بیشتر فلزات الکتریسیته و گرما را هدایت می‌کنند، اما برخی از آنها بسیار بهتر از بقیه عمل می‌کنند. “رسانایی” مقدار جریان الکتریکی یا گرمایی را که می‌تواند از یک ماده عبور کند، اندازه گیری می‌کند. از دیدگاه اتمی، رساناترین مواد دارای یک الکترون بسیار فعال در لایه بیرونی اتم (الکترون ظرفیت) هستند.
پیوند فلزی، نیروی الکترون‌هایی است که دائما در حال حرکت هستند و اتم‌ها را کنار هم نگه می‌دارند. خواص هدایت الکتریکی و هدایت حرارتی بالا، درخشندگی و چکش‌خواری همگی به همین الکترون‌ها مرتبط هستند و ترکیب این ویژگی‌ها، رساناترین فلزات را مشخص می‌کند.
در ادامه این مطلب رسانایی الکتریکی فلزات و عوامل موثر بر رسانایی الکتریکی را مورد بررسی قرار خواهیم داد. تا انتهای متن با فولادینو همراه باشید.
رساناترین فلزات کدامند؟
می‌دانیم که همه فلزات به یک اندازه رسانا نیستند؛ در ادامه بهترین رسانای الکتریکی و ۴ مورد از رساناترین فلزات را معرفی می‌کنیم:
- نقره (Ag): رساناترین فلز روی زمین است که تنها یک الکترون ظرفیت دارد. از آنجایی که از بسیاری فلزات گران‌تر است، معمولاً در تجهیزات تخصصی، جواهرات و به عنوان یک دارایی برای سرمایه‌گذاری استفاده می‌شود. همچنین در رایانه‌ها، لوازم عکاسی، آینه‌ها، کارد و چنگال، فیلترهای آب و پنل‌های خورشیدی نیز کاربرد دارد.
- مس (Cu): مس هم تنها یک الکترون ظرفیت دارد اما رسانایی کمتری نسبت به نقره دارد. مس ارزان‌تر از نقره است و اغلب در سیم‌کشی، آبکاری، لوازم‌خانگی و بسته‌بندی هسته‌های الکترومغناطیسی یافت می‌شود. مس به راحتی ماشین‌کاری می‌شود و به دلیل مقاومت طبیعی در برابر خوردگی و خواص ضد میکروبی آن معمولاً در کاربردهای دریایی هم استفاده می‌شود. این فلز که نرم و چکش‌خوار است، به مرور زمان با قرار گرفتن در معرض رطوبت یک پتینه تشکیل می‌دهد.
- طلا (Au): بیشتر به دلیل استفاده از آن در جواهرات معروف است و به عنوان یک فلز گرانبها و بسیار قابل معامله و نقطه اتکایی در زمان ضعیف بودن اقتصاد شناخنه می‌شود. این فلز به خودی خود نرم و چکش‌خوار است و در تجهیزات الکترونیکی و همچنین تزئینات روی ظروف شیشه‌ای استفاده می‌شود. زمانی از تزریق طلا برای درمان آرتریت روماتوئید استفاده می‌شد، اما به دلیل نگرانی در مورد احتمال مسموئیت‌زا بودن آن، دیگر کاربرد ندارد. درست مانند مس و نقره، طلا نیز تنها یک الکترون ظرفیت دارد و رسانایی خوبی از خود نشان می‌دهد.
- آلومینیوم (Al): اگرچه آلومینیوم سه الکترون ظرفیت دارد، اما به عنوان یک رسانای خوب عمل می‌کند و به عنوان یک فلز سبک اما قوی، که بعد از آهن اغلب پراستفاده‌ترین فلز است شناخته می‌شود. ریخته گری‌های مختلف، سازه‌ها و محصولات تجاری از این ماده استفاده می‌کنند. آلومینیوم همچنین در بسته‌بندی و پوشش خطوط انتقال فشار قوی استفاده می‌شود. این فلز یک سطح اکسیدی را تشکیل می‌دهد که در طول زمان از نظر الکتریکی مقاوم است. همچنین آلومینیوم کاملا بازیافت‌پذیر است.
- روی (Zn): یک فلز خاکستری-آبی که در دمای اتاق شکننده است، اما در دمای 100 درجه سانتیگراد چکش‌خوار می‌شود. این فلز یک رسانای متوسط الکتریسیته محسوب می‌شود. از این فلز در ریخته‌گری، ساخت آهن گالوانیزه و همچنین رنگدانه در رنگ و لوازم‌آرایشی هم استفاده می‌شود. صنعت زیبایی از مقادیر کمی از روی به عنوان مکمل سلامتی برای پیری زودرس استفاده می‌کند. روی مانند آلومینیوم کاملا قابل بازیافت است.
جدول رسانایی فلزات
پس از صحبت درمورد رسانایی الکتریکی فلزات مختلف و مقایسه آنها با یکدیگر، در جدول زیر، به ترتیب بهترین رسانای الکتریکی در میان فلزات را معرفی‌می‌کنیم:
| فلزات | رسانایی الکتریکی (درصد) |
| نقره | 105 |
| مس | 100 |
| طلا | 70 |
| آلومینیوم | 61 |
| برنج | 28 |
| روی | 27 |
| نیکل | 22 |
| آهن | 17 |
| قلع | 15 |
| فسفر برنز | 15 |
تعیین رسانایی الکتریکی فلزات
عوامل مختلفی بر رسانایی الکتریکی فلزات تأثیر می‌گذارند که عبارتند از:
- ناخالصی‌های موجود در مواد که می‌توانند مانع جریان الکترون‌ها و کاهش رسانایی شوند.
- تغییرات دما باعث تغییر در شدت اتصال می‌شود. گرما اتم‌ها را تحریک می‌کند؛ در نتیجه رسانایی را کاهش و مقاومت را افزایش می‌دهد. این یک رابطه خطی است تا زمانی که به دماهای پایین برسید.
- ساختار کریستالی مواد و وجود فازهای مختلفی ازآن هم از عواملی هستند که بر رسانایی یک ماده تاثیر می‌گذارند. همچنین نحوه‌ی پردازش مواد هم عاملیست که بر این امر تاثیر می‌گذارد.
- میدان‌های الکترومغناطیسی زمانی ایجاد می‌شوند که الکتریسیته از مواد عبور کند. این میدان‌ها عمود بر جریان الکتریکی هستند و مقاومت مغناطیسی ایجاد می‌کنند که نهایتا باعث کمتر شدن جریان الکتریکی می‌شود.
شما می‌توانید جهت اطلاع از آخرین قیمت انواع مقاطع فولادی و فولادهای آلیاژی به وبسایت فولادینو مراجعه کرده و از قسمت‌های مختلف سایت دیدن کنید.
منبع: Metal supermarkets