多晶石墨的热导率与温度的关系

多晶石墨的热导率与温度的关系热导率

单晶石墨的热导率也有很大的异向性，在室温下，在垂直于层面的方向上的测定值比平行于层面的测定值约小5倍。用天然石墨单晶测出的两个方向的热导率示于图3-23。可以认为，在多晶石墨里，热的大部分都是沿各微晶的层面流动。许多种反应堆用石墨，平行于颗粒方向上的热导率在(0.3~0.6）×6.96W/(m·K)范围内，在垂直于颗粒方向上则略低些，两者之比大致为2:1。石墨的热传导也和金属一样，不仅由电子传导，而且还由晶格的热振动传导(声子传导)。其特征是随着温度的下降，热导率遂变成了微晶尺寸的函数，振动量子(声子）在晶体边界上的散射程度取决于声子的平均自由程。热导率与晶格振动的关系可用下式表示：

K=yC,Av

式中，y为几何因数(在各向同性物质中为1/3)；C。为比热容；A为声子平均自由程；v为

声子传播速度。多晶石墨的热导率与温度的关系如图3-24所示。在低温下，声子在晶粒内移动不会受到散射，但在晶粒边界上，却会受到散射，所以应认为入的大小接近晶粒的尺寸。此外，假如晶体缺陷的杂质等会参与晶体紊乱，那么热导率就主要受C。的支配。高度石墨

化的石墨，其热导率在接近室温时为最大。石墨中晶粒越大，此最大值出现的温度越低，而峰值越高。晶粒小的石墨，其热导率的最大值出现在温度较高的一侧。在高温范围内，C.值大致一定，温度越上升，晶格振动亦越激烈，声子的散射也越多，这时由于A减少，所以热导率也随之降低。经过2600℃以上的热处理的石墨，其电导率与热导率之比是一定的：

K=0.00031/p，而且xp=0.00031

其中，x为热导率(6.96W/(m·K))；p为电阻率，Ω·cm。此式对于许多石墨在室温下的测定值，都具有土5%的精度。石墨块的热导率还因密度的不同而不同。