Värmeledningsförmåga är ett materials förmåga att leda värme och anger mängden värme som leds per ytenhet och tjocklek av materialet vid en enhetstemperaturgradient. I kompositmaterial som kolfiberskivor påverkas värmeledningsförmågan av ett antal faktorer inklusive temperatur.
Kolfiberskivor har en relativt låg värmeledningsförmåga, så den minskar effektivt värmeledningen. Detta gör kolfiberskivor mycket användbar i värmeisoleringsapplikationer. Det används till exempel för att minska värmeförlusten och skydda omgivande strukturer från höga temperaturer.
Kolfiberskivor har en låg värmeutvidgningskoefficient, vilket gör att dimensionsförändringarna i kolfiberskivor är relativt små när temperaturen ändras. Kolfiberskivor har därför en fördel i att bibehålla strukturell stabilitet i högtemperaturmiljöer.
Kolfiberskivor har vanligtvis en hög motståndskraft mot höga temperaturer och kan bibehålla strukturell integritet och prestanda i högtemperaturmiljöer. Kolfiberskivor används ofta i högtemperaturapplikationer inom rymd, motorsport och andra områden.
När temperaturen stiger ökar den termiska ledningsförmågan hos kolfiberskivor vanligtvis först, når sedan en topp och börjar gradvis minska efter topptemperaturen.
01
Denna förändringslag kan förklaras av de strukturella egenskaperna hos kolfiberskivor. Vid låga temperaturer sprider gittervibrationen inuti kolfibern mindre, vilket resulterar i starkare värmeledningsförmåga och högre värmeledningsförmåga. När temperaturen stiger blir spridningsprocessen av gittervibrationer mer frekvent vilket resulterar i svagare värmeledningsförmåga, och värmeledningsförmågan börjar minska.
02
Men när temperaturen fortsätter att öka, kan växelverkanskrafterna mellan skikten inuti kolfibern förändras, vilket leder till ytterligare en ökning av värmeledningsförmågan. Detta beror på att vissa strukturella interaktioner förbättrar spridningen av gittervibrationer vid vissa specifika temperaturer.
03
Variationslagen för värmeledningsförmåga med kolfibers temperatur är en komplex process som påverkas av många faktorer, som måste ta hänsyn till kolfiberns struktur, materialegenskaper och temperaturintervall. Därför kan variationsregeln för värmeledningsförmåga med temperatur studeras och mätas under specifika experimentella förhållanden.
Värmeledningsförmågan hos olika typer av kolfiberskivor och deras ingående material kan förändras med temperaturen.
I praktiska tillämpningar är det nödvändigt att noggrant mäta och överväga värmeledningsförmågan enligt egenskaperna hos det speciella materialet och användningsförhållandena.
I teknisk design och högtemperaturapplikationer är förändringar i värmeledningsförmåga viktiga faktorer som måste beaktas fullt ut vid design och förutsägelse.
