ما هي المواد التي لديها أفضل الموصلية الحرارية؟

تختلف الموصلية الحرارية للمواد المختلفة على نطاق واسع وتستخدم بشكل أساسي من أجل الملابس الشتوية. على سبيل المثال ، يحتوي الألمنيوم النقي على موصلية حرارية تبلغ 235 واط لكل كيلفن لكل متر. ومع ذلك ، فإن سبائك الألومنيوم عادة ما يكون لها موصلية حرارية أقل من الحديد. هذا يجعل الألومنيوم مادة مثالية لوحدات امتصاص الحرارة الإلكترونية. وبالمثل ، يتميز الفولاذ الكربوني بموصلية حرارية منخفضة وهو خيار جيد للمكونات الهيكلية. يتميز الفولاذ المقاوم للصدأ بموصلية حرارية أقل من الفولاذ الكربوني ، ولكنه خيار جيد لتطبيقات الفولاذ الإنشائي المكشوف معماريًا والبيئات المسببة للتآكل.

النحاس

يتمتع النحاس بأعلى موصلية حرارية لجميع المعادن ، باستثناء الفضة. تمكن هذه الخاصية النحاس من نقل الحرارة بكفاءة ، لذلك يتم استخدامه في مجموعة متنوعة من التطبيقات. تُقاس الموصلية الحرارية للنحاس بالواط لكل متر كلفن (W / mK). سبيكة نحاسية من 110 لها موصلية حرارية 135 واط / مللي كلفن ، مما يجعلها أفضل مادة للمنتجات التي تتطلب موصلية حرارية عالية.

يتمتع النحاس بموصلية حرارية ممتازة ، مما يجعله خيارًا رائعًا للأجهزة المنزلية وأدوات الطهي. كما أنها مقاومة للتآكل ، مما يجعلها مادة مثالية للبيئات ذات درجات الحرارة العالية.

ستانلس ستيل

يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ على واحدة من أقل قيم التوصيل الحراري لأي معدن. هذه الخاصية تجعلها مثالية للاستخدام في البيئات التي تعاني من درجات حرارة عالية. تُقاس الموصلية الحرارية للمادة بوحدات واط لكل متر لكل درجة كلفن. تتيح هذه الخاصية للمواد عالية الحرارة نقل الحرارة بشكل أسرع وأكثر كفاءة.

يستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ في العديد من التطبيقات المختلفة بسبب الموصلية الحرارية المنخفضة. إنه مفيد بشكل خاص للمباني والآلات بسبب مقاومته العالية للحرارة والبرودة. كما أنها فعالة للغاية في استخدام الطاقة ومستقرة في ظل درجات الحرارة القصوى. نظرًا لأنه يُظهر مثل هذه المقاومة الكبيرة ، يتم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ في العديد من المجالات ، بما في ذلك أنظمة النقل والأفران ومعالجة الأطعمة. الفولاذ المقاوم للصدأ مقاوم أيضًا للتآكل ، مما يجعله خيارًا جيدًا للبيئات ذات درجات الحرارة العالية.

تعتبر الموصلية الحرارية المنخفضة للفولاذ المقاوم للصدأ سببًا رئيسيًا لشعبيتها. جعلت التكلفة المنخفضة وتوافر هذا المعدن المعدن المفضل لسنوات. ومع ذلك ، فإن هذه الميزة تجعلها غير مناسبة للاستخدامات التي تكون فيها الأسطح غير اللاصقة ضرورية. بالإضافة إلى ذلك ، لا يعد الفولاذ المقاوم للصدأ دائمًا الخيار الأفضل للأسطح غير اللاصقة ، حيث نادرًا ما يكون المعدن الأساسي. غالبًا ما يتم طلاء المعدن بمعدن آخر له عيوبه الخاصة.

الجرافيت

واحدة من أكثر خصائص الجرافيت اللافتة للنظر هي الموصلية الحرارية الرائعة. قيمة Cte عالية للغاية. من الصعب للغاية إذابة هذه المادة أيضًا ، حيث تتراوح درجة الانصهار بين 3,600 و 4,200 درجة كلفن. وتعادل درجة الحرارة هذه حوالي ثلثي الغلاف الضوئي الشمسي. لهذا السبب ، يعد الجرافيت أفضل مادة للمعاجين الحرارية والعزل.

تنخفض الموصلية الحرارية للجرافيت مع زيادة درجة الحرارة. كما هو مبين في الشكل 3.10 ، تقل الموصلية الحرارية للجرافيت مع زيادة درجة الحرارة. والسبب في ذلك هو أنه كلما زادت درجة الحرارة ، تزداد سعة اهتزاز ذرات الكربون. عند هذه النقطة ، يصبح اتساع متوسط ​​المسار الحر هو المسيطر ، مما يقلل من التوصيل الحراري.

أرسينيد البورون المكعب

زرنيخ البورون المكعب هو ثالث أفضل مادة موصلة بين جميع أشباه الموصلات ولديه قدرة ملحوظة على حركة الإلكترونات. قام الباحثون في UH ومركز تكساس للموصلية الفائقة باختبار مكعب زرنيخيد البورون باستخدام الليزر لإثارة الحاملات في العينة وقياس انتشارها. نظرًا لأن زرنيخ البورون المكعب لديه قابلية تنقل عالية للإلكترونات ، يتوقع الباحثون أنه سيكون له موصلية حرارية متميزة.

تعتبر أفضل موصلية حرارية مهمة في تصميم المكونات الإلكترونية ، حيث أن الحرارة هي أحد الاختناقات الرئيسية في العديد من الإلكترونيات. يتفوق زرنيخ البورون المكعب على السيليكون في هذا المجال ، مما يقلل الحاجة إلى أنظمة التبريد. الموصلية الحرارية لها أكبر بثلاث مرات من السيليكون ، وهي ميزة كبيرة في العديد من التطبيقات. تحل المادة محل السيليكون في العديد من إلكترونيات الطاقة في السيارات الكهربائية ، مما يقلل من وزن السيارة ويحسن النطاق.

كربيد السيليكون

كربيد السيليكون معدن يتمتع بأعلى نسبة توصيل حراري ، مما يجعله مثاليًا لمجموعة متنوعة من التطبيقات. كما أنها شديدة المقاومة للإشعاع مما يجعلها مفيدة للمفاعلات النووية. يمكن استخدامه أيضًا لتغليف القوالب في صب الدُفعات للمعادن المنصهرة.

يتكون كربيد السيليكون من ذرات السيليكون والكربون مرتبة في شبكة بلورية رباعية السطوح. وهذا يجعله معدنًا شديد الصلابة وغير قابل للذوبان في الأحماض والقلويات والأملاح المنصهرة. يمكن إنتاجه من الفحم والرمل. تتضمن العملية استخدام فرن الصهر الكهروحراري. ومع ذلك ، فإن بطانات الأواني الخام تكون ملوثة للغاية وتحتوي على نسبة عالية من المواد الكيميائية السامة. ومع ذلك ، يُزعم أن هذه الملوثات تتحلل أثناء العملية وتخرج من خلال تيار غاز المداخن.

كربيد السيليكون هو أيضًا مادة شبه موصلة ، مما يعني أنه يمكن التحكم في الموصلية عن طريق التيارات الكهربائية أو المجالات الكهرومغناطيسية أو الضوء. كما أنها تستخدم لتضخيم الإشارات في الدوائر الإلكترونية. لقد تم استخدامه في هذا المجال منذ عقود. كربيد السيليكون هو شبه موصل ، مما يعني أنه يحتوي على نقطة انصهار عالية ، ويمكن أن يعمل في درجات حرارة وترددات أعلى من المعادن الأخرى.

بحث

أضيف للتو إلى سلة التسوق الخاصة بك:
الكمية:
الإجمالي:
الاجمالي:
غير شامل. رسوم البريد 
حقيبتي
أضيف للتو إلى قائمة أمنياتك:
غير شامل. رسوم البريد 
المفضل لدي
يرجى التواصل معنا على  info@cheapsnowgear.com أو الدردشة الحية لنا في أسفل الشاشة!
تدور للفوز رمز الدوار