La conductividad térmica del grafito es de aproximadamente 800-2000 W/(m-K). Esta elevada conductividad térmica hace del grafito un material deseable para diversas aplicaciones térmicas. El calor se conduce en el grafito a través de fonones, que son los responsables de transferir la energía térmica. La rigidez de la red del grafito, que le confiere su elevada conductividad térmica, también contribuye a su gran dureza.
El grafito es capaz de funcionar a altas temperaturas, pero es importante tener en cuenta que es sensible al oxígeno y no debe exponerse al aire a temperaturas elevadas. La oxidación del grafito comienza en torno a los 500°C y puede provocar una pérdida de masa y fallos estructurales. Sin embargo, en un entorno controlado con bajas presiones, el grafito puede utilizarse hasta temperaturas de 2450°C (4442°F) a presiones de hasta 10-2 torr.
En términos de aplicaciones térmicas, los elementos calefactores de grafito se diseñan con dimensiones más gruesas en comparación con los elementos fabricados con otros materiales. Esto se debe a que la resistencia eléctrica de cualquier material disminuye al aumentar la sección transversal, lo que permite un mayor flujo de corriente. Los elementos calefactores de grafito deben funcionar con una tensión reducida y una corriente más elevada para garantizar la potencia nominal adecuada.
Los hornos de grafito pueden funcionar a temperaturas de hasta 3000°C en gas inerte o 2200°C en vacío. Estos hornos utilizan elementos calefactores de grafito fabricados a partir de un compuesto de carbono de gran pureza, que proporcionan una excelente uniformidad de temperatura, longevidad, resistencia mecánica y repetibilidad. El diseño de los elementos calefactores incluye bordes redondeados y una separación adecuada para minimizar la ionización del gas a temperaturas elevadas, lo que aumenta su vida útil y las temperaturas máximas obtenibles.
La conductividad térmica es un factor importante para determinar el flujo de calor que puede atravesar un material en función del gradiente de temperatura a través del componente. Desempeña un papel fundamental en la caracterización de la aplicabilidad de los materiales de ingeniería para su uso en sectores industriales con requisitos de temperaturas extremas. Una conductividad térmica elevada puede no ser deseable en determinadas aplicaciones si da lugar a una elevada pérdida de energía a través de la transferencia de calor.
En resumen, la conductividad térmica del grafito es del orden de 800-2000 W/(m-K). Esta alta conductividad térmica, junto con otras propiedades como el alto módulo elástico y la resistencia química, hacen del grafito un material adecuado para diversas aplicaciones térmicas.
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