知識 なぜ黒鉛は熱を伝導するのか?5つの主要因を解説
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技術チーム · Kintek Solution

更新しました 2 months ago

なぜ黒鉛は熱を伝導するのか?5つの主要因を解説

グラファイトが効率的に熱を伝導できるのは、主にそのユニークな分子構造による。

グラファイトは、六角形格子に配列された炭素原子の層で構成されている。

これらの層は互いに弱く結合しており、互いに滑ることができる。

この摺動がグラファイトの潤滑性に寄与している。

しかし、各層の中では炭素原子が強く結合している。

この強固な結合により、熱と電気の両方に高い伝導性を持つネットワークが形成される。

層内の強い結合は、材料を通して振動エネルギー(フォノン)の効率的な伝達を可能にする。

この効率的なエネルギー伝達が、グラファイトの高い熱伝導性の重要な要因である。

不活性雰囲気下での高温処理によって達成されるグラファイトの高純度と秩序構造は、熱伝導性をさらに高める。

これらの処理により、炭素格子の欠陥や無秩序が減少し、材料の熱伝導能力が向上する。

黒鉛の高い熱伝導性は、炉の発熱体など様々な高温用途に適しています。

黒鉛発熱体は、不活性ガス中では3000℃、真空中では2200℃までの温度で動作するように設計されています。

これは、過酷な条件下での耐久性と効率の高さを示しています。

黒鉛の熱伝導率は、鉄、鉛、鋼を含む多くの金属材料よりも優れています。

黒鉛棒の熱伝導率は、ステンレス鋼の4倍、炭素鋼の2倍です。

このことは、グラファイトの優れた熱伝導性を浮き彫りにしている。

要約すると、グラファイトの高い熱伝導率は、そのユニークな分子構造、層内の強力な結合、秩序だった高純度の性質の結果である。

これらの特性により、グラファイトは様々な高温用途や導電性用途に優れた選択肢となっている。

専門家にご相談ください。

なぜ黒鉛は熱を伝導するのか?5つの主要因を解説

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