그래핀의 열전도도는 매우 높으며 온도에 따라 달라집니다. 일반적인 금속 재료와 달리 그래핀의 열전도도는 철, 납, 강철과 같은 금속의 열전도도를 능가할 수 있으며, 처음에는 온도에 따라 증가하다가 감소합니다. 이러한 현상은 그래핀 내에서 가열된 분자의 에너지 운동의 영향을 받아 그래핀의 구조를 통해 열전도를 향상시킵니다.
자세한 설명:
-
온도에 따른 열전도율의 초기 증가:
-
고도로 질서 정연한 구조를 가진 탄소 형태인 그래핀은 강한 공유 결합과 전자의 자유로운 이동 능력으로 인해 뛰어난 열 전도성을 나타냅니다. 저온에서 그래핀의 열전도도는 온도가 상승함에 따라 증가합니다. 이는 증가된 열 에너지가 전자와 포논(양자화된 진동 에너지 모드)을 여기시켜 이동성을 향상시켜 열 전달 속도를 높이기 때문입니다.고온에서 열전도율 감소:
-
온도가 계속 상승함에 따라 그래핀의 열전도도는 감소하기 시작합니다. 이는 고온에서 포논의 산란이 증가하여 흐름을 방해하고 열전도도에 대한 기여도가 감소하기 때문입니다. 또한 매우 높은 온도에서는 열전도도가 재료의 밀도와 다공성에 영향을 받아 열 전달 효율에 영향을 미칠 수 있습니다.
-
그래핀의 이방성 특성:
그래핀은 이방성 물질로, 열 흐름의 방향에 따라 열 특성이 달라질 수 있습니다. 이러한 이방성은 그래핀 층의 방향에 따라 열 전도도 값이 달라질 수 있으며, 이는 열 관리가 중요한 애플리케이션에서 매우 중요한 요소입니다.
실험적 관찰:
