עשרת החומרים המוליכים התרמיים הנפוצים בדרך כלל

מוליכות תרמית היא מדד ליכולתו של החומר לבצע חום. חומרים עם מוליכות תרמית גבוהה מעבירים חום ביעילות וסופגים חום במהירות מהסביבה. לעומת זאת, מוליכים תרמיים עניים מכריעים את זרימת החום וסופגים לאט חום מהסביבה. על פי הנחיות S.I (System International), יחידת המוליכות התרמית לחומרים היא וואט למטר קלווין (w/m• •K). עשרת החומרים המוליכים התרמיים המובילים ומדידות המוליכות התרמית שלהם מסוכמים להלן. מכיוון שהמוליכות התרמית משתנה עם ציוד הבדיקה של המוליכות התרמית המשמש וסביבת המדידה, ערכי המוליכות התרמית הללו הם ערכים ממוצעים.

עשרת החומרים המוליכים התרמיים הנפוצים בדרך כלל

1. יהלום-2000 ~ 2200 w/m• •K

Diamond הוא אחד החומרים המוליכים תרמית ביותר, עם ערכים גבוהים פי חמישה מהנחושת, המתכת המיוצרת ביותר בארצות הברית. אטומי יהלומים מורכבים מעמוד שדרה פשוט פחמן, מבנה מולקולרי אידיאלי להעברת חום יעילה. באופן כללי, לחומרים עם ההרכב הכימי הפשוט ביותר והמבנה המולקולרי בדרך כלל יש את ערכי המוליכות התרמית הגבוהה ביותר. יהלומים הם מרכיב חיוני במכשירים אלקטרוניים מודרניים רבים המוחזקים. במוצרים אלקטרוניים הוא יכול לקדם פיזור חום ולהגן על חלקים רגישים של מחשבים. המוליכות התרמית הגבוהה של דיימונד שימושית מאוד גם באימות אבני חן בתכשיטים. הוספת כמות קטנה של יהלום לכלים ולטכניקות שלך יכולה להשפיע מאוד על הביצועים התרמיים.

2. כסף-429 w/m• •K

כסף הוא מוליך חום זול יחסית ושופע. כסף הוא חומר לכלי כלים רבים והוא ניתן לניעוד, מה שהופך אותו לאחת המתכות המגוונות ביותר. 35% מהכסף המיוצר בארצות הברית משמש בכלי חשמל ואלקטרוניקה (ארה"ב סקר גיאולוגי Minerals World 2013). משחת כסף, תוצר של כסף, צומחת בביקוש בגלל השימוש בו כחלופה אנרגטית ידידותית לסביבה. ניתן להשתמש במשחה כסף לייצור תאים פוטו -וולטאיים, שהם מרכיב חשוב בפאנלים סולאריים.

3. נחושת-398 w/m• •K

בארצות הברית נחושת היא המתכת הנפוצה ביותר לייצור מכשירי העברת חום. לנחושת נקודת התכה גבוהה וקצב קורוזיה בינוני. ויכול להפחית ביעילות את אובדן האנרגיה בתהליך העברת החום. מחבתות מתכת, צינורות מים חמים ורדיאטורים לרכב הם רק כמה מכשירים המנצלים את החום של הנחושת - תכונות מוליכות.

4. זהב-315 w/m• •K

זהב הוא מתכת נדירה ויקרה המשמשת ביישומי העברת חום ספציפיים. שלא כמו כסף ונחושת, זהב בדרך כלל אינו מכתים והוא עמיד מאוד בפני קורוזיה.

5. אלומיניום ניטריד-310 w/m• •K

אלומיניום ניטריד משמש לרוב כתחליף לתחמוצת בריליום. שלא כמו תחמוצת בריליום, אלומיניום ניטריד אינו מהווה סכנה בריאותית בייצור, אך עדיין מציג תכונות כימיות ופיזיות דומות לתחמוצת בריליום. אלומיניום ניטריד הוא אחד החומרים הבודדים הידועים כבידוד חשמלי ובעלי מוליכות תרמית גבוהה. בעל עמידות בפני זעזועים תרמיים מעולה ויכולה לשמש כמבודדת חשמלית לשבבים מכניים.

6. סיליקון קרביד-270 w/m• •K

סיליקון קרביד הוא מוליך למחצה המורכב מאטומי סיליקון ואטומי פחמן באיזון. מיזוג של סיליקון ופחמן, השניים משתלבים ליצירת חומר קשה ועמיד מאוד. תערובת זו משמשת בדרך כלל בבלמי רכב, רכיבי טורבינות, ומשמשת גם היא גם בהפסקת פלדה.

7. אלומיניום-247 w/m• •K

אלומיניום פחות יקר ולעתים קרובות משמש כתחליף לנחושת. למרות שאינו מוליך תרמית כמו נחושת, אלומיניום הוא בשפע ובעל נקודת התכה נמוכה, מה שמקל על העבד. אלומיניום הוא חומר מפתח בייצור אורות LED (דיודה פולטת אור). נחושת - היברידי אלומיניום הופכים פופולריים יותר מכיוון שהם מנצלים את המאפיינים של נחושת ואלומיניום כאחד והם זולים יותר לייצור.

8. טונגסטן-173 w/m• •K

לטונגסטן נקודת התכה גבוהה ולחץ אדים נמוך, מה שהופך אותו לחומר אידיאלי ליצירת קשר עם מכשירי זרם גבוהים. טונגסטן יציב כימית וניתן להשתמש בהן באלקטרודות של מיקרוסקופים אלקטרונים מבלי לשנות את זרימת הזרם. משמש גם בדרך כלל בנורות או כרכיבים של צינורות קרני קתודה.