La conductivitat tèrmica és la capacitat d'un material per conduir la calor i indica la quantitat de calor conduïda per unitat d'àrea i gruix del material a un gradient de temperatura unitari. En materials compostos com ara plaques de fibra de carboni, la conductivitat tèrmica es veu afectada per diversos factors, inclosa la temperatura.
El tauler de fibra de carboni té una conductivitat tèrmica relativament baixa, de manera que redueix eficaçment la conducció de la calor. Això fa que el tauler de fibra de carboni sigui molt útil en aplicacions d'aïllament tèrmic. Per exemple, s'utilitza per reduir la pèrdua de calor i protegir les estructures circumdants de les altes temperatures.
Els taulers de fibra de carboni tenen un baix coeficient d'expansió tèrmica, el que significa que els canvis dimensionals en els taulers de fibra de carboni són relativament petits quan la temperatura canvia. Per tant, el tauler de fibra de carboni té un avantatge per mantenir l'estabilitat estructural en entorns d'alta temperatura.
Els taulers de fibra de carboni solen tenir una alta resistència a altes temperatures i poden mantenir la integritat estructural i el rendiment en entorns d'alta temperatura. El tauler de fibra de carboni s'utilitza àmpliament en aplicacions d'alta temperatura en aeroespacial, esports de motor i altres camps.
A mesura que augmenta la temperatura, la conductivitat tèrmica del tauler de fibra de carboni sol augmentar primer, després arriba a un pic i comença a disminuir gradualment després de la temperatura màxima.
01
Aquesta llei de canvi es pot explicar per les característiques estructurals del tauler de fibra de carboni. A baixes temperatures, la vibració de la gelosia dins de la fibra de carboni es dispersa menys, donant lloc a una capacitat de conducció de calor més forta i una conductivitat tèrmica més alta. A mesura que augmenta la temperatura, el procés de dispersió de la vibració de la gelosia es fa més freqüent, donant lloc a una conductivitat tèrmica més feble i la conductivitat tèrmica comença a disminuir.
02
Tanmateix, quan la temperatura continua augmentant, les forces d'interacció entre capes dins de la fibra de carboni poden canviar, donant lloc a un altre augment de la conductivitat tèrmica. Això es deu al fet que algunes interaccions estructurals milloren la propagació de les vibracions de la gelosia a algunes temperatures específiques.
03
La llei de variació de la conductivitat tèrmica amb la temperatura de la fibra de carboni és un procés complex afectat per molts factors, que ha de tenir en compte l'estructura de la fibra de carboni, les propietats del material i el rang de temperatura. Per tant, la regla de variació de la conductivitat tèrmica amb la temperatura es pot estudiar i mesurar en condicions experimentals específiques.
La conductivitat tèrmica de diferents tipus de taulers de fibra de carboni i els seus materials constitutius poden canviar amb la temperatura.
En aplicacions pràctiques, cal mesurar i considerar amb precisió la conductivitat tèrmica segons les característiques del material particular i les condicions d'ús.
En el disseny d'enginyeria i les aplicacions d'alta temperatura, els canvis en la conductivitat tèrmica són factors importants que s'han de tenir plenament en compte en el disseny i la predicció.
