اینکونل ۷۱۸ یک سوپرآلیاژ پایه نیکل است که به دلیل استحکام بالا و مقاومت در برابر خوردگی در دماهای بالا شناخته شده است. رسانایی حرارتی آن در مقایسه با بسیاری از فلزات دیگر نسبتاً کم است که از ویژگیهای آلیاژهای نیکل است.
رسانایی حرارتی معمول اینکونل ۷۱۸
| دما (°C) | رسانایی حرارتی (W/m·K) |
| 20 | ~11.4 |
| 100 | ~12.1 |
| 200 | ~13.0 |
| 400 | ~14.6 |
| 600 | ~16.5 |
| 800 | ~18.3 |
توجه: مقادیر فوق تقریبی هستند و بسته به شرایط مواد یا سازنده ممکن است کمی متفاوت باشند.
چرا اینکونل ۷۱۸ رسانایی حرارتی پایینی دارد؟
اینکونل ۷۱۸ رسانایی حرارتی پایینی دارد زیرا حاوی مقدار زیادی عناصر با مقاومت حرارتی بالا است و ریزساختار پیچیدهای دارد که مانع از هدایت گرما میشود.
🔍 ۱. تأثیر محتوای بالای نیکل
اینکونل ۷۱۸ یک آلیاژ با درصد بالای نیکل است. خود نیکل (Ni) در مقایسه با فلزاتی مانند آهن و مس، رسانایی حرارتی بسیار کمتری دارد. رسانایی حرارتی نیکل حدود ۹۰ وات بر متر مکعب در کلوین است، در حالی که مس ۴۰۰ وات بر متر مکعب و آهن ۸۰ وات بر متر مکعب است. این امر باعث میشود اینکونل ۷۱۸ که بر پایه نیکل است، به طور طبیعی رسانایی حرارتی کمتری داشته باشد.
🔬 ۲. عناصر آلیاژی پیچیده
اینکونل ۷۱۸ حاوی عناصر آلیاژی متعددی است، مانند:
نیوبیم (Nb)
مولیبدن (Mo)
آلومینیوم (Al)
تیتانیوم (Ti)
آهن (آهن)
این عناصر محلولهای جامد پیچیده و فازهای تقویت رسوبی (مانند γ′ و γ″) را تشکیل میدهند که ارتعاشات شبکه (یعنی «فونونها») مورد نیاز برای رسانش حرارتی در مقیاس اتمی را پراکنده میکنند و در نتیجه مانع انتقال حرارت میشوند.
🧊 ۳. وجود فازهای تقویت بارش
مکانیسم استحکامبخشی اینکونل ۷۱۸ به رسوبات ریز γ′ (Ni₃(Al,Ti)) و γ″ (Ni₃Nb) متکی است. این ساختارهای میکروسکوپی در سراسر کریستال پراکنده شدهاند و به طور مؤثر مسیر هدایت گرما را "قطع" میکنند و رسانایی حرارتی را بیشتر کاهش میدهند.
🧱 ۴. پیچیدگی ساختار شبکه
اینکونل ۷۱۸ دارای ساختار مکعبی با وجوه مرکزپر (FCC) است که عناصر آلیاژی در آن حل شدهاند و در نتیجه اعوجاج شدید شبکه ایجاد میشود و انتشار روان فونونها را دشوار میکند که این امر همچنین رسانایی حرارتی را کاهش میدهد.
مزایای رسانایی حرارتی پایین در کاربردهای اینکونل ۷۱۸
اینکونل ۷۱۸ رسانایی حرارتی نسبتاً کمی دارد، معمولاً حدود ۱۱.۴ W/m·K در دمای اتاق. این ویژگی به ویژه در کاربردهای زیر اهمیت دارد:
✅ سازههای حفاظت حرارتی
مانند قطعات با مقطع داغ در موتورهای جت و توربینهای گازی
انتقال حرارت آهسته به تأخیر در نفوذ حرارتی کمک میکند و از ساختار هسته در برابر آسیب در دمای بالا محافظت میکند.
✅ محیطهای خستگی حرارتی
در سناریوهایی که شامل چرخههای حرارتی مکرر (مثلاً گرمایش و سرمایش متناوب) هستند، رسانایی حرارتی پایین به کاهش تنش شوک حرارتی کمک میکند.
✅ قطعات کنترل حرارتی دقیق
مانند فنرهای دما بالا و بستهای هوافضا که برای جلوگیری از تغییر شکل به گرادیان دمایی پایدار نیاز دارند.
✅ اتصالات کامپوزیتی هوافضا
هنگامی که در ترکیب با مواد عایق حرارتی مانند فیبر کربن استفاده میشود، به تطبیق بهتر تنش حرارتی کمک میکند.
مقایسه رسانایی حرارتی با فلزات رایج (واحد: W/m·K)
| مواد | رسانایی حرارتی (تقریبی) | توضیحات |
| مس (مس) | 400 | رسانایی حرارتی بسیار بالا، مورد استفاده در هیت سینکها |
| آلومینیوم (Al) | 235 | رسانایی حرارتی عالی، معمولاً در سازههای سبک وزن استفاده میشود |
| آهن (آهن) | 80 | رسانایی حرارتی متوسط، ماده ساختاری رایج |
| آلیاژ تیتانیوم (Ti-6Al-4V) | 6.7 | رسانایی حرارتی بسیار پایین، ایدهآل برای عایقبندی در دمای بالا |
| اینکونل 718 | 11.4 | رسانایی حرارتی پایین، ایدهآل برای حفاظت حرارتی و کنترل تنش |
| فولاد ضد زنگ 304 | 16 | ماده ساختاری مقاوم در برابر خوردگی رایج با رسانایی نسبتاً کم |
نتیجه گیری
رسانایی حرارتی پایین اینکونل ۷۱۸، همراه با استحکام و مقاومت اکسیداسیون بالای آن، آن را به مادهای ایدهآل برای اجزای سازهای دما بالا، قطعات سد حرارتی و اجزای کلیدی در معرض خستگی حرارتی تبدیل میکند.
FA 
EN 
DE 
RU 
ID 
ES 
FR 
NL