨是由碳元素组成的晶体材料,具有优异的导热性能。在室温下,

石墨的导热系数约为119~165W/(m·K),比一般的金属材料高出数倍。

此外,石墨的导热性能还可随着温度的升高而增强,因此在高温环境下,石墨的导热性能非常出色。

二、石墨的高温导热系数

石墨在高温环境下的导热系数比室温下要高出很多,其原因主要有两点:

1.石墨的结构在高温下更加稳定。石墨的结构非常特殊,由于其碳原子排列方式的规则性,使其在高温下仍然保持着一定程度的结构稳定性,这种结构稳定性可以使石墨具有更高的导热系数。

2.石墨内部的分子运动加剧。在高温下,石墨内部分子的运动会更加剧烈,分子之间的距离也会更加短,这样就会让热量更快地传递,因此

高温下石墨的导热系数也会随之增加。

三、石墨高温导热系数的应用

在工业生产和科学研究中,石墨高温导热系数的应用非常广泛。在高温环境下,许多材料容易熔化,因此需要使用具有优异导热性能的材料来进行热传递和散热。石墨正是这样一种材料,它可以通过优异的导热性能来实现高温热传递和散热的作用。石墨材料被广泛应用于电子、航空、化工、冶金等领域中的高温设备和器件之中,如航天飞船的散热材料、高速运转的机械设备的润滑材料等,这些都是石墨高温导热系数应用的典型案例。

总之,石墨的高温导热系数具有非常重要的应用价值,它可以为许多高温设备和器件提供优异的热传递和散热性能,进而为工业生产和科学研究做出了重要贡献。

常见材料导热系数

一、固体的导热系数 常用的固体导热系数见表 4-1 。在所有固体中,金属是最好的导热体。纯金属的导热系数一般随温度升高而降低。而金属的纯度对导热系数影响很大,如含碳为 1% 的普通碳钢的导热系数为45W/m · K ,不锈钢的导热系数仅为16 W/m · K 。表 4-1 常用固体材料的导热系数 固体温度,℃导热系数,λ W/m · K 铝300 230 镉18 94 铜100 377 熟铁18 61 铸铁53 48 铅100 33 镍100 57 银100 412 钢 (1%C) 18 45 船舶用金属30 113 青铜189 不锈钢20 16 石墨0 151 石棉板50 0.17

石棉0~100 0.15 混凝土0~100 1.28 耐火砖 1.04 ① 保温砖0~100 0.12~0.21 建筑砖20 0.69 绒毛毯0~100 0.047 棉毛30 0.050 玻璃30 1.09 云母50 0.43 硬橡皮0 0.15 锯屑20 0.052 软木30 0.043 玻璃毛-- 0.041 85% 氧化镁-- 0.070 二、液体的导热系数 液体分成金属液体和非液体两类,前者导热系数较高,后者较低。在非金属液体中,水的导热系数最大,除去水和甘油外,绝大多数液体的导热系数随温度升高而略有减小。一般来说,溶液的导热系数低于纯液体的导热系数。表 4-2 和图 4-6 列出了几种液体的导热系数值。

表 4-2 液体的导热系数 液体温度,℃导热系数,λ W/m · K 醋酸 50% 20 0.35 丙酮30 0.17 苯胺0~20 0.17 苯30 0.16 氯化钙盐水 30% 30 0.55 乙醇 80% 20 0.24 甘油 60% 20 0.38 甘油 40% 20 0.45 正庚烷30 0.14 水银28 8.36 硫酸 90% 30 0.36 硫酸 60% 30 0.43 水30 0.62 三、气体的导热系数 气体的导热系数随温度升高而增大。在通常的压力范围内,其导热系数随压力变化很小,只有在压力大于 196200kN/m 2 ,或压力小于 2.67 kN/m 2 (20mmHg) 时,导热系数才随压力的增加而加大。故工程计算中常可忽略压力对气体导热系数的影响。气体的导热系数很小,故对导热不利,但对保温有利。常见的几种气体的导热系数值见表 4-3 。

