Agus táirgí nua á ndearadh, tá raon leathan ábhar ag innealtóirí le roghnú astu. Is tasc an-dúshlánach é anailís cheart a dhéanamh ar airíonna uile an ábhair agus iad a chur i gcomhthéacs an táirge deiridh nó an fheidhmchláir deiridh. I roghnú ábhar, tá ról suntasach ag dhá airíonna teirmeacha: seoltacht teirmeach agus comhéifeacht leathnú teirmeach.
In aon iarratas teirmidinimiciúil, ba cheart go gcuirfí san áireamh go cúramach seoltacht teirmeach agus comhéifeacht leathnú teirmeach na n-ábhar, go háirithe in iarratais ina mbíonn tionchar ag na hairíonna seo ar fheidhmíocht deiridh agus ar shaol na seirbhíse. Is féidir le hábhar a roghnú leis an seoltacht theirmeach cuí éifeachtúlacht agus feidhmíocht a fheabhsú. Mar gheall ar a n-airíonna teirmeacha uathúla, is féidir snáithíní carbóin a úsáid i go leor réimsí iarratais nua.
Seoltacht Theirmeach
Is tomhas é seoltacht theirmeach, ar a dtugtar idirleathadh teirmeach freisin, ar an mbealach is simplí, ar cé chomh héifeachtach agus a shreabhann teas trí ábhar ar leith. Is gnách go mbíonn seoltacht teirmeach níos airde ag ábhair a bhfuil struchtúr móilíneach simplí acu. Nuair a théitear ábhair, faigheann cáithníní fuinneamh agus creathadh. Cruthaíonn an tonnchrith seo móilíní imbhualadh le cáithníní eile agus fuinneamh a aistriú chucu. Dá mhéad teasa a chuirtear i bhfeidhm, is mó creathadh agus aistriú fuinnimh a tharlaíonn.
Seo a leanas léiriú matamaitice seoltacht theirmeach:
K=Seoltacht theirmeach (W/(mK)) nó (Btu/(uair ft céim F))
Q =Aistriú teasa (W) nó (Btu)
d=Fad idir dhá phlána isothermal (m) nó (ft)
Achar dromchla=(m²) nó (ft²)
Delta T=Difríocht teochta (K) nó (céim F)
Athraíonn seoltacht theirmeach de réir ábhair. Ós rud é go dtagann snáithíní carbóin i gcineálacha éagsúla, gach ceann acu lena n-airíonna uathúla, tá siad difriúil ó ábhair eile cosúil le huisce. Taispeánann an tábla thíos seoltachtaí teirmeacha éagsúla na n-ábhar éagsúla.
D'fhorbair monaróirí agus taighdeoirí cumaisc snáithíní carbóin le seoltacht teirmeach ard nó íseal d'iarratais éagsúla. Bíonn tionchar ag an modh chun seoltacht theirmeach a thomhas freisin ar an toradh tomhais deiridh. Má dhéantar an seoltacht theirmeach a thomhas feadh na snáithíní, is gnách go mbíonn sé níos airde ná nuair a dhéantar é a thomhas trasna na snáithíní (treo ingearach).
Is féidir snáithíní carbóin le seoltacht teirmeach ard a úsáid in iarratais éagsúla. Mar shampla, tá snáithíní carbóin forbartha ag cuideachta Seapánach chun díghrádú ceallraí a chosc in iarratais soghluaiste le haghaidh gléasanna leictreonacha. Ba cheart go gcinnfeadh an t-iarratas deiridh an bhfuil snáithíní carbóin ag teastáil ó innealtóirí le seoltacht íseal nó ard teirmeach.
Comhéifeacht Leathnú Teirmeach
Príomh-airíonna teirmidinimice eile ba cheart d'innealtóirí a mheas ná comhéifeacht leathnú teirmeach. Is tomhas é comhéifeacht an leathnaithe theirmeach ar an gcaoi a n-athraíonn toisí ruda nuair a bhíonn sé faoi lé athruithe teochta. Tá trí chineál comhéifeachtaí de leathnú teirmeach: toirtmhéadrach, areal, agus líneach.
Ós rud é go mbíonn snáithíní carbóin soladach go hiondúil i bhformhór na n-iarratas, ba cheart d’innealtóirí an chuid is mó a dhíriú ar chomhéifeachtaí areal agus líneacha an leathnú teirmeach.
Is é seo a leanas an léiriú matamaitice ar chomhéifeacht líneach an leathnú teirmeach:
alfa=Comhéifeacht líneach leathnaithe teirmeach (K^{-1} nó 1/K) nó (céim F ^{-1} nó 1/ céim F)
L={Fad bunaidh (m) nó (ft)
Delta L=Athrú faid (m) nó (ft)
Delta T=Athrú teochta (K) nó (céim F)
Is é seo a leanas an léiriú matamaitice ar chomhéifeacht areal an leathnú teirmeach:
alfa=Comhéifeacht aimeartha leathnaithe teirmeach (K^{-1} nó 1/K) nó (céim F^{-1} nó 1/ céim F)
A={Achar bunaidh (m²) nó (ft²)
delta A={Athrú achair (m²) nó (ft²)
deilt T=Athrú teochta (K) nó (céim F)
Cosúil le seoltacht theirmeach, is féidir le comhéifeacht leathnú teirmeach snáithíní carbóin a bheith éagsúil go mór freisin. Braitheann an comhéifeacht seo go mór ar threo na snáithíní carbóin sa mhaitrís. Is é raon tipiciúil na comhéifeachta um leathnú teirmeach ná idir -1 K^{-1} go +8 K^{-1}. Taispeánann an tábla thíos na comhéifeachtaí éagsúla d'fhairsingiú teirmeach d'ábhair éagsúla.
Tá comhéifeacht diúltach leathnú teirmeach ag snáithíní carbóin. Nuair a théitear an t-ábhar, déanann sé conarthaí. De ghnáth fosaítear adaimh snáithíní carbóin feadh na haiseanna x agus y. Is naisc chomhfhiúsacha iad na naisc phlánacha a shocraíonn na snáithíní feadh na haiseanna x agus y. Fágann sin nach bhfuil an treo z socraithe agus coinnithe le chéile ag fórsaí níos laige van der Waals.
Nuair a théitear snáithíní carbóin, tosaíonn na hadaimh ag creathadh, go príomha sa treo z. De réir mar a tharlaíonn sé seo, tarraingíonn na hadaimh chreathadh ar adaimh chóngaracha. Déanann an feiniméan iomlán na hadaimh a cheangal níos dlúithe le chéile agus an t-ábhar a chrapadh sna treoracha x agus y. De réir mar a mhéadaíonn an teas agus de réir mar a thosaíonn na hadaimh ag creathadh, leanann an t-ábhar ag crapadh.
I roinnt iarratais, is féidir leis an maoin leathnú teirmeach diúltach roinnt torthaí suimiúla a tháirgeadh. Is féidir snáithíní carbóin a chomhcheangal le maitrís roisín a bhfuil comhéifeacht dearfach leathnaithe teirmeach aige, áit a bhfuil comhéifeacht leathnú teirmeach na maitrís mar thoradh air gar do nialas. Féadfaidh sé seo a bheith ríthábhachtach do roinnt feistí beaga cosúil le trealamh tomhais.