知識 黒鉛の熱伝導率とは?5つのポイントを解説
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技術チーム · Kintek Solution

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黒鉛の熱伝導率とは?5つのポイントを解説

黒鉛はその卓越した熱伝導性で知られ、様々な高温用途に好適な材料となっている。

グラファイトの熱伝導率は、高結晶性で応力アニール処理された熱分解グラファイトの場合、ab方向で4180W/m.Kにも達します。

この高い熱伝導率により、鉄、鉛、鋼などの金属を含む他の多くの材料よりも優れている。

5つのポイント

黒鉛の熱伝導率とは?5つのポイントを解説

1.黒鉛の高い熱伝導性

黒鉛の熱伝導率は非常に高く、一般的な金属材料よりも高い。

具体的には、黒鉛の熱伝導率は、高度に結晶化し、応力アニールされた熱分解黒鉛の場合、ab方向で4180W/m.Kに達します。

この特性は、効率的な熱伝達を必要とする用途に理想的である。

2.他の材料との比較

熱伝導率 黒鉛の熱伝導率は、ステンレス鋼や炭素鋼よりも著しく高い。

ステンレス鋼の約4倍、炭素鋼の約2倍です。

この比較から、グラファイトの熱伝導性能が優れていることがわかります。

3.温度依存性

グラファイトの熱伝導率は、温度によって増加するのが特徴である。

しかし、温度が上昇すると熱伝導率が低下することにも注意が必要で、これは多くの材料に共通する傾向である。

この二重の挙動により、グラファイトは幅広い温度範囲の用途に適している。

4.化学的および熱的安定性

グラファイトは、化学反応や熱衝撃に非常に強い。

高温下でも構造的完全性と機械的強度を維持する。

この安定性は、高温炉やその他の熱的用途に使用する上で極めて重要です。

5.使用条件

黒鉛は、不活性ガス環境や真空環境など、さまざまな運転条件で使用できます。

不活性ガス中では3000℃まで、真空中では2200℃まで耐えることができる。

これらの条件は、極限環境におけるグラファイトの多用途性と堅牢性を示している。

機械的および電気的特性

グラファイト発熱体は、機械的安定性を確保するため、他の材料で作られた発熱体よりも厚く設計されています。

グラファイトの電気抵抗は、断面積が大きくなるにつれて減少し、大電流を流すことができます。

このため、適切な定格電力を維持するために、黒鉛発熱体を低電圧・高電流で動作させる必要があります。

黒鉛の用途

黒鉛は、原子力、冶金、半導体、太陽電池、連続鋳造、放電加工など、30以上の異なる産業で使用されています。

その高純度、加工のしやすさ、優れた耐熱性と耐薬品性により、様々な工業プロセスにおいて汎用性の高い材料となっています。

要約すると、グラファイトの熱伝導率は非常に高く、多くの高温・熱用途に優れた選択肢となる。

高い耐熱性、耐薬品性、機械的強度、加工のしやすさなど、そのユニークな特性は、さまざまな産業現場での有用性をさらに高めています。

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