膨胀石墨导热系数

膨胀石墨导热系数 1. 引言 膨胀石墨是一种具有特殊导热性能的材料,其导热系数是衡量其导热性能的重要指标。本文将从膨胀石墨的基本概念和性质入手,探讨膨胀石墨导热系数的影响因素以及应用领域。 2. 膨胀石墨的基本概念和性质 2.1 膨胀石墨的定义 膨胀石墨是一种由石墨和膨胀剂组成的材料,其特点是在高温下具有较大的膨胀系数。 2.2 膨胀石墨的制备方法 膨胀石墨的制备方法主要包括石墨氧化还原法、石墨氧化物还原法和石墨化学膨胀法等。 2.3 膨胀石墨的导热性能 膨胀石墨具有优异的导热性能,其导热系数一般在10-200 W/(m·K)之间。导热系数越大,说明膨胀石墨在传导热量时的效率越高。 3. 膨胀石墨导热系数的影响因素 3.1 石墨晶体结构 膨胀石墨的导热系数与其晶体结构密切相关。石墨晶体结构中的层状结构使得热量在平面方向上能够快速传导,从而提高导热系数。

3.2 膨胀剂的种类和含量 膨胀剂的种类和含量对膨胀石墨的导热系数有重要影响。适量的膨胀剂能够增加膨胀石墨的导热系数,但过多的膨胀剂可能会导致导热系数下降。 3.3 温度和压力 温度和压力是影响膨胀石墨导热系数的重要因素。一般来说,温度越高,膨胀石墨的导热系数越大;而压力对导热系数的影响较小。 3.4 杂质和缺陷 膨胀石墨中的杂质和缺陷会影响其导热性能。杂质和缺陷的存在会导致热量在传导过程中发生散射,从而降低导热系数。 4. 膨胀石墨导热系数的应用领域 4.1 热传导材料 由于膨胀石墨具有较高的导热系数,可以被广泛应用于热传导材料的制备中。例如,在电子设备散热系统中,可以使用膨胀石墨作为散热片,提高散热效率。 4.2 高温隔热材料 膨胀石墨还可以作为高温隔热材料使用。在航空航天领域,膨胀石墨被用于制备热保护材料,以保护航天器在高温环境下的安全。 4.3 热交换器 膨胀石墨还可以应用于热交换器的制造中。膨胀石墨的导热性能可以提高热交换器的传热效率,从而提高设备的能源利用率。 4.4 其他应用领域 除了上述应用领域,膨胀石墨还可以用于制备导热胶、导热油等产品,广泛应用于电子、化工、冶金等领域。

石墨毡不同温度下的导热系数

石墨毡不同温度下的导热系数 石墨毡是一种常见的导热材料,广泛应用于工业领域中的绝热、 隔热和导热设备中。导热系数是衡量材料导热性能的重要指标,它代 表了单位面积上的热量传导速率。石墨毡的导热系数会受到不同温度 的影响,下面我们将对石墨毡在不同温度下的导热系数进行详细介绍。 首先,当石墨毡处于低温状态时,其导热系数较低。这是因为在 低温下,石墨毡的分子活动相对较慢,热量传递的速率相对较慢。这 样可以有效地保护材料内部的热能不被迅速散失,达到良好的绝热效果。因此,在低温工况下使用石墨毡可以有效地降低能源的消耗,提 高设备的能效。 然而,随着温度的升高,石墨毡的导热系数会逐渐增加。这是因 为高温下,石墨毡分子的活动加剧,分子之间的碰撞频率增加,热量 传递的速率也会相应增加。石墨毡在高温条件下的导热系数相对较高,这使得其成为一种理想的导热材料,在高温设备中广泛应用。 同时,需要注意的是,石墨毡的导热系数并非在不同温度下呈线 性变化。随着温度的升高,石墨毡的导热系数呈现出先增加后减小的 趋势。当温度超过一定范围时,石墨毡分子内部的结构发生改变,导 致导热系数降低。因此,选择石墨毡时需要根据实际工况选择合适的 温度范围,以确保最佳导热性能。 值得一提的是,石墨毡的导热系数还受到其厚度和密度的影响。 通常情况下,较薄且密度较高的石墨毡具有较高的导热系数,而较厚

且密度较低的石墨毡导热系数相对较低。因此,在实际应用中,需要根据具体要求选择适当的石墨毡厚度和密度。 综上所述,石墨毡在不同温度下的导热系数具有一定的规律性,但并非呈线性变化。在低温情况下,石墨毡的导热系数较低,适合绝热隔热使用;而在高温条件下,石墨毡的导热系数较高,适合导热设备中的应用。在实际选择时,还需考虑石墨毡的厚度和密度等参数,以满足不同工况下的导热要求。这些信息对于工程设计和材料选型具有重要的指导意义,能够帮助我们选取合适的石墨毡材料,提高设备的性能和效率。

