Chimie du solide: 1.3.4-3

Dans les céramiques, les électrons ne sont pas assez mobiles pour participer effectivement aux échanges thermiques, sauf à des hautes températures. Seules les vibrations des éléments du réseau vont permettre la conduction de la chaleur. Ceci explique que la conductivité thermique de la plupart des céramiques est inférieure à celle des métaux (voir tableau). Il faut noter que dans le cas de céramiques poreuses, la présence d'air est aussi responsable de la faible conductivité de la chaleur.
La structure cristalline, donc plus ordonnée, des céramiques favorise
le transfert thermique. Elles sont donc plus conductrices que le verre amorphe, leur conductivité thermique est plus élevée. Il faut aussi remarquer que les céramiques polycristallines ont une conductivité thermique plus faible que celle des céramiques monocristallines. De même, les céramiques ayant des structures très compactes et un module d'élasticité élevé, peuvent être de très bons conducteurs de la chaleur. C'est la cas des céramiques ayant une structure de type diamant : SiC, AlN, BeO, GaN ...), le diamant ayant lui une conductivité thermique exceptionnelle.

Conductivité thermique de quelques matériaux (à 20°C)

Comme le montre le tableau-1, pour le graphite, il faut considérer deux conductivités thermiques. En effet la structure du graphite n'est pas symétrique et le matériau est donc anisotrope (propriétés physiques différentes suivant les axes). Dans le plan xy, parallèlement aux feuillets , la conductivité est très élevée, alors que suivant l'axe z, perpendiculairement aux feuillets , elle est beaucoup plus faible (voir figure ci-contre).

Conductivités thermiques d'un graphite
pyrolitique à température ambiante