מוליכות תרמית היא היכולת של חומר להוליך חום ומציינת את כמות החום המוליך ליחידת שטח ועובי החומר בשיפוע טמפרטורה של יחידה. בחומרים מרוכבים כגון לוחות סיבי פחמן, המוליכות התרמית מושפעת ממספר גורמים כולל טמפרטורה.
ללוח סיבי פחמן מוליכות תרמית נמוכה יחסית, כך שהוא מפחית ביעילות את הולכת החום. זה הופך את לוח סיבי הפחמן לשימושי מאוד ביישומי בידוד תרמי. לדוגמה, הוא משמש להפחתת אובדן חום ולהגן על מבנים מסביב מפני טמפרטורות גבוהות.
ללוח סיבי פחמן יש מקדם התפשטות תרמית נמוך, מה שאומר ששינויי הממדים בלוח סיבי פחמן קטנים יחסית כאשר הטמפרטורה משתנה. ללוח סיבי פחמן יש יתרון בשמירה על יציבות מבנית בסביבות טמפרטורות גבוהות.
ללוח סיבי פחמן יש בדרך כלל עמידות גבוהה לטמפרטורות גבוהות והוא יכול לשמור על שלמות מבנית וביצועים בסביבות טמפרטורות גבוהות. לוח סיבי פחמן נמצא בשימוש נרחב ביישומי טמפרטורה גבוהה בתעופה וחלל, ספורט מוטורי ותחומים אחרים.
ככל שהטמפרטורה עולה, המוליכות התרמית של לוח סיבי פחמן עולה בדרך כלל תחילה, ואז מגיעה לשיא, ומתחילה לרדת בהדרגה לאחר טמפרטורת השיא.
01
חוק השינוי הזה יכול להיות מוסבר על ידי המאפיינים המבניים של לוח סיבי פחמן. בטמפרטורות נמוכות, רטט הסריג בתוך סיבי הפחמן מתפזר פחות, וכתוצאה מכך יכולת הולכת חום חזקה יותר ומוליכות תרמית גבוהה יותר. ככל שהטמפרטורה עולה, תהליך הפיזור של רטט הסריג הופך תכוף יותר וכתוצאה מכך מוליכות תרמית חלשה יותר, והמוליכות התרמית מתחילה לרדת.
02
עם זאת, כאשר הטמפרטורה ממשיכה לעלות, כוחות האינטראקציה הבין-שכבתיים בתוך סיבי הפחמן עשויים להשתנות ולהוביל לעלייה נוספת במוליכות התרמית. הסיבה לכך היא שכמה אינטראקציות מבניות משפרות את התפשטות תנודות הסריג בטמפרטורות מסוימות.
03
חוק השונות של מוליכות תרמית עם הטמפרטורה של סיבי פחמן הוא תהליך מורכב המושפע מגורמים רבים, אשר צריך לקחת בחשבון את המבנה של סיבי פחמן, תכונות החומר וטווח הטמפרטורות. לכן, ניתן ללמוד ולמדוד את כלל הווריאציה של מוליכות תרמית עם טמפרטורה בתנאי ניסוי ספציפיים.
המוליכות התרמית של סוגים שונים של לוחות סיבי פחמן והחומרים המרכיבים אותם עשויים להשתנות עם הטמפרטורה.
ביישומים מעשיים, יש צורך למדוד ולשקול במדויק את המוליכות התרמית על פי המאפיינים של החומר המסוים ותנאי השימוש.
בתכנון הנדסי ויישומי טמפרטורה גבוהה, שינויים במוליכות התרמית הם גורמים חשובים שיש לקחת בחשבון במלואם בתכנון ובניבוי.