各种材料导热系数速查

各种材料导热系数速查 1、导热系数:导热系数是指在稳定传热条件下,1m厚的材料,两侧 表面的温差为1度(K,°C),在1小时内,通过1平方米面积传递的热量,单位为瓦/米?度(W/m?K,此处的K可用°C代替)。 2、通常把导热系数较低的材料称为保温材料,而把导热系数在0.05瓦/ 米?度以下的材料称为高效保温材料。 一、金属导热系数表(W/mK): 银429 铜401 金317 铝237 铁80 锡67 铅34.8 二、常用材料导热系数(20℃)——λ(w/m.k) 聚苯乙烯0.04 PVC0.14~0.15

PP0.21~0.26 PE0.42 有机玻璃0.14~0.20 石墨:热导率129 w/(m·k) 碳:热导率:129 w/(m·k) 特氟龙teflon 0.256 ,填充石墨制品16-128 (来源于厂家数据)泡沫0.045 木材(横) 0.14~0.17 (纵) 0.38 散珍珠岩0.042~0.08 水泥珍珠岩0.07~0.09 石棉0.15 混凝土 1.28 85%MgO0.07 玻璃0.52~1.01 水垢 1.3~3.1 搪瓷0.87~1.16 耐火砖 1.06

普通砖0.7~0.8 银419 锌112 钛14.63 锡64 铅35 镍90 钢36~54 铸铁42~90 钝铜381 黄铜118 青铜71 纯铝218 铸铝138~147 不锈钢17 三、空气: 温度[10^-2(w/m.k)]

100K0.93 150K 1.38 200K 1.80 250K 2.21 300K 2.62 350K 3.00 400K 3.38 四、水: 温度w/m.k 0℃0.50 10℃0.58 20℃0.60 30℃0.62 40℃0.64 50℃0.65 60℃0.66 70℃0.67 80℃0.68

各种材料导热系数速查

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各种材料导热系数速查 1、导热系数:导热系数是指在稳定传热条件下,1m厚的材料,两侧表 面的温差为1度(K,°C),在1小时内,通过1平方米面积传递的热量,单位为瓦/米?度(W/m?K,此处的K可用°C代替)。 2、通常把导热系数较低的材料称为保温材料,而把导热系数在0.05瓦/ 米?度以下的材料称为高效保温材料。 一、金属导热系数表(W/mK): 银429 铜401 金317 铝237 铁80 锡67 铅34.8 二、常用材料导热系数(20℃)——λ(w/m.k) 聚苯乙烯0.04 PVC 0.14~0.15 PP 0.21~0.26 PE 0.42 有机玻璃0.14~0.20 石墨:热导率129w/(m·k) 碳:热导率:129w/(m·k)

特氟龙teflon0.256,填充石墨制品16-128(来源于厂家数据)泡沫0.045 木材(横)0.14~0.17 (纵)0.38 散珍珠岩0.042~0.08 水泥珍珠岩0.07~0.09 石棉0.15 混凝土 1.28 85%MgO 0.07 玻璃0.52~1.01 水垢 1.3~3.1 搪瓷0.87~1.16 耐火砖 1.06 普通砖0.7~0.8 银419 锌112 钛14.63 锡64 铅35 镍90 钢36~54 铸铁42~90 钝铜381

黄铜118 青铜71 纯铝218 铸铝138~147 不锈钢17 三、空气: 温度[10^-2(w/m.k)] 100K 0.93 150K 1.38 200K 1.80 250K 2.21 300K 2.62 350K 3.00 400K 3.38 四、水: 温度w/m.k 0℃0.50 10℃0.58 20℃0.60 30℃0.62 40℃0.64 50℃0.65 60℃0.66

