Isı İletken Malzemeler Nedir?
Isı ileten malzemeler, yüksek sıcaklık ve düşük sıcaklıkta bir yüzey (veya bir sıvı) arasında ısının verimli bir şekilde aktarılmasını sağlayanlardır.
Isı iletken malzemeleri farklı mühendislik uygulamalarında kullanılır. En önemli uygulamalar arasında soğutma teçhizatı, ısı dağıtma teçhizatı ve genel olarak işlemlerinde ısı alışverişi gerektiren herhangi bir teçhizat bulunmaktadır.
Isı iletkenliği iyi olmayan bu malzemeler izolatör olarak bilinir. En sık kullanılan yalıtım malzemeleri arasında mantar ve ağaç vardır.
İyi ısı ileten malzemelerin de iyi elektrik iletkenleri olması yaygındır.
Bazı iyi ısı ve elektrik iletken malzeme örnekleri diğerleri arasında alüminyum, bakır ve gümüşdür.
Farklı malzemeler ve bunlara ait ısı iletim özellikleri, bu malzemelerde yapılan deneysel sürüş sonuçlarını özetleyen kimya kılavuzlarında bulunabilir.
Isı iletimi
İletim, aynı malzemenin iki tabakası arasında veya madde alışverişinde bulunmayan iki malzemenin temas ettiği yüzeyler arasında gerçekleşen ısı transferidir.
Bu durumda, malzemelerdeki ısı aktarımı, tabakalar veya yüzeyler arasında meydana gelen moleküler çarpışmalar sayesinde verilmektedir.
Moleküler şoklar, maddenin atomları arasında içsel ve kinetik enerjinin değişimini sağlar.
Böylece, daha yüksek iç enerjiye ve kinetik enerjiye sahip atomlara sahip katman veya yüzey, düşük enerjili katmanlara veya yüzeylere geçerek bunların sıcaklığını arttırır.
Farklı malzemeler farklı moleküler yapılara sahiptir, yani tüm malzemeler ısı iletmek için aynı kapasiteye sahip değildir.
Termal iletkenlik
Bir malzemenin veya bir sıvının ısı iletme kabiliyetini ifade etmek için, genellikle k harfi ile gösterilen "termal iletkenlik" fiziksel özelliği kullanılır.
Isı iletkenliği deneysel olarak bulunması gereken bir özelliktir. Katı malzemeler için ısıl iletkenlik deneysel tahminleri nispeten basittir, ancak işlem katılar ve gazlar için karmaşıktır.
Malzemeler ve sıvılar için ısıl iletkenlik, 1 ° C'lik bir sıcaklık farkında bir saat boyunca 1 metre karelik bir akış alanı, 1 metre kalınlıkta bir malzeme miktarı için rapor edilir.
Isı iletken malzemeler
Teoride tüm malzemeler ısı transfer edebilmesine rağmen, bazıları diğerlerinden daha iyi iletime sahiptir.
Doğada, iyi ısı iletkenleri olan bakır veya alüminyum gibi malzemeler vardır, ancak malzeme bilimi, nanoteknoloji ve mühendislik, iyi sürüş özelliklerine sahip yeni malzemeler yaratılmasına izin vermiştir.
Doğada bulunan bakır gibi ısı iletken bir malzemenin 401 W / Km'lik bir termal iletkenliğe sahip olmasına rağmen, 6600 W / Km'nin yakınında termal iletkenlikle üretilen karbon nanotüpleri bildirilmiştir.
Çeşitli malzemeler için ısıl iletkenlik değerleri aşağıdaki tabloda görülebilir:
