PGS人造黒鉛シートはなぜ熱伝導率が高いのでしょうか？

非金属材料では、熱伝導は主にフォノン (格子振動の量子化されたエネルギー パケット) に依存します。 グラファイト シートは グラフェンの層で構成されており、各グラフェン面内では炭素原子が堅牢な sp2 共有結合によって接続され、六角形のネットワーク構造を形成しています。これらの共有結合は非常に強力で、優れた振動コヒーレンスを示し、フォノンが驚くべき効率とほぼゼロの抵抗で面内を伝播することを可能にします。これが、面内での超高熱伝導率の根本的な理由です。

グラファイト シート の平面熱伝導率は 、グラファイト シートの非常に特徴的な特性である縦方向 (厚さ方向) の熱伝導率とは大きく異なります。平面熱伝導率は非常に高く、通常は 300 ～ 2000 W/(m・K) の範囲です。その機能は、熱源 (CPU など) によって生成された「点」または「線」の熱を面全体に急速かつ均一に拡散させ、温度が均一な「熱放散面」を形成し、空気との対流や他の冷却構造 (ケーシングやフィンなど) との接触によって熱を放散することです。これは主に「熱拡散板」または「熱均一化プレート」として機能します。グラファイト シートの長手方向の熱伝導率は平均で、5 ～ 20 W/(m · K) の範囲です。これは、弱いファンデルワールス力のみが層間で結合するため、フォノンが垂直に伝播することが非常に困難になり、大きな抵抗が生じるためです。