La conductivité thermique du graphite est d'environ 800-2000 W/(m-K). Cette conductivité thermique élevée fait du graphite un matériau intéressant pour diverses applications thermiques. La chaleur est conduite dans le graphite par les phonons, qui sont responsables du transfert de l'énergie thermique. La rigidité du réseau du graphite, qui lui confère sa conductivité thermique élevée, contribue également à sa grande dureté.
Le graphite peut fonctionner à des températures élevées, mais il est important de noter qu'il est sensible à l'oxygène et ne doit pas être exposé à l'air à des températures élevées. L'oxydation du graphite commence aux alentours de 500°C (932°F) et peut entraîner une perte de masse et une défaillance structurelle. Toutefois, dans un environnement contrôlé avec de faibles pressions, le graphite peut être utilisé à des températures allant jusqu'à 2450°C (4442°F) à des pressions inférieures à 10-2 torr.
En termes d'applications thermiques, les éléments chauffants en graphite sont conçus avec des dimensions plus épaisses que les éléments fabriqués avec d'autres matériaux. En effet, la résistance électrique d'un matériau diminue avec l'augmentation de la surface de la section transversale, ce qui permet d'augmenter le flux de courant. Les éléments chauffants en graphite doivent être utilisés à une tension réduite et à un courant plus élevé pour garantir une puissance nominale appropriée.
Les fours en graphite peuvent fonctionner à des températures allant jusqu'à 3 000 °C dans un gaz inerte ou 2 200 °C sous vide. Ces fours utilisent des éléments chauffants en graphite fabriqués à partir d'un composite de carbone de haute pureté, offrant une excellente uniformité de température, une grande longévité, une résistance mécanique et une répétabilité. La conception des éléments chauffants comprend des bords arrondis et un espacement approprié pour minimiser l'ionisation du gaz à des températures élevées, ce qui augmente leur durée de vie et les températures maximales pouvant être atteintes.
La conductivité thermique est un facteur important pour déterminer le flux de chaleur qui peut traverser un matériau en fonction du gradient de température à travers le composant. Elle joue un rôle essentiel dans la caractérisation de l'applicabilité des matériaux d'ingénierie dans les secteurs industriels soumis à des exigences de températures extrêmes. Une conductivité thermique élevée peut ne pas être souhaitable dans certaines applications si elle entraîne une perte d'énergie importante par transfert de chaleur.
En résumé, la conductivité thermique du graphite est comprise entre 800 et 2000 W/(m-K). Cette conductivité thermique élevée, associée à d'autres propriétés telles qu'un module d'élasticité élevé et une résistance chimique, fait du graphite un matériau adapté à diverses applications thermiques.
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