Le graphite est un matériau unique et exceptionnel qui possède des propriétés de conductivité thermique remarquables. La conductivité thermique du graphite augmente avec l'augmentation de la température, et sa conductivité thermique peut atteindre 1 500-2 000 W/(mK) à température ambiante, soit environ 5 fois celle-ci. de cuivre et plus de 10 fois celle de l'aluminium métallique.
La conductivité thermique fait référence à la capacité d'un matériau à conduire la chaleur. Elle est mesurée en fonction de la rapidité avec laquelle la chaleur peut traverser une substance. Le graphite, une forme naturelle de carbone, possède l'une des conductivités thermiques les plus élevées parmi tous les matériaux connus. Il présente une conductivité thermique exceptionnelle dans la direction perpendiculaire à ses couches, ce qui en fait un matériau idéal pour de nombreuses applications.
Structure graphitese compose de couches d’atomes de carbone disposées dans un réseau hexagonal. Au sein de chaque couche, les atomes de carbone sont maintenus ensemble par de fortes liaisons covalentes. Cependant, les liaisons entre les couches, appelées forces de Van der Waals, sont relativement faibles. C’est la disposition des atomes de carbone au sein de ces couches qui confère au graphite ses propriétés uniques de conductivité thermique.
La conductivité thermique du graphite est principalement due à sa teneur élevée en carbone et à sa structure cristalline unique. Les liaisons carbone-carbone au sein de chaque couche permettent à la chaleur de se transférer facilement dans le plan de la couche. D'après la formule chimique du graphite, nous pouvons comprendre que les faibles forces inter-couches permettent aux phonons (énergie vibratoire) de se déplacer rapidement. à travers le treillis.
La conductivité thermique élevée du graphite a conduit à son utilisation intensive dans diverses industries.
I: Fabrication d'électrodes en graphite.
Le graphite est l'un des principaux matériaux pourfabrication d'électrodes en graphite, qui présente les avantages d'une conductivité thermique élevée, d'une résistance à haute température, d'une bonne stabilité chimique, d'une résistance mécanique élevée, il est donc largement utilisé dans la métallurgie, l'industrie chimique, l'énergie électrique et d'autres industries dans le processus de four électrolytique et électrique.
II : Le graphite est utilisé dans le domaine de l'électronique.
Le graphite est utilisé comme matériau dissipateur de chaleur pour dissiper la chaleur générée par les appareils électroniques tels que les transistors, les circuits intégrés et les modules de puissance. Sa capacité à transférer efficacement la chaleur de ces appareils aide à maintenir la stabilité et évite la surchauffe.
III : le graphite est utilisé dans la fabrication decreusetset moules pour le moulage des métaux.
Sa conductivité thermique élevée permet un transfert de chaleur efficace, assurant un chauffage et un refroidissement uniformes du métal. Cela améliore à son tour la qualité et la cohérence du produit final.
IV : La conductivité thermique du graphite est utilisée dans l’industrie aérospatiale.
Les composites de graphite sont utilisés dans la construction de composants d’avions et d’engins spatiaux. Les propriétés exceptionnelles de transfert de chaleur du graphite aident à gérer les températures extrêmes rencontrées lors des missions spatiales et des vols à grande vitesse.
V : Le graphite est utilisé comme lubrifiant dans diverses industries.
Il est couramment utilisé dans les processus de fabrication impliquant des températures et des pressions élevées, tels que les moteurs automobiles et les machines de travail des métaux. La capacité du graphite à résister à des températures élevées tout en réduisant la friction en fait un lubrifiant idéal pour de telles applications.
VI : Le graphite est utilisé dans la recherche scientifique.
Il est couramment utilisé comme matériau standard pour mesurer la conductivité thermique d’autres substances. Les valeurs de conductivité thermique bien établies du graphite servent de point de référence pour comparer et évaluer les propriétés de transfert thermique de différents matériaux.
En conclusion, la conductivité thermique du graphite est exceptionnelle en raison de sa structure cristalline unique et de sa teneur élevée en carbone. Sa capacité à transférer efficacement la chaleur l’a rendu indispensable dans diverses industries, notamment l’électronique, la fonderie de métaux, l’aérospatiale et la lubrification. De plus, le graphite sert de matériau de référence pour mesurer la conductivité thermique d'autres substances. En comprenant et en exploitant l'exceptionnelpropriétés du graphite, nous pouvons continuer à explorer de nouvelles applications et avancées dans le domaine du transfert de chaleur et de la gestion thermique.
Heure de publication : 06 août 2023