La conducibilità termica della grafite è di circa 800-2000 W/(m-K). Questa elevata conducibilità termica rende la grafite un materiale desiderabile per diverse applicazioni termiche. Il calore viene condotto nella grafite attraverso i fononi, responsabili del trasferimento dell'energia termica. La rigidità del reticolo della grafite, che le conferisce un'elevata conducibilità termica, contribuisce anche alla sua elevata durezza.
La grafite è in grado di operare ad alte temperature, ma è importante notare che è sensibile all'ossigeno e non dovrebbe essere esposta all'aria a temperature elevate. L'ossidazione della grafite inizia intorno ai 500°C (932°F) e può provocare una perdita di massa e un cedimento strutturale. Tuttavia, in un ambiente controllato e a basse pressioni, la grafite può essere utilizzata fino a temperature di 2450°C (4442°F) con pressioni fino a 10-2 torr.
In termini di applicazioni termiche, gli elementi riscaldanti in grafite sono progettati con dimensioni più spesse rispetto agli elementi realizzati con altri materiali. Questo perché la resistenza elettrica di qualsiasi materiale diminuisce con l'aumentare della sezione trasversale, consentendo un maggiore flusso di corrente. Gli elementi riscaldanti in grafite devono funzionare a una tensione ridotta e a una corrente più elevata per garantire una potenza adeguata.
I forni a grafite possono funzionare a temperature fino a 3000°C in gas inerte o 2200°C nel vuoto. Questi forni utilizzano elementi riscaldanti in grafite prodotti da un composito di carbonio ad alta purezza, che garantisce un'eccellente uniformità di temperatura, longevità, resistenza meccanica e ripetibilità. Il design degli elementi riscaldanti prevede bordi arrotondati e una corretta spaziatura per ridurre al minimo la ionizzazione del gas a temperature elevate, aumentando la durata e le temperature massime ottenibili.
La conduttività termica è un fattore importante per determinare il flusso di calore che può attraversare un materiale in base al gradiente di temperatura attraverso il componente. Svolge un ruolo fondamentale nel caratterizzare l'applicabilità dei materiali ingegnerizzati per l'impiego in settori industriali con requisiti di temperatura estremi. Un'elevata conduttività termica può non essere auspicabile in alcune applicazioni se comporta un'elevata perdita di energia attraverso il trasferimento di calore.
In sintesi, la conducibilità termica della grafite è dell'ordine di 800-2000 W/(m-K). Questa elevata conducibilità termica, insieme ad altre proprietà come l'elevato modulo elastico e la resistenza chimica, rende la grafite un materiale adatto a varie applicazioni termiche.
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