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石墨體內存在溫度梯度時,熱量從高溫處向低溫處的流動。表征石墨導熱能力的參數是熱導率。熱導率入是單位時間內、單位面積上通過的熱量q(熱流密度)與溫度梯度gradT之間的比例系數。
q=–λgradT
(1)式中負號表示熱流方向與溫度梯度方向相反。式(1)常稱為熱傳導的傅里葉定律。石墨被廣泛用于實驗室的實驗用的輔助材料,用石墨作為實驗室的復數品,主要是由于特有額特性決定的酮素異形體。假如垂直于x軸方向的截面積為ΔS,材料沿x軸方向溫度梯度為dT/dx,在Δτ時間內,沿x軸正方向流過ΔS截面的熱量為ΔQ,在穩(wěn)定傳熱狀態(tài)下,式(1)具有如下的形式:
(2)熱導率的法定單位是W·m·K。對于不穩(wěn)定傳熱過程,即物體內各處溫度隨時間而變化。與外界無熱交換,本身存在溫度梯度的物體,隨著時間的推移,溫度梯度會趨于零,即熱端溫度不斷降低和冷端溫度不斷升高,終達到一致的平衡溫度。
石墨單晶純凈的天然鱗片石墨、高定向熱解石墨,這些石墨晶體,缺陷較少而且尺寸較大,一般可認為是較完善的石墨單晶。對這類石墨的熱導有過相當多的研究。在壓應力下,經過3000K以上處理的熱解石墨,其體積密度為2.25g/cm,接近單晶的理論密度2.266g/cm,其(002)衍射峰半寬角展只有0.4°(鑲嵌角),也十分接近于理論值零度。這種石墨的熱導率見表1。這些數值一般認為可代表單晶石墨的相應數值。沿兩個主方向的熱導率:沿層面的記為λa,沿垂直于層面的則記為λc。石墨電極的優(yōu)點是加工非常輕易,電火花金屬的去除率很高,以及石墨的損耗小。
在工業(yè)中的用途主要有以下幾種:
1.作潤滑性用途的潤滑石墨粉
此種石墨粉主要表現于石墨的超好的潤滑性,利用石墨的此種特性,我們將石墨粉拿來做潤滑材料。如,在機油里面添加適當的高純納米石墨粉,可以增加其潤滑性能,使?jié)櫥阅艽蟠蟮奶岣摺?
2.作導電材料:
利用石墨的導電性,將石墨粉應用在電氣工業(yè)上用作制造電極、電刷、碳棒、碳管、石墨墊圈、電話零件,電視機顯像管的涂層等。石墨粉還要以添加在塑膠、硅橡膠等絕緩體中,起到來改變其電阻阻值的作用,也就是用到了石墨粉的導電性,防靜電等作用。