Taobh istigh de foirnéise bhfolús ag scorching 1500 céim Celsius, tá pláta téimh ag glowing oráiste fíochmhar. Tá dhá ábhar i gceannas ar an timpeallacht fhoircneach seo: moluibdín, miotal teasfhulangach dlúth, láidir, lonrach thar a bheith lonrach, agus graifít, foirm dorcha, éadrom agus brittle de charbón íon. Níl a gcumas teas a scaipeadh go tapa-a n-idirleathadh teirmeach-rialaithe ag seoltacht theirmeach amháin. Tá róil cinntitheacha ag dlús agus toilleadh stórála teasa maidir le cinneadh a dhéanamh cé chomh tapa agus a chothromaíonn teocht trasna an dromchla pláitíní.
An chomparáid idirmoluibdín vs graifít platen idirleata teirmeach 1500 céimnochtann sé cothromaíocht neamh-iomasach idir cumas seolta amh agus táimhe teirmeach.
Idirleathadh Teirmeach i-Dearadh Plátaí Ardteochta
Déanann idirleathadh teirmeach cur síos ar chomh tapa agus a fhreagraíonn ábhar do ghrádáin theirmeacha. Sainmhínítear é leis an ngaol idir:
Seoltacht theirmeach (cumas iompair teasa)
Dlús (mais in aghaidh an aonaid toirte)
Toilleadh teasa sonrach (fuinneamh atá ag teastáil chun teocht a ardú)
Féadfaidh ábhar teas a sheoladh go héifeachtach ach freagairt go mall fós má stórálann sé cuid mhór fuinnimh teirmeach.
Ag 1500 céim, éiríonn na hidirghníomhaíochtaí seo ríthábhachtach maidir le feidhmíocht platen foirnéise bhfolús, áit a bhfuil aonfhoirmeacht teirmeach tapa agus rothaíocht theirmeach rialaithe riachtanach.
Iompar Pláta moluibdín ag 1500 céim
Seoltacht Theirmeach agus Neart Struchtúrtha
Léiríonn moluibdín seoltacht theirmeach thart ar:
~138 W/m·K ag teochtaí ardaithe
Tá an luach seo i bhfad níos airde ná an chuid is mó de na gráid graifíte, a raon ó:
~50–100 W/m·K (grád-cleithiúnaí agus ard-ainisotrópach)
Soláthraíonn moluibdín freisin:
Neart meicniúil ard ag teochtaí ardaithe
Cobhsaíocht tríthoiseach maith
Friotaíocht in aghaidh creep faoi ualach i dtimpeallachtaí bhfolús
Mar sin féin, tá moluibdín freisin:
Dlúth
Trom
Ard i toilleadh teasa toirtmhéadrach de bharr maise
Saintréithe Freagra Teirmeach
Mar gheall ar a chumas stórála ard-dlúis agus teasa, déantar fuinneamh teirmeach a ionsú agus a athdháileadh níos moille i dtéarmaí toirtmhéadracha. Scaipeann an teas go héifeachtach, ach freagraíonn an córas iomlán le táimhe teirmeach níos mó.
Is inneall cumhachtach, seasta teirmeach é an moluibdín dlúth, trom; Is sprinter teirmeach tapa, nimble é an graifít éadrom.
Iompar Graphite Platen ag 1500 céim
Seoltacht Teirmeach Anisotrópach
Léiríonn graifít treo láidir-seoltacht theirmeach spleách:
Seoltacht ard feadh eitleáin basal
Tá seoltacht i bhfad níos ísle ingearach leis na heitleáin sin
Ag brath ar ghrád agus ar struchtúr, is gnách go mbíonn seoltacht theirmeach ó:
~50 W/m·K go dtí os cionn 100 W/m·K
Tá ról mór ag an anisotrópacht seo i ndearadh pláitíní, go háirithe i struchtúir graifíte dhírithe a úsáidtear in iarratais foirnéise.
Íseal-dlúis agus táimhe Teirmeach
Tá dlús i bhfad níos ísle ag graifít ná moluibdín. Mar thoradh air seo:
Cumas teasa toirtmhéadrach níos ísle
Mais theirmeach laghdaithe
Freagra teasa níos tapúla
Freagra fuaraithe níos tapúla
Fiú le seoltacht intreach níos ísle, ceadaíonn stóráil theirmeach laghdaithe an teas a iomadú agus a chothromú níos gasta trasna an struchtúir.
