- Графіт — це алотропна форма вуглецю з шарами плоских шестиугольних кристалічних граток.
- Теплопровідність графіту сильно анізотропна:
- В площині шарів (а-б напрямок) — висока (≈ 100–2000 Вт/(м·К) для монокристалічного графіту).
- В напрямку перпендикулярно шарам (с-напрямок) — низька (≈ 5–10 Вт/(м·К)).
- Щільність графіту впливає на теплопровідність: чим щільніший матеріал, тим ефективніше теплопередача між шарами і вузлами кристалічної структури.
Приблизна залежність теплопровідності від щільності
| Щільність графіту (г/см³) | Теплопровідність λ (Вт/(м·К)) | Коментар |
|---|---|---|
| 1,0–1,2 | 25–50 | Пористий, штучний графіт, низька теплопровідність |
| 1,5 | 80–100 | Середня щільність, поліпшена структура |
| 1,7–1,8 | 100–200 | Щільний штучний графіт, хороша теплопровідність |
| 1,9–2,2 | 150–400 | Моно/полікристалічний графіт, максимальна теплопровідність |
| >2,2 | 1000–2000 (в площині шарів) | Монокристалічний графіт високої чистоти, рекордні значення |
Основні тенденції
- Зі збільшенням щільності теплопровідність зростає, бо зменшується пористість і поліпшується контакт між кристалітами.
- Пористий графіт має низьку теплопровідність через наявність повітря в порах.
- Моно- та полікристалічний графіт — дуже високі значення в площині шарів; перпендикулярно шарам теплопровідність завжди низька.
| ρ, г / см 3 = т / м 3 | Коефіцієнт теплопровідності, λ || , (Вт / м ° K) |
| 1,4 | 75-79 |
| 1,45 | 91-94 |
| 1,5 | 102-106 |
| 1,55 | 119-122 |
| 1,6 | 130-135 |
| 1,65 | 146 |
| 1,7 | 188 |
| 1,75 | 234 |
Теплопровідність графіту зростає з його щільністю: від ~25–50 Вт/(м·К) у пористого штучного графіту до 1000–2000 Вт/(м·К) у монокристалічного графіту високої чистоти в площині шарів. Перпендикулярно шарам теплопровідність значно менша.