石墨材料热导率机理及测定方法

石墨材料热导率机理及测定方法
    热导率为石墨材料试样在单位温度梯度下，单位面积在单位时间内传递的热量现代热传导理论指出，固体材料的热传导是靠晶格的热振荡和自由电子的活动，关于大都金属而言，自由电子活动的导热是首要的。
    关于许多非金属材料来说，导热组织首要是晶格的热振荡，石墨材料归于这一类。在多种非金属资猜中，石墨材料具有较高的热导率，可与黄铜比美石墨电极热导率也是呈各向异性的。以揉捏成型的电极为例，平行于揉捏方向的热导率比垂直于揉捏方向的热导率大约高出30％~50％。石墨化使各类石墨质材料的热导率太幅度增加，可为炭质材料的20~40倍。
    石墨材料的热导率因为运用原料和石墨化程度的不同而差别很大。热导率随温度的升高而减小，大致与绝对温度的倒数（T）成正比。测定石墨材料热导率有多种方法，如稳态热流法、激光脉冲法。中国国家标准（GB8722-88）对100~800℃间测定石墨电极的中温热导率选用直接通电纵向稳态热流法。测定原理为圆柱形试样经过直流电时，发生的热量首要沿试样纵轴向两头传导，抵达热稳定状况后，试样上是一维纵向热流，对试样和周围面环境热交换给予批改，热导率计算公式如下:
式中入热导率，单位为W/（m·K）；
15—试样作业区间均匀长度，单位为mm；
T—通入试样的电流，单位为A；
V-—试样作业区间均匀电压降，单位为mV；
d—试样直径，单位为mm；
AT—试样作业区间中点到两头点的均匀温度差，单位为℃；
e—反映试样周围面热交换大小的系数；
N—标志试样和周围面环境温度差的函数。
    另一种测定热导率的方法为激光脉冲法，激光脉冲法是用脉冲激光为热源，将其射向一定温度下处于热绝缘的薄片试样的一面，使受照面瞬时升温，热量自受热面向另一面传递，由热电偶或红外线接收器接收试样不和温度的改变，用高速感光纸（或示波器）记录激光脉冲宣告时至试样不和抵达最高温度时的时间-温度动态曲线，由时间-温度动态曲线计算出试样在该温度下的热扩散率，再由测得的热扩散率和该试样的比热计算出热导率。各类石墨电极的热导率。