石墨的换热系数

石墨的换热系数 石墨是一种具有很高导热性能的材料,因此在许多工业领域,它 被广泛地用于换热器的制造中。在这篇文章中,我们将探讨石墨的换 热系数及其相关问题。 第一步:了解换热系数的概念和意义 换热系数是一种用于描述流体在热传导和传热过程中的热交换效 率的参数。它的大小取决于材料的导热性能、液体性质、流体速度等 因素。换热系数越大,材料的热传导效率越高,能在短时间内完成更 多热交换工作。 第二步:介绍石墨的导热性能 石墨是一种具有很高导热性能的材料,它的导热系数在各个方向 上都非常大。对于x、y、z三个方向,石墨分别有着很高的导热系数,分别为:200-250W/(mK)、 20-150W/(mK)和15-30W/(mK)。这些值表明,石墨在热传导和传热方面具有非常高的能力。 第三步:石墨的换热系数与其它因素的关系 除了材料的热导性能之外,在石墨换热器的设计中,还需要考虑 其他因素对换热效果的影响。例如,石墨换热器的插板构造、挂装方式、流体流动等方面都会影响石墨的换热系数。这些因素的优化可以 增加石墨的流动性,从而提高其热传导效率,提高换热器的工作效率。 第四步:石墨换热器的应用和优势 石墨换热器在许多工业领域中被广泛应用,如化工、食品加工、 药品生产等等。这是由于石墨具有优越的化学稳定性、抗腐蚀性能和 卫生性能。此外,石墨还具有很好的加工性能,能够承受高温、高压 的工作环境,也非常适合用于反应釜换热、蒸馏器换热等高要求领域。 总之,石墨的换热系数是石墨换热器工作效率的重要因素之一。 在使用石墨换热器的过程中,需要结合不同的实际情况优化其设计, 以提高其换热效率。作为一种优质的工业材料,石墨在未来的工业应 用中有着广阔的应用前景。

碳的导热系数

碳的导热系数 简介 碳是一种非金属元素,具有很高的化学稳定性和导电性能。在自然界中,碳以多种形式存在,包括石墨、金刚石和纳米碳材料等。碳的导热系数是描述碳材料导热性能的重要物理参数。本文将详细介绍碳的导热系数及其影响因素。 导热系数的定义 导热系数(thermal conductivity)是指单位时间内单位面积上温度梯度产生的传热量。在固体材料中,传递热量主要通过分子间的振动和电子传导完成。对于碳材料而言,其导热主要通过电子传导。 碳材料的导热性能 1. 石墨 1.1 结构特点 石墨是一种由平行层面上堆叠的六角形晶格构成的碳材料。每个碳原子与三个相邻原子形成σ键,并与一个相邻原子形成π键,π键使得层面之间存在弱相互作用。 1.2 导热性能 由于π键弱相互作用,石墨中的电子能够自由传导,因此具有较高的导热系数。石墨的导热系数通常在300-2000 W/(m·K)之间。 2. 金刚石 2.1 结构特点 金刚石是一种由碳原子通过共价键形成的晶体结构。每个碳原子与四个相邻原子形成四面体结构,形成了非常坚硬和稳定的晶格。 2.2 导热性能 金刚石具有非常高的导热系数,通常在1000-2600 W/(m·K)之间。这是因为金刚石中碳原子之间的共价键非常紧密,电子在晶格中传导时几乎没有任何阻碍。

3. 纳米碳材料 3.1 结构特点 纳米碳材料包括纳米管、纳米片和富勒烯等。这些材料具有不同的形态和结构,但都由碳原子组成。 3.2 导热性能 纳米碳材料由于其特殊的结构和尺寸效应,在导热性能上表现出与大尺寸晶体不同的特点。纳米碳材料的导热系数通常在100-2000 W/(m·K)之间。 影响导热系数的因素 1. 结构特点 碳材料的导热系数与其结构特点密切相关。例如,石墨中层面之间的相互作用强度会影响电子传导的效率,从而影响导热性能。 2. 温度 温度是影响碳材料导热系数的重要因素。一般情况下,温度升高会使得电子传导效率增大,从而提高导热系数。 3. 杂质和缺陷 杂质和缺陷对碳材料的导热性能有显著影响。例如,金刚石中存在氮、硼等杂质会降低其导热系数。 应用领域 由于碳材料具有优异的导热性能,因此在许多领域得到广泛应用。 1. 碳纤维复合材料 碳纤维具有轻质、高强度和良好的导热性能等优点,被广泛应用于航空航天、汽车和体育器材等领域。 2. 热导材料 碳材料的高导热系数使其成为优秀的热导材料,被用于制造散热片、热管和热界面材料等。 3. 电子器件 碳材料的导热性能使其在电子器件中得到广泛应用,例如导电胶粘剂、散热片和封装材料等。

