真空炉石墨配件的热导率受多种要素影响,一般来说其热导率较高,通常在特定条件下能到达乃至超越部分金属资料,以下为具体分析:
影响要素
石墨化程度与晶体结构:石墨化程度越高、晶格越完善的石墨,导热系数越高。天然鳞片石墨的导热系数通常比人造石墨高,接近彻底晶体的热解石墨在层内的导热系数于800-2000度时比铜、银等金属还要大。这是由于石墨晶格中空泛、位错及其他晶体缺点,以及晶粒大小都会影响声子的平均自由程和传递热能的才能。
温度:石墨的导热系数在某一温度下到达最大值,低于或高于这个温度时导热系数都会下降。在低温阶段,随着温度升高,石墨材猜中激起的声子数越来越多,声子的鸿沟散射称为主导原因,在到达最大值之前,石墨资料热导率主要取决于声子的数量;随着温度的升高,声子之间的散射过程进一步增强,导致石墨资料的热导率开端下降;在高温阶段,石墨资料的热导率大小取决于声子之间的磕碰。
孔隙大小与孔隙率:孔隙大小、孔隙率对资料的导热也有很大影响。当石墨化度增大时,孔隙大小、孔隙率会变小,资料热导率就会变大。这是由于资料微晶的缺点程度增加会导致声子散射的程度增加,使得声子的平均自由程削减,从而下降石墨资料的热传导功能。
典型数值规模
不同类型真空炉石墨配件的热导率有所差异,以下为部分常见配件的热导率参考值:
高纯石墨管:导热系数(20℃)可达105W/(m·K),具有较大的热导率。
石墨部件:热导率较大,电导率可达160W/(m·K),肖氏硬度为72,密度为1.8g/cm3,热膨胀系数(20-200℃)为4.2。
功能优势
加热均匀性:石墨是热的良导体,其导热功能优于许多金属资料。在真空炉中,石墨配件可以使加热过程更加均匀,进步烧结功率。
节能作用:杰出的热导率还能削减热量丢失,进步能量利用功率,从而到达节能的作用。
设备稳定性:石墨的热膨胀系数很低,在加热和冷却过程中,石墨配件的尺寸改变很小,这保证了设备的稳定性和精度,关于需要高精度加工的工件非常重要。