Comparáid moluibdín vs Grafite Idirleata Teirmeach
Tugtar idirleathadh teirmeach ag an gcóimheas idir seoltacht theirmeach agus toilleadh teasa toirtmhéadrach. Sa ghaolmhaireacht seo, bíonn dlús íseal graifít ina fhachtóir ceannasach.
Saintréithe moluibdín
Seoltacht ard (~138 W/m·K)
Ard-dlús (~10.2 g/cm³)
Táimhe teirmeach ard
Freagra neamhbhuan níos moille in ainneoin dea-seolacháin
Saintréithe Graphite
Seoltacht measartha (50–100 W/m·K, anisotrópach)
Dlús an-íseal (~1.7–2.2 g/cm³ ag brath ar an ngrád)
Cumas teasa toirtmhéadrach íseal
Freagra teirmeach tapa agus cumas rothaíochta
Mar thoradh air sin, is minic a léiríonn graifít idirleathadh teirmeach éifeachtach comhionann nó níos airde i gcomparáid le moluibdín, in ainneoin luachanna seoltachta amh níos ísle.
Srianta Oibriúcháin Ardteochta
Íogaireacht Atmaisféar moluibdín
Ní mór moluibdín a oibriú i:
Timpeallachtaí ardfholús
Atmaisféir gháis támh
Atmaisféir a laghdú
Os cionn thart ar 500 céim san aer, ocsaídíonn moluibdín go tapa, rud a fhágann díghrádú struchtúrach. Ag 1500 céim , níl sé indéanta oibriú in ocsaigin-ina bhfuil atmaisféir.
Breithnithe Cobhsaíochta Graifít
Fanann graifít cobhsaí ag 1500 céim i dtimpeallachtaí folúis nó támhgháis. Mar sin féin:
Tarlaíonn ocsaídiú go tapa in atmasféar saibhir ocsaigine
Tá an t-ábhar brittle agus íogair go meicniúil
D’fhéadfadh giniúint chaitheamh agus cáithníneach tarlú faoi theagmháil mheicniúil
Feidhmíocht Rothaíochta Teirmeach
Iompar Freagra moluibdín
Saintréithe leathnú teirmeach cobhsaí
Luas rothaíochta teirmeach measartha
Sláine láidir struchtúrach faoi ualach
Cuireann táimhe teirmeach níos airde moill ar athruithe tapa rampaí
Iompar Freagra Graifít
Cumas tapa téimh agus fuaraithe
Tacaíonn táimhe íseal teirmeach le hamanna timthriallta tapa
Riosca briste sobhriste faoi strus meicniúil
Sofhreagracht níos fearr i bpróisis teirmeacha neamhbhuan
Léiriú Leibhéal an Chórais
Ag coinníollacha foirnéise 1500 céim, bíonn tionchar láidir ag tosaíochtaí dearadh an chórais ar iompar idirleata teirmeach:
Is fearr le moluibdín láidreacht struchtúrach agus dáileadh seasta teirmeach
Is fearr le graifít freagairt thapa, rothaíocht éifeachtach, agus bainistíocht teirmeach éadrom
I go leor ardchórais foirnéise, roghnaítear graifít nuair a bhíonn rátaí tapa rampaí agus cobhsú tapa ríthábhachtach, agus is fearr moluibdín nuair a bhíonn cobhsaíocht mheicniúil agus cumas iompair i gceannas ar riachtanais deartha.
Conclúid
An chomparáid idirmoluibdín vs graifít platen idirleata teirmeach 1500 céima léiríonn nach féidir feidhmíocht theirmeach ag teochtaí foircneacha a mheas trí úsáid a bhaint as seoltacht amháin. Cuireann moluibdín seoltacht theirmeach intreach níos airde agus neart struchtúrach eisceachtúil ar fáil, ach méadaíonn a dhlús ard táimhe teirmeach. Déanann graifít, in ainneoin seoltacht níos ísle agus iompar anisotrópach, idirleathadh teirmeach éifeachtach an-ard a bhaint amach mar gheall ar a dlús íseal agus cumas stórála teasa laghdaithe.
Ag teochtaí foirnéise foirnéiseacha, déantar cothromaíocht níos fearr idir roghnú ábhair idir iompar seasta, láidir teirmeach moluibdín agus aclaíocht theirmeach tapa, éadrom na graifíte. In innealtóireacht ardteochta, is minic nach n-éiríonn an freagra teirmeach is tapúla amach ag an ábhar is seoltaí, ach ag an gceann is éadroime atá in ann maireachtáil sa timpeallacht oibriúcháin.
