Trong quá trình chế tạo các vật dụng, thiết bị điện chúng ta thường thắc mắc đâu là kim loại có tính dẫn điện tốt? Hãy cùng Huỳnh Lai tìm hiểu top 10 kim loại dẫn điện tốt nhất mà bạn có thể sử dụng.

Bạn đang xem: Các vật liệu dẫn điện tốt

Kim loại là gì?

Theo hóa học, kim loại được định nghĩa là những nguyên tố tạo ra được ion dương và có các liên kết hóa học, được phân biệt bởi mức độ ion hóa. Theo vật lý, kim loại thường là chất rắn, có tính dẫn nhiệt và dẫn điện.

*

Trong tự nhiên, có rất nhiều nguyên tố kim loại khác nhau nhưng phổ biến nhất có thể kể đến như sắt (Fe), nhôm (Al), đồng (Cu), Vàng (Au),…

Có thể bạn quan tâm: Dòng Điện Là Gì? Công Thức Tính Dòng Điện

Các yếu tố ảnh hưởng đến độ dẫn điện của kim loại

Với mỗi loại kim loại khác nhau, độ dẫn điện cũng sẽ khác nhau bởi những yếu tố bên trong kim loại ấy cũng như những tác nhân ảnh hưởng khác từ môi trường.

*

Yếu tố lớn nhất đến độ dẫn điện của kim loại là nhiệt độ và tạp chất. Ở nