¿Existen metales no conductores?

La conductividad se refiere a la facilidad con la que el calor o una carga eléctrica pueden pasar a través de un material. Los metales son conocidos por su conductividad eléctrica y térmica, ya que la estructura molecular de los metales los convierte en conductores efectivos. La conductividad eléctrica de los metales permite que una corriente eléctrica se mueva con poca resistencia. La conductividad térmica se traduce en qué tan rápido se transfiere el calor a través de los metales a través del contacto físico.

A continuación, analizamos la conductividad de los metales, ya sea que haya o no metales no conductores y por qué algunas aleaciones metálicas son menos conductoras que los metales.

¿Qué causa la conductividad térmica y eléctrica en los metales?

La presencia de electrones que fluyen libremente en los metales los hace conductores del calor. A medida que aumenta la temperatura, los electrones deslocalizados y libres ganan más energía y vibran más rápidamente. Estas moléculas, a su vez, chocan con las partículas cercanas y les transfieren parte de su energía. El proceso continúa, eventualmente pasando energía del extremo caliente al extremo más frío del metal. La plata, el cobre y el aluminio son algunos de los metales con mayor valor de conductividad térmica. La alta conductividad térmica de la plata se utiliza en diversos procesos industriales y de fabricación, incluida la soldadura fuerte, la soldadura blanda o la soldadura blanda. La conductividad térmica del cobre lo hace más adecuado para disipadores de calor, intercambiadores de calor e incluso fondos de utensilios de cocina. El aluminio tiene una conductividad térmica ligeramente más baja que la plata y es el material preferido para la microelectrónica, como los diodos láser y los LED.

Los electrones deslocalizados de movimiento libre también contribuyen a la conductividad eléctrica de los metales. Cuando se aplica voltaje eléctrico, el campo eléctrico desencadena el movimiento de electrones dentro del metal y los hace moverse hacia la terminal positiva. La conductividad térmica y eléctrica están estrechamente relacionadas. Por eso los metales que son buenos conductores térmicos también son buenos conductores eléctricos.

La alta movilidad de electrones en metales como el cobre, la plata, el aluminio y el oro los convierte en los mejores conductores de electricidad. Como la plata y el oro son metales caros, se utilizan exclusivamente para equipos especializados como satélites o placas de circuitos. Aunque el cobre tiene una conductividad eléctrica relativamente baja en comparación con la plata y el oro, es más barato y se usa ampliamente para soldar y envolver cables en electrodomésticos. El aluminio es más conductor que el cobre, pero forma una superficie de óxido resistente a la electricidad, lo que hace que la conexión eléctrica se sobrecaliente. Es por eso que se utiliza para líneas de transmisión de alto voltaje que además están revestidas de acero.

¿Existen metales no conductores?

Técnicamente, todos los metales conducen el calor y la electricidad, algunos con mayor eficacia que otros. En condiciones normales, ningún metal presenta una resistencia infinita y es conductor hasta cierto punto. La conductividad es una característica definitoria de los metales que los distingue de los elementos no metálicos. A diferencia de los electrones deslocalizados que se mueven libremente en los metales, los electrones están fuertemente ligados en los no metales que ofrecen una resistencia extremadamente alta al flujo de carga o calor a través de ellos. La mayoría de los no metales son malos conductores del calor y la electricidad y, a menudo, se utilizan para el aislamiento.

¿Cuáles son los metales menos conductores?

El bismuto, el tungsteno, el plomo y el titanio son algunos ejemplos de los metales menos conductores. El bismuto es menos conductor del calor y la electricidad y se usa en fusibles para detectar una sobretensión eléctrica. El tungsteno, un metal raro, no conduce la electricidad a temperaturas estándar. Sin embargo, tiene un alto punto de fusión y es por eso que a menudo se usa en bombillas eléctricas. El plomo puro es un buen conductor de la electricidad, pero al reaccionar con el oxígeno atmosférico forma una capa de óxido de plomo que no deja pasar la electricidad ni el calor. Aunque el titanio es un metal de transición, tiene una conductividad eléctrica y térmica muy baja en comparación con otros metales de transición. Como mal conductor, el titanio puede soportar condiciones ambientales extremas y se utiliza como aislante en la fabricación de componentes para aeronaves.

¿Por qué algunas aleaciones metálicas son menos conductoras que los metales puros?

Varios factores afectan la conductividad de los metales, incluidas las impurezas, la temperatura, los campos electromagnéticos, la frecuencia y la estructura y las fases del cristal. Agregar una impureza a un metal puro disminuye su conductividad. Por ejemplo, el acero inoxidable es una aleación de hierro, carbono, cromo y otros elementos de aleación. Tiene una conductividad térmica y eléctrica significativamente más baja en comparación con la plata, el cobre o el aluminio y se usa ampliamente en todas las industrias. De manera similar, el bronce, una aleación de cobre y estaño, muestra una conductividad térmica muy baja en comparación con sus elementos básicos.

Entonces, ¿hay metales no conductores? La respuesta simple es no. Sin embargo, para aplicaciones específicas que requieren materiales no conductores, se pueden utilizar como aislantes metales como el titanio. Algunos metales de aleación también se pueden utilizar como materiales no conductores.

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