Zijn er niet-geleidende metalen?

Geleidbaarheid verwijst naar hoe gemakkelijk warmte of een elektrische lading door een materiaal kan gaan. Metalen staan ​​bekend om hun elektrische en thermische geleidbaarheid, omdat de moleculaire structuur van metalen hen tot effectieve geleiders maakt. De elektrische geleidbaarheid van metalen laat een elektrische stroom met weinig weerstand bewegen. Thermische geleidbaarheid vertaalt zich naar hoe snel warmte door metalen wordt overgedragen via fysiek contact.

Hieronder bespreken we de geleidbaarheid van metalen, of er al dan niet niet-geleidende metalen zijn, en waarom sommige metaallegeringen minder geleidend zijn dan metalen.

Wat veroorzaakt thermische en elektrische geleidbaarheid in metalen?

De aanwezigheid van vrij stromende elektronen in metalen maakt ze warmtegeleidend. Naarmate de temperatuur stijgt, krijgen de gedelokaliseerde en vrije elektronen meer energie en trillen ze sneller. Deze moleculen botsen op hun beurt tegen nabijgelegen deeltjes en dragen een deel van hun energie aan hen over. Het proces gaat door, waarbij uiteindelijk energie van het hete uiteinde naar het koudere uiteinde van het metaal gaat. Zilver, koper en aluminium zijn enkele van de metalen met de hoogste thermische geleidbaarheidswaarde. De hoge thermische geleidbaarheid van zilver wordt gebruikt in verschillende industriële en productieprocessen, waaronder hardsolderen, lassen of solderen. De thermische geleidbaarheid van koper maakt het het meest geschikt voor koellichamen, warmtewisselaars en zelfs bodems van kookgerei. Aluminium heeft een iets lagere thermische geleidbaarheid dan zilver en is het voorkeursmateriaal voor micro-elektronica zoals laserdiodes en LED's.

De vrij bewegende gedelokaliseerde elektronen dragen ook bij aan de elektrische geleidbaarheid van metalen. Wanneer elektrische spanning wordt toegepast, activeert het elektrische veld de beweging van elektronen in het metaal en zorgt ervoor dat ze naar de positieve pool gaan. Thermische en elektrische geleidbaarheid zijn nauw verwant. Daarom zijn metalen die goede warmtegeleiders zijn ook goede elektrische geleiders.

De hoge elektronenmobiliteit in metalen zoals koper, zilver, aluminium en goud maakt ze de beste geleiders van elektriciteit. Omdat zilver en goud dure metalen zijn, worden ze uitsluitend gebruikt voor gespecialiseerde apparatuur zoals satellieten of printplaten. Hoewel koper een relatief lage elektrische geleidbaarheid heeft in vergelijking met zilver en goud, is het goedkoper en wordt het veel gebruikt voor het solderen en omwikkelen van draden in huishoudelijke apparaten. Aluminium is meer geleidend dan koper, maar vormt een elektrisch bestendig oxide-oppervlak, waardoor een elektrische verbinding oververhit raakt. Daarom wordt het gebruikt voor hoogspanningslijnen die verder in staal zijn omhuld.

Zijn er niet-geleidende metalen?

Technisch gezien geleiden alle metalen warmte en elektriciteit - sommige effectiever dan andere. Geen enkel metaal vertoont onder normale omstandigheden oneindige weerstand en is tot op zekere hoogte geleidend. Geleidbaarheid is een bepalend kenmerk van metalen dat ze onderscheidt van niet-metalen elementen. In tegenstelling tot vrij bewegende gedelokaliseerde elektronen in metalen, zijn elektronen stevig gebonden in niet-metalen die een extreem hoge weerstand bieden tegen de stroom van lading of warmte er doorheen. De meeste niet-metalen zijn slechte geleiders van warmte en elektriciteit en worden vaak gebruikt voor isolatie.

Wat zijn de minst geleidende metalen?

Bismut, wolfraam, lood en titanium zijn enkele voorbeelden van de minst geleidende metalen. Bismut is het minst geleidend voor warmte en elektriciteit en wordt gebruikt in zekeringen om een ​​elektrische stroomstoot te detecteren. Wolfraam, een zeldzaam metaal, is bij standaardtemperaturen niet-geleidend voor elektriciteit. Het heeft echter een hoog smeltpunt en daarom wordt het vaak gebruikt in elektrische lampen. Zuiver lood is een goede geleider van elektriciteit, maar wanneer het reageert met zuurstof uit de lucht, vormt het een laag loodoxide die geen elektriciteit of warmte doorlaat. Hoewel titanium een ​​overgangsmetaal is, heeft het een zeer lage elektrische en thermische geleidbaarheid in vergelijking met andere overgangsmetalen. Als slechte geleider is titanium bestand tegen extreme omgevingsomstandigheden en wordt het gebruikt als isolator bij de fabricage van vliegtuigonderdelen.

Waarom zijn sommige metaallegeringen minder geleidend dan zuivere metalen?

Verschillende factoren zijn van invloed op de geleidbaarheid van metalen, waaronder onzuiverheden, temperatuur, elektromagnetische velden, frequentie en kristalstructuur en fasen. Het toevoegen van een onzuiverheid aan een puur metaal vermindert de geleidbaarheid. Roestvrij staal is bijvoorbeeld een legering van ijzer, koolstof, chroom en andere legeringselementen. Het heeft een aanzienlijk lagere thermische en elektrische geleidbaarheid in vergelijking met zilver, koper of aluminium en wordt veel gebruikt in alle industrieën. Evenzo vertoont brons - een legering van koper en tin - een zeer lage thermische geleidbaarheid in vergelijking met zijn basiselementen.

Dus, zijn er niet-geleidende metalen? Het simpele antwoord is nee. Voor specifieke toepassingen die niet-geleidende materialen vereisen, kunnen metalen zoals titanium echter als isolatoren worden gebruikt. Sommige legeringsmetalen kunnen ook als niet-geleidende materialen worden gebruikt.

Metalen van een betrouwbare, betrouwbare leverancier

Of u nu gewone metalen of exotische legeringen nodig heeft in de vorm van metalen platen of restanten, Industrial Metal Service is uw one-stop-shop in de San Francisco Bay Area en daarbuiten. Onze uitgebreide inventaris omvat hoekijzer, roestvrij staal, aluminium, koper, titanium en speciale metalen zoals Invar 36 en Hastelloy. Als betrouwbare en vertrouwde metaalleverancier bieden we gecertificeerde metalen platen en geverifieerde metaalresten met gemakkelijke lokale levering of landelijke verzending.