Existem metais não condutores?

A condutividade refere-se à facilidade com que o calor ou uma carga elétrica pode passar através de um material. Os metais são conhecidos por sua condutividade elétrica e térmica, pois a estrutura molecular dos metais os torna condutores eficazes. A condutividade elétrica dos metais permite que uma corrente elétrica se mova com pouca resistência. A condutividade térmica se traduz em quão rápido o calor é transferido através dos metais através do contato físico.

Abaixo, discutimos a condutividade dos metais, se existem ou não metais não condutores e por que algumas ligas metálicas são menos condutoras que os metais.

O que causa a condutividade térmica e elétrica em metais?

A presença de elétrons livres nos metais os torna condutores de calor. À medida que a temperatura aumenta, os elétrons deslocalizados e livres ganham mais energia e vibram mais rapidamente. Essas moléculas, por sua vez, colidem com partículas próximas e transferem parte de sua energia para elas. O processo continua, eventualmente passando energia da extremidade quente para a extremidade mais fria do metal. Prata, cobre e alumínio são alguns dos metais com maior valor de condutividade térmica. A alta condutividade térmica da prata é utilizada em vários processos industriais e de fabricação, incluindo brasagem, soldagem ou soldagem. A condutividade térmica do cobre o torna mais adequado para dissipadores de calor, trocadores de calor e até fundos de panelas. O alumínio tem uma condutividade térmica ligeiramente menor do que a prata e é o material preferido para microeletrônica, como diodos de laser e LEDs.

Os elétrons deslocalizados em movimento livre também contribuem para a condutividade elétrica dos metais. Quando a tensão elétrica é aplicada, o campo elétrico desencadeia o movimento dos elétrons dentro do metal e os faz se mover em direção ao terminal positivo. A condutividade térmica e elétrica estão intimamente relacionadas. É por isso que os metais que são bons condutores térmicos também são bons condutores elétricos.

A alta mobilidade de elétrons em metais como cobre, prata, alumínio e ouro os torna os melhores condutores de eletricidade. Como prata e ouro são metais caros, eles são usados ​​exclusivamente para equipamentos especializados, como satélites ou placas de circuito. Embora o cobre tenha uma condutividade elétrica relativamente baixa em comparação com a prata e o ouro, é mais barato e amplamente utilizado para soldar e enrolar fios em eletrodomésticos. O alumínio é mais condutor que o cobre, mas forma uma superfície de óxido eletricamente resistente, causando o superaquecimento de uma conexão elétrica. É por isso que é usado para linhas de transmissão de alta tensão que são ainda revestidas em aço.

Existem metais não condutores?

Tecnicamente, todos os metais conduzem calor e eletricidade – alguns com mais eficiência do que outros. Em condições normais, nenhum metal apresenta resistência infinita e é condutivo até certo ponto. A condutividade é uma característica definidora dos metais que os diferencia dos elementos não metálicos. Em contraste com os elétrons deslocalizados em movimento livre nos metais, os elétrons estão fortemente ligados em não-metais que oferecem resistência extremamente alta ao fluxo de carga ou calor através deles. A maioria dos não metais são maus condutores de calor e eletricidade e são frequentemente usados ​​para isolamento.

Quais são os metais menos condutores?

Bismuto, tungstênio, chumbo e titânio são alguns exemplos dos metais menos condutores. O bismuto é menos condutor de calor e eletricidade e é usado em fusíveis para detectar um surto elétrico. O tungstênio, um metal raro, não é condutor de eletricidade sob temperaturas padrão. No entanto, tem um alto ponto de fusão, e é por isso que é frequentemente usado em lâmpadas elétricas. O chumbo puro é um bom condutor de eletricidade, mas quando reage com o oxigênio atmosférico, forma uma camada de óxido de chumbo que não deixa passar eletricidade ou calor. Embora o titânio seja um metal de transição, tem uma condutividade elétrica e térmica muito baixa em comparação com outros metais de transição. Como mau condutor, o titânio pode suportar condições ambientais extremas e é usado como isolante na fabricação de componentes de aeronaves.

Por que algumas ligas metálicas são menos condutoras do que metais puros?

Vários fatores afetam a condutividade dos metais, incluindo impurezas, temperatura, campos eletromagnéticos, frequência e estrutura cristalina e fases. Adicionar uma impureza a um metal puro diminui sua condutividade. Por exemplo, o aço inoxidável é uma liga de ferro, carbono, cromo e outros elementos de liga. Possui condutividade térmica e elétrica significativamente menor quando comparado à prata, cobre ou alumínio e é amplamente utilizado em todas as indústrias. Da mesma forma, o bronze – uma liga de cobre e estanho – apresenta condutividade térmica muito baixa quando comparado aos seus elementos básicos.

Então, existem metais não condutores? A resposta simples é não. No entanto, para aplicações específicas que requerem materiais não condutores, metais como o titânio podem ser usados ​​como isolantes. Alguns metais de liga também podem ser usados ​​como materiais não condutores.

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