タングステン板の熱伝導率はどれくらいですか？熱伝導率に影響を与える要因は何ですか？

タングステンは、非常に高い融点（3422℃）、機械的強度、そして優れた熱伝導性で知られる高融点金属です。タングステン板の熱伝導率は、熱を効率的に伝導する能力を示す指標であり、高温安定性と急速な放熱が求められる用途に最適です。

タングステン板の熱伝導率

タングステン板の熱伝導率は、純度、密度、温度によって異なります。一般的に、室温（20℃）における純タングステンの熱伝導率は約173 W/(m·K)です。

以下は、純タングステンの典型的な熱伝導率と温度の関係表です。

熱伝導率に影響を与える要因

材料の純度：材料中の不純物は、金属における熱エネルギーの主要なキャリアであるフォノン（量子化された格子振動）と電子を散乱させる可能性があります。この散乱により、これらのキャリアの平均自由行程が減少し、熱伝導率が低下します。一般的に、純度が高いほど熱伝導率は高くなります。

温度：

金属：ほとんどの金属では、室温を超えると熱伝導率は低下する傾向があります。これは、高温では電子-フォノン散乱が頻繁に発生するためです。しかし、極低温では散乱が減少するため、熱伝導率は上昇することがあります。

非金属/絶縁体：非金属固体では、低温域では熱伝導率は（フォノン密度の増加により）温度とともに上昇することがよくありますが、高温域ではフォノン-フォノン散乱が増加するため、熱伝導率は低下します。

結晶構造と粒径：

結晶 vs. アモルファス：結晶性材料は、秩序だった格子構造がフォノンの伝播経路をより効率的にするため、一般にアモルファス材料よりも熱伝導率が高くなります。

粒界：粒界はフォノンと電子の散乱場として機能します。そのため、粒径が小さい（粒界が多い）材料は、粒径が大きい材料よりも熱伝導率が低くなります。

密度/多孔度：

密度が高い材料は、一般に熱伝導率が高くなります。

空気は熱伝導率が低いため、多孔度（空隙または気孔の存在）は熱伝導率を大幅に低下させます。材料の多孔度が高いほど、熱伝導率は低くなります。

合金化：異なる元素を合金化すると、異種原子の混入によって完全な格子構造が乱され、フォノンと電子の散乱が増加します。これにより、通常、純粋な構成金属と比較して熱伝導率が低下します。

相：物質の相（固体、液体、気体）は、その熱伝導率に大きく影響します。一般的に、固体の熱伝導率が最も高く、次いで液体、そして気体（一般的に熱伝導率が非常に低い）の順になります。

等方性／異方性：一部の物質は異方性の熱伝導率を示します。これは、熱の流れの方向によって熱伝導率が変化することを意味します。これは、層状構造や高度に配向した結晶構造を持つ物質（例：グラファイト、一部の複合材料）によく見られます。タングステンは立方晶系であるため、一般的に等方性です。

要約:

タングステン板は室温では優れた熱伝導体ですが、その熱伝導率は温度とともに低下し、純度、微細構造、機械的状態の影響を受けます。