炭素の一種であるグラファイトは、様々な高温用途に非常に適した卓越した熱特性を示します。
その極端な温度に耐える能力は、高い熱伝導性と電気伝導性と相まって、冶金から半導体まで幅広い産業において重要な材料として位置づけられている。
これらの特性を理解することは、耐熱性と導電性が最も重要な実験機器や材料の購入に携わる人にとって不可欠です。
4つのポイントを解説高温抵抗、導電率など
高温耐性と導電性
黒鉛は、真空または不活性ガス条件下で3000℃までの温度に耐えることができ、熱処理によってその特性が向上します。
鉄、鉛、鋼などの一般的な金属を凌ぐ高い熱伝導率を持ち、温度とともに増加します。
黒鉛棒の熱伝導率の高さは際立っており、炭素黒鉛棒の熱伝導率はステンレス鋼の4倍です。
熱処理による特性の向上
黒鉛を超高温（1900℃～2000℃）に加熱すると、炭素原子が再配列し、優れた特性を持つ理想的な黒鉛が形成される。
黒鉛化と呼ばれるこのプロセスは、層間距離を縮め、構造的・熱的特性を向上させます。
汎用性と用途
細粒黒鉛の一種である等方性黒鉛は、高い耐熱性、耐薬品性、優れた耐熱衝撃性、高い導電性を示す。
高純度で加工しやすいため、原子力、冶金、半導体、太陽電池など30以上の産業で使用されています。
絶縁特性
グラファイト断熱材は、優れた断熱性を発揮し、熱損失を最小限に抑え、高い熱安定性により長寿命を実現します。
これらの材料は、硬質グラファイトファイバーボードやグラファイトフェルトなど、特定の使用温度やホットゾーンサイズに合わせた様々な形状で使用されています。
他の材料との比較
ピッチ前駆体から得られるグラファイト繊維は、銅の約3倍という非常に高い熱伝導率を持ち、高性能用途に優れています。
その高い熱伝導性にもかかわらず、グラファイトは、その形状や用途によっては、フェノールプラスチックに匹敵する熱絶縁体としても機能します。
グラファイトの熱特性に関するこれらの重要なポイントを理解することは、ラボの機器や材料の購入に際して、十分な情報に基づいた判断を下すために極めて重要です。
高温炉、半導体製造、断熱材など、グラファイトのユニークな特性の組み合わせは、様々な科学的・工業的用途において、その妥当性と有用性を保証します。
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