Als u de bruikbaarheid van een metaal in overweging neemt, moet u rekening houden met geleidbaarheid. Geleidbaarheid bestaat echt uit twee eigenschappen, elektrisch en thermisch (warmte). Hoewel koper al lang wordt gewaardeerd vanwege zijn uitstekende warmte- en elektrische geleidbaarheidseigenschappen, moeten ook andere factoren, zoals sterkte, corrosieweerstand en vervormbaarheid worden overwogen. Oplossingen voor problemen die door deze overwegingen worden opgeworpen, kunnen de geleidbaarheid beïnvloeden.

Elektrische geleidbaarheid

Keytometals.com stelt dat elektrolytisch hard pek (ETP) koper, het voorkeursmateriaal voor stroomvoerende onderdelen, een geleidbaarheid heeft beoordeling van 101 procent IACS (International Annealed Copper Standard) in zachte temperatuur met 220 MPa (megapascal, een eenheid van spanning) treksterkte, en 97 procent in veergewalste tempera- tuur bij 345 tot 380 MPa treksterkte. Onder de norm wordt geleidbaarheid uitgedrukt als een percentage van de standaard. Honderd procent IACS vertegenwoordigt een geleidbaarheid van 58 megasiemens per meter (MS /m), equivalent aan een weerstand van 1/58 ohm per meter voor een draad van één vierkante millimeter in doorsnede. ETP is 99,9 procent koper en 0,04 procent zuurstof. Een megapascal is gelijk aan 10 bar of ongeveer 145.038 pond per vierkante inch.

Thermische geleidbaarheid

De geleidende warmteoverdracht wordt berekend volgens de wet van Fourier, namelijk q = k A dT /s, waarbij q gelijk is aan de overgedragen warmte per tijdseenheid (watt of British Thermal Units [BTU] per uur), A is gelijk aan het warmteoverdrachtsgebied (vierkante meters of vierkante voeten), k is gelijk aan de thermische geleidbaarheid van het materiaal (Watt per meter maal graden Kelvin of Watt per meter maal graden Celsius , of Btu per [uur maal graden Fahrenheit keer voeten in het kwadraat gedeeld door voeten]), dT is gelijk aan het temperatuurverschil over het materiaal (in Kelvin of graden Celsius of graden Fahrenheit), en s is gelijk aan de materiaaldikte (meters of feet). Dus koper op 25, 125 en 225 graden Celsius heeft een thermische geleidbaarheid van respectievelijk 401.000, 400.000 en 398.000 watt per meter Kelvin.

Geleidbaarheid en andere overwegingen

Alleen zilver is een betere elektrische geleider dan koper. Corrosieweerstand, bewerkbaarheid, vermoeidheidseigenschappen, vormbaarheid, vormbaarheid en sterkte zijn andere factoren die in metaaltoepassingen worden overwogen. Koper heeft de voorkeur boven zilver voor elektrische toepassingen vanwege de relatieve kosten van zilver en de snelheid waarmee zilver corrodeert. Om andere eigenschappen dan geleidbaarheid te verbeteren, wordt koper gelegeerd met andere metalen. Verdunning van koper uit zijn zuivere toestand veroorzaakt een snelle afname van zijn geleidende kracht. Brasses en bronzen, die 60 tot 80 procent koper zijn, hebben conductiviteitsclassificaties van 25 tot 50 procent IACS.

Ontwerpoverwegingen

Het gebruik van koper en de mate of selectie van te legeren materiaal zijn onderworpen aan belangrijke prestatie-overwegingen, waarbij sterkte en niet-maleabiliteit inruil zijn tegen geleidbaarheid. Een ontwerpoverweging wordt of de verminderde geleidbaarheid acceptabel is.

The Future

Met de toenemende nadruk op het efficiënte gebruik van energie, heeft de energiesector gezocht naar verbeterde geleidende materialen voor normale omgevingen terwijl de zoeken naar supergeleiders gaat door.