Toplotna prevodnost je sposobnost materiala za prevajanje toplote in označuje količino toplote, prevedeno na enoto površine in debelino materiala pri temperaturnem gradientu enote. Pri kompozitnih materialih, kot so plošče iz ogljikovih vlaken, na toplotno prevodnost vplivajo številni dejavniki, vključno s temperaturo.
Plošča iz ogljikovih vlaken ima razmeroma nizko toplotno prevodnost, zato učinkovito zmanjšuje prevajanje toplote. Zaradi tega je plošča iz ogljikovih vlaken zelo uporabna pri toplotnoizolacijskih aplikacijah. Uporablja se na primer za zmanjšanje toplotnih izgub in zaščito okoliških struktur pred visokimi temperaturami.
Plošča iz ogljikovih vlaken ima nizek koeficient toplotnega raztezanja, kar pomeni, da so dimenzijske spremembe plošče iz ogljikovih vlaken ob spremembi temperature relativno majhne. Plošča iz ogljikovih vlaken ima zato prednost pri ohranjanju strukturne stabilnosti v okoljih z visoko temperaturo.
Plošče iz ogljikovih vlaken imajo običajno visoko odpornost na visoke temperature in lahko ohranijo strukturno celovitost in zmogljivost v okoljih z visoko temperaturo. Plošča iz ogljikovih vlaken se pogosto uporablja pri visokotemperaturnih aplikacijah v vesolju, motošportu in na drugih področjih.
Ko se temperatura dvigne, se toplotna prevodnost plošče iz ogljikovih vlaken običajno najprej poveča, nato doseže vrh in se po najvišji temperaturi začne postopoma zmanjševati.
01
Ta zakon spreminjanja je mogoče pojasniti s strukturnimi značilnostmi plošče iz ogljikovih vlaken. Pri nizkih temperaturah se tresenje rešetke znotraj ogljikovih vlaken manj razprši, kar ima za posledico močnejšo toplotno prevodnost in večjo toplotno prevodnost. Ko se temperatura dvigne, postane proces sipanja mrežnih vibracij pogostejši, kar povzroči šibkejšo toplotno prevodnost, toplotna prevodnost pa se začne zmanjševati.
02
Ko pa temperatura še naprej narašča, se lahko medplastne interakcijske sile znotraj ogljikovih vlaken spremenijo, kar povzroči novo povečanje toplotne prevodnosti. To je zato, ker nekatere strukturne interakcije povečajo širjenje mrežnih vibracij pri nekaterih specifičnih temperaturah.
03
Zakon o spreminjanju toplotne prevodnosti s temperaturo ogljikovih vlaken je kompleksen proces, na katerega vplivajo številni dejavniki, pri čemer je treba upoštevati strukturo ogljikovih vlaken, lastnosti materiala in temperaturno območje. Zato lahko pravilo spreminjanja toplotne prevodnosti s temperaturo preučujemo in merimo pod posebnimi eksperimentalnimi pogoji.
Toplotna prevodnost različnih vrst plošč iz ogljikovih vlaken in njihovih sestavnih materialov se lahko spreminja s temperaturo.
V praktičnih aplikacijah je potrebno natančno izmeriti in upoštevati toplotno prevodnost glede na značilnosti posameznega materiala in pogojev uporabe.
Pri inženirskem načrtovanju in aplikacijah pri visokih temperaturah so spremembe toplotne prevodnosti pomembni dejavniki, ki jih je treba v celoti upoštevati pri načrtovanju in napovedovanju.