石墨毡不同温度下的导热系数

石墨毡不同温度下的导热系数 以石墨毡不同温度下的导热系数为标题的文章 导热系数是描述物质传导热量的能力的物理量,它反映了物质在温度梯度作用下的热传导效果。石墨毡是一种具有优异导热性能的材料,它在不同温度下的导热系数有着不同的表现。本文将以石墨毡不同温度下的导热系数为主题,探讨其变化规律和影响因素。 石墨毡是一种由石墨纤维制成的纤维状材料,具有良好的导热性能和耐高温性能。石墨毡的导热系数是指单位时间内单位面积上的热量传导量,通常用λ表示。导热系数越大,说明石墨毡具有更好的导热性能。 在不同温度下,石墨毡的导热系数会发生变化。一般来说,随着温度的升高,石墨毡的导热系数会增大。这是因为温度升高会导致石墨毡的分子振动加剧,热运动更加活跃,因此热量的传导更加迅速。同时,石墨毡的热传导主要是通过其内部的石墨纤维之间的相互作用实现的,而高温下石墨纤维的热运动更加剧烈,相互作用更加紧密,从而导致导热系数的增大。 然而,并非所有温度下石墨毡的导热系数都会随温度升高而增大。在一定温度范围内,石墨毡的导热系数可能会出现变化的趋势。比如在低温下,石墨毡的导热系数可能会随温度的升高而先增大后减小。这是因为在低温下,石墨纤维之间的相互作用还不够强烈,热

传导主要依靠纤维本身的导热性能,而随着温度的升高,石墨纤维之间的相互作用逐渐加强,导热系数也会随之增大。然而,当温度升高到一定程度时,石墨纤维之间的相互作用已经达到饱和,此时继续升高温度反而会导致纤维之间的距离增大,相互作用减弱,从而导致导热系数的下降。 除了温度,石墨毡的导热系数还受到其他因素的影响。其中一个重要的因素是石墨毡的密度。密度越大,石墨纤维之间的相互作用越强,导热系数也越大。此外,石墨纤维的导热性能和纤维的取向也会影响石墨毡的导热系数。如果石墨纤维的导热性能较好且取向较为有序,那么石墨毡的导热系数也会相应增大。 总结起来,石墨毡在不同温度下的导热系数具有一定的变化规律。在一定温度范围内,随着温度的升高,石墨毡的导热系数会增大,但在高温情况下,导热系数可能会出现下降的趋势。此外,石墨毡的密度和纤维的导热性能、取向等因素也会对导热系数产生影响。研究石墨毡在不同温度下的导热系数变化规律,有助于我们更好地理解石墨毡的导热性能,为其在各种应用领域的设计和应用提供参考依据。

石墨 导热系数 -回复

石墨导热系数-回复 石墨是一种具有高导热性能的材料,其导热系数是其独特性能的重要指标。在本文中,我们将逐步探讨石墨的导热系数,包括其定义、测量方法、影响因素以及应用领域等。 首先,为了更好地理解石墨的导热系数,我们需要了解导热系数的定义。导热系数是指材料在单位面积、单位厚度和单位温度梯度下传递热量的能力。它是衡量材料导热性能的一个重要指标,一般用字母λ表示。 石墨的导热系数相对较高,主要是由于其特殊的晶体结构决定的。石墨属于碳元素的同素异形体,它的晶体结构呈层状,在每一层中的碳原子都以sp2杂化形式排列成六角形。这种层状结构意味着石墨中的电子在平面方向上可以自由移动,形成了一个类似于金属的导电带。而在垂直于层状结构的方向上,由于层与层之间相对较远,所以热量传导受到限制。这种结构决定了石墨具有高导热性能和低导电性能。 接下来,我们将介绍石墨导热系数的测量方法。石墨的导热系数可以通过热导率仪器进行测量。热导率仪器使用平板热源和热电偶测量热传导。在测量过程中,样品被加热,热量在样品内部传递,最后被测温器检测到。通过测量加热源和测温器之间的温度差和传热时间,可以计算得到样品的热导率。在实际测量中,我们还需要考虑样品的尺寸、形状和温度对测量结果的影响。

第三,我们将探讨石墨导热系数的影响因素。石墨的导热系数受到多种因素的影响,其中最重要的因素之一是石墨的晶体结构。正如前面所提到的,石墨的层状结构对导热性能起着决定性作用。此外,石墨的导热性能还受到温度的影响。通常情况下,随着温度的升高,石墨的导热系数会增大。另外,石墨的纯度也会对导热系数产生影响。高纯度的石墨通常具有较高的导热系数。 最后,我们将探讨石墨导热系数在应用领域中的应用。由于石墨的高导热系数和优异的导热性能,它被广泛应用于导热材料的制备领域。例如,石墨可以用作导热垫片,在电子元件的散热中起到重要作用。此外,石墨还可以用于制备导热材料、导热润滑剂、导热薄膜等。在高温、高压和极端环境下,石墨的导热性能使其成为理想的材料选择。 总结起来,石墨具有高导热系数的特点,其主要是由于其独特的晶体结构所决定的。石墨的导热系数可以通过热导率仪器进行测量,其受石墨晶体结构、温度和纯度等多种因素的影响。由于其优异的导热性能,石墨在导热材料的制备领域中具有广泛的应用前景。

石墨的性质

石墨的性质 石墨是碳族元素,是碳(C)元素的结晶体,工业上根据石墨的结晶程度不同,将其分为晶质(鳞片状)石墨和隐晶质(土状)石墨。晶质石墨又分为状石墨和晶质鳞片状石墨。根据石墨结晶片的大小晶质鳞片又可分为大鳞片、中鳞片、小鳞片石墨。 石墨矿物属于六方晶质,层状构造,有特殊的原子结构,并使石墨且系列特性,晶体愈大,结构愈完整规则、特性愈是明显突出。具体特性是: 1.耐高温性 石墨是目前已知最耐高温的材料之一,最高温度可达3800℃,甚至在超高温电弧下石墨重量损失最小,在2000℃时,石墨强度反而提高一倍。 2导电、导热性 石墨比一般非金属导电性高一倍。导热性不仅超过钢、铅、等金属材料,而且还随温度升高导热系数降低,甚至在极高温度下,石墨趋于绝热状态,因此在超高温条件下,石墨的绝热性能是相当可靠的。 3.润滑性:石墨具有极好的润滑性能,是特殊的润滑材料。石墨的润滑性能随石墨鳞片的大小而变,鳞片越大,摩擦系数愈小,润滑性能越好。 4.特殊的抗热震性 石墨在高温下使用时能经受温度的剧烈变化而不被破坏,当温度突变时,其体积变化不大,不产生裂纹。 5 .化学稳定性 石墨在常温下具有良好的化学稳定性,能耐酸碱和有机溶剂的腐蚀。 6.可塑性 石墨可展成透气、透光的薄片。此外石墨还有天然的疏水性。高强石墨硬度很大以至用金刚刀都难已加工。 石墨的物理技术性质指标如下: 莫氐硬度:1~2 导热系数:55卡/厘米·秒·度 弹性模量:E=0.9×105kg/cm2 热膨胀系数:1—1.5×106(0~400℃) 电阻率:10-5欧姆厘米 沸点:4250℃ 比重:2.09~2.23g/cm3 熔点:3700℃

石墨的热传导

石墨的热传导(heat conduction of graphite) 石墨体内存在温度梯度时,热量从高温处向低温处的流动。表征石墨导热能力的参数是热导率。热导率入是单位时间内、单位面积上通过的热量q(热流密度)与温度梯度grad T之间的比例系数。 q=–λgrad T (1) 式中负号表示热流方向与温度梯度方向相反。式(1)常称为热传导的傅里叶定律。假如垂直于x轴方向的截面积为ΔS,材料沿x轴方向温度梯度为 dT/dx,在Δτ时间内,沿x轴正方向流过ΔS截面的热量为ΔQ,在稳定传热状态下,式(1)具有如下的形式: (2) 热导率的法定单位是W•m–1•K–1。对于不稳定传热过程,即物体内各处温度随时间而变化。与外界无热交换,本身存在温度梯度的物体,随着时间的推移,温度梯度会趋于零,即热端温度不断降低和冷端温度不断升高,最终达到一致的平衡温度。在这种不稳定传热过程中,物体内单位面积上温度随时问的 变化率为:

( 3) 式中τ为时间,ρ为密度,c p 为质量定压热容。λ/ρc p常称为石墨的热扩散率或导温系数,常用单位为cm2/s。 热传导是通过导热载体的运动来实现的。石墨的导热载体有电子、声子(晶格振动波)、光子等。石墨的热导率可表示为各种导热载体的贡献的迭加: (4) 式中v i 、l i 、c i 分别为导热载体i的运动速度、平均自由程和单位体积的 比热容。石墨的各种导热载体之间又相互作用、相互制约。例如不同频率的声子之间互相碰撞、产生散射,声子与晶界、点阵缺陷和杂质之间也产生散射,影响其平均自由程。因此,石墨的热传导是一个极为复杂的物理过程。理论上准确预测各种石墨的热导率数值及其随温度的变化,虽然有过长期的艰苦工作,但仅取得了有限的成绩。粗略地说,在常温和不太高的温度下(小于2000K),声子热导率占压倒优势,电子及光子的热导可以忽略不计。在极低温度下(小于10K)电子热导才占有一定的分量。光子热导要在很高的温度下(2000K以上)才开始出现。石墨的热导率随其电导率的增大而升高(见威德曼•弗朗兹定律)。

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