La conductividad térmica es una medida de la capacidad de los materiales para pasar calor a través de ellos. Los materiales con una alta conductividad térmica pueden transferir calor de manera efectiva y absorber calor fácilmente de su entorno. Los conductores térmicos deficientes resisten el flujo de calor y obtienen calor lentamente de su entorno. La conductividad térmica de un material se mide en Watts por metro por grado Kelvin (W / m • K) siguiendo las pautas del SI (Sistema Internacional).
Los 10 principales materiales termoconductores medidos y sus valores se describen a continuación. Estos valores de conductividad son promedios debido a la variación de la conductividad térmica en función del equipo utilizado y del entorno donde se obtuvieron las mediciones.
MATERIALES TERMOCONDUCTORES
DIAMANTE - 2000 - 2200 W / m • K El diamante es el material líder en conductividad térmica y tiene valores de conductividad medidos 5 veces más altos que el cobre, el metal más fabricado en los Estados Unidos. Los átomos de diamante están compuestos por una simple columna de carbono que es una estructura molecular ideal para una transferencia de calor eficaz. A menudo, los materiales con las composiciones químicas y estructuras moleculares más simples tienen los valores de conductividad térmica más altos. El diamante es un componente importante de muchos dispositivos electrónicos portátiles modernos. Su función en la electrónica es facilitar la dispersión del calor y proteger las partes sensibles de la computadora. La alta conductividad térmica de los diamantes también resulta útil para determinar la autenticidad de las piedras en la joyería. La incorporación de pequeñas cantidades de diamante en herramientas y tecnologías puede tener un impacto drástico en las propiedades de conductividad térmica.
PLATA - 429 W / m • K La plata es un conductor térmico abundante y relativamente económico. La plata es un componente de numerosos electrodomésticos y es uno de los metales más versátiles debido a su maleabilidad. El 35% de la plata fabricada en los EE. UU. Se utiliza para herramientas eléctricas y electrónicas (comunidad de minerales de la encuesta geológica de EE. UU. 2013). Un biproducto de plata, pasta de plata, está aumentando en demanda debido a su uso para alternativas energéticas amigables con el medio ambiente. La pasta de plata se utiliza en la producción de células fotovoltaicas que son un componente importante de los paneles de energía solar.
COBRE - 398 W / m • K El cobre es el metal más utilizado para la fabricación de electrodomésticos conductores en los Estados Unidos. El cobre tiene un alto punto de fusión y una tasa de corrosión moderada. También es un metal muy eficaz para minimizar la pérdida de energía durante la transferencia de calor. Las cacerolas de metal, las tuberías de agua caliente y los radiadores de los automóviles son todos electrodomésticos que utilizan las propiedades conductoras del cobre.
ORO - 315 W / m • K El oro es un metal raro y caro que se utiliza para aplicaciones conductoras específicas. A diferencia de la plata y el cobre, el oro rara vez se empaña y puede soportar condiciones que experimentan grandes cantidades de corrosión.
CARBURO DE SILICIO - 270 W / m • K El carburo de silicio es un semiconductor que se compone de una mezcla equilibrada de átomos de carbono y silicio. Cuando se fabrican y fusionan, el silicio y el carbono se unen para formar un material extremadamente duro y duradero. Esta mezcla se utiliza a menudo como componente para frenos de automóviles, turbinas y mezclas de acero.
ÓXIDO DE BERILIO– 255 W / M • K El óxido de berilio se utiliza en muchas piezas de alto rendimiento para aplicaciones como la electrónica, ya que tiene una alta conductividad térmica y es un buen aislante eléctrico.
ALUMINIO - 247 W / m • K El aluminio se usa generalmente como un reemplazo rentable del cobre. Aunque no es tan conductor como el cobre, el aluminio es abundante y fácil de manipular debido a su bajo punto de fusión. El aluminio es un componente crucial de las luces LED (diodos emisores de luz). Las mezclas de cobre y aluminio están ganando popularidad ya que pueden aprovechar las propiedades tanto del cobre como del aluminio y pueden fabricarse a un costo menor.
TUNGSTENO - 173 W / m • K El tungsteno tiene un alto punto de fusión y una baja presión de vapor, lo que lo convierte en un material ideal para electrodomésticos que están expuestos a altos niveles de electricidad. La inercia química del tungsteno permite su uso en electrodos que forman parte de microscopios electrónicos sin alterar las corrientes eléctricas. También se utiliza a menudo en bombillas y como componente de tubos de rayos catódicos.
GRAFITO 168 W / m • K El grafito es una alternativa abundante, de bajo costo y ligera en comparación con otros alótropos de carbono. Se utiliza con frecuencia como adición a mezclas de polímeros para mejorar sus propiedades de conductividad térmica. Las baterías son un ejemplo familiar de un aparato que aprovecha la alta conductividad térmica del grafito.
ZINC 116 W / m • K El zinc es uno de los pocos metales que se puede combinar fácilmente con otros metales para crear aleaciones metálicas (una mezcla de dos o más metales). El 20% de los aparatos de zinc en los EE. UU. Están compuestos de aleaciones de zinc. La galvanización utiliza un 40% de zinc puro fabricado. La galvanización es el proceso de aplicar un revestimiento de zinc al acero o al hierro que está diseñado para proteger el metal contra la intemperie y el óxido.
Fuente: thermtest