La grafite è un materiale noto per le sue eccezionali proprietà termiche.
La sua conducibilità termica varia da circa 800 a 2000 W/(m-K).
Questa elevata conducibilità termica rende la grafite una scelta popolare per varie applicazioni termiche.
Il calore nella grafite viene condotto attraverso i fononi, responsabili del trasferimento dell'energia termica.
La rigidità del reticolo della grafite contribuisce alla sua elevata conducibilità termica e ne aumenta la durezza.
Qual è la conducibilità termica della grafite? (5 punti chiave spiegati)
1. Alta conducibilità termica
La conducibilità termica della grafite è di circa 800-2000 W/(m-K).
Questa elevata conducibilità la rende ideale per varie applicazioni termiche.
2. Meccanismo di trasferimento del calore
Il calore viene condotto nella grafite attraverso i fononi.
I fononi sono responsabili del trasferimento dell'energia termica all'interno del materiale.
3. Rigidità strutturale
La rigidità del reticolo della grafite contribuisce alla sua elevata conducibilità termica.
Questa rigidità aumenta anche la durezza del materiale.
4. Temperatura e ossidazione
La grafite è sensibile all'ossigeno e non deve essere esposta all'aria a temperature elevate.
L'ossidazione inizia intorno ai 500°C (932°F), con conseguente perdita di massa e cedimento strutturale.
In un ambiente controllato e a basse pressioni, la grafite può essere utilizzata fino a 2450°C (4442°F) con pressioni fino a 10-2 torr.
5. Applicazioni termiche
Gli elementi riscaldanti in grafite sono progettati con dimensioni più spesse rispetto ad altri materiali.
Questo design consente di aumentare il flusso di corrente, ma devono funzionare a una tensione ridotta e a una corrente più elevata per garantire una potenza adeguata.
I forni in grafite possono funzionare a temperature fino a 3000°C in gas inerte o 2200°C nel vuoto.
Questi forni utilizzano elementi riscaldanti compositi di carbonio ad alta purezza, che garantiscono un'eccellente uniformità di temperatura, longevità, resistenza meccanica e ripetibilità.
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