Toplotna provodljivost je sposobnost materijala da provodi toplotu i pokazuje količinu toplote koja se provodi po jedinici površine i debljini materijala pri jediničnom temperaturnom gradijentu. U kompozitnim materijalima kao što su ploče od karbonskih vlakana, na toplinsku provodljivost utječu brojni faktori, uključujući temperaturu.
Ploča od karbonskih vlakana ima relativno nisku toplotnu provodljivost, tako da efikasno smanjuje provodljivost toplote. To čini ploču od karbonskih vlakana vrlo korisnom u primjenama toplinske izolacije. Na primjer, koristi se za smanjenje gubitaka topline i zaštitu okolnih struktura od visokih temperatura.
Ploče od karbonskih vlakana imaju nizak koeficijent toplinskog širenja, što znači da su promjene dimenzija ploče od karbonskih vlakana relativno male kada se temperatura promijeni. Ploče od karbonskih vlakana stoga imaju prednost u održavanju strukturne stabilnosti u okruženjima s visokim temperaturama.
Ploče od karbonskih vlakana obično imaju visoku otpornost na visoke temperature i mogu održati strukturni integritet i performanse u okruženjima s visokim temperaturama. Ploča od karbonskih vlakana se široko koristi u primjenama na visokim temperaturama u zrakoplovstvu, motosportu i drugim poljima.
Kako temperatura raste, toplinska provodljivost ploče od karbonskih vlakana obično se prvo povećava, zatim dostiže vrhunac i počinje postepeno opadati nakon vršne temperature.
01
Ovaj zakon promjene može se objasniti strukturnim karakteristikama ploče od karbonskih vlakana. Na niskim temperaturama, vibracije rešetke unutar karbonskih vlakana se manje raspršuju, što rezultira jačom sposobnošću provodljivosti topline i većom toplinskom provodljivošću. Kako temperatura raste, proces raspršivanja vibracija rešetke postaje sve češći što rezultira slabijom toplinskom provodljivošću, a toplinska provodljivost počinje opadati.
02
Međutim, kada temperatura nastavi rasti, sile međuslojne interakcije unutar karbonskih vlakana mogu se promijeniti što dovodi do još jednog povećanja toplinske provodljivosti. To je zato što neke strukturne interakcije pojačavaju širenje vibracija rešetke na nekim specifičnim temperaturama.
03
Zakon varijacije toplotne provodljivosti sa temperaturom karbonskih vlakana je složen proces na koji utiču mnogi faktori, koji treba da uzme u obzir strukturu ugljeničnih vlakana, svojstva materijala i temperaturni opseg. Stoga se pravilo varijacije toplotne provodljivosti s temperaturom može proučavati i mjeriti u specifičnim eksperimentalnim uvjetima.
Toplotna provodljivost različitih tipova ploča od karbonskih vlakana i njihovih sastavnih materijala može se mijenjati s temperaturom.
U praktičnim primenama potrebno je precizno izmeriti i uzeti u obzir toplotnu provodljivost prema karakteristikama određenog materijala i uslovima upotrebe.
U inženjerskom dizajnu i primjenama na visokim temperaturama, promjene u toplinskoj provodljivosti su važni faktori koji se moraju u potpunosti uzeti u obzir pri projektovanju i predviđanju.
