Các vật liệu dẫn nhiệt là những phép nhiệt để được chuyển giao một cách hiệu quả từ một (hoặc một chất lỏng) nhiệt độ bề mặt cao và nhiệt độ thấp.
Vật liệu dẫn nhiệt được sử dụng trong các ứng dụng kỹ thuật khác nhau. Trong số các ứng dụng quan trọng nhất là chế tạo thiết bị làm mát, thiết bị tản nhiệt và nói chung là bất kỳ thiết bị nào yêu cầu trao đổi nhiệt trong các quy trình của nó.
Dẫn nhiệt trong vật liệu
Những vật liệu không dẫn nhiệt tốt được gọi là chất cách điện. Trong số các vật liệu cách nhiệt được sử dụng nhiều nhất là nút chai và gỗ.
Thông thường vật liệu dẫn nhiệt tốt cũng là vật dẫn điện tốt. Một số ví dụ về vật liệu dẫn điện tốt cho nhiệt và điện là nhôm, đồng và bạc, trong số những vật liệu khác.
Các vật liệu khác nhau và đặc tính dẫn nhiệt tương ứng của chúng có thể được tìm thấy trong sách hướng dẫn hóa học tóm tắt các kết quả dẫn nhiệt thí nghiệm được thực hiện trên các vật liệu này.
Sự dẫn nhiệt
Sự dẫn truyền là sự truyền nhiệt xảy ra giữa hai lớp của cùng một vật liệu hoặc giữa các bề mặt tiếp xúc của hai vật liệu không trao đổi vật chất.
Trong trường hợp này, sự truyền nhiệt trong vật liệu xảy ra nhờ các va chạm phân tử xảy ra giữa các lớp hoặc bề mặt.
Các cú sốc phân tử cho phép trao đổi nội năng và động năng giữa các nguyên tử của vật liệu.
Do đó, lớp hoặc bề mặt có các nguyên tử có nội năng và động năng cao hơn sẽ truyền năng lượng cho các lớp hoặc bề mặt có năng lượng thấp hơn, do đó làm tăng nhiệt độ của chúng.
Các vật liệu khác nhau có cấu trúc phân tử khác nhau, điều này khiến không phải vật liệu nào cũng có khả năng dẫn nhiệt như nhau.
Dẫn nhiệt
Để biểu thị khả năng dẫn nhiệt của vật liệu hoặc chất lỏng, đặc tính vật lý "dẫn nhiệt" được sử dụng, thường được biểu thị bằng chữ k.
Tính dẫn nhiệt là một tính chất phải được tìm thấy bằng thực nghiệm. Các ước tính thực nghiệm về độ dẫn nhiệt đối với vật liệu rắn tương đối đơn giản, nhưng quá trình này rất phức tạp đối với chất rắn và chất khí.
Tính dẫn nhiệt đối với vật liệu và chất lỏng được báo cáo đối với một lượng vật liệu có diện tích chảy là 1 foot vuông, dày 1 foot, trong một giờ ở nhiệt độ chênh lệch 1 ° K.
Vật liệu dẫn nhiệt
Mặc dù về lý thuyết tất cả các vật liệu đều có thể truyền nhiệt, nhưng một số vật liệu có khả năng dẫn nhiệt tốt hơn những vật liệu khác.
Trong tự nhiên có những vật liệu như đồng hoặc nhôm dẫn nhiệt tốt, tuy nhiên khoa học vật liệu, công nghệ nano và kỹ thuật đã cho phép tạo ra những vật liệu mới lạ với đặc tính dẫn nhiệt tốt.
Trong khi vật liệu dẫn nhiệt như đồng, được tìm thấy trong tự nhiên, có hệ số dẫn nhiệt là 401 W / K m, thì các ống nano cacbon được sản xuất với độ dẫn nhiệt gần 6600 W / K m đã được báo cáo.
Giá trị độ dẫn nhiệt của các vật liệu khác nhau có thể được xem trong bảng sau:
Người giới thiệu
- Berber S. Kwon Y. Tomanek D. Độ dẫn nhiệt cao bất thường của ống nano cacbon. Thư đánh giá vật lý. Năm 2000; 84: 4613
- Chen Q. và cộng sự. Một tiêu chí thay thế trong tối ưu hóa truyền nhiệt. Kỷ yếu của Hiệp hội Hoàng gia A: Khoa học Toán học, Vật lý và Kỹ thuật, 2011; 467 (2128): 1012-1028.
- Cortes L. và cộng sự. 2010. Tính dẫn nhiệt của vật liệu. Hội nghị chuyên đề về đo lường.
- Kaufman WC Bothe D. Meyer SD Khả năng cách nhiệt của vật liệu quần áo Qutdoor. Khoa học. Năm 1982; 215 (4533): 690–691.
- Kern D. 1965. Các quá trình truyền nhiệt. Đồi McGraw.
- Merabia S. và cộng sự. Truyền nhiệt từ các hạt nano: một phân tích trạng thái tương ứng. Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ. Năm 2009; 106 (36): 15113-15118.
- Salunkhe PB Jaya Krishna D. Điều tra về vật liệu lưu trữ nhiệt tiềm ẩn cho các ứng dụng sưởi ấm không gian và nước bằng năng lượng mặt trời. Tạp chí Lưu trữ Năng lượng. Năm 2017; 12: 243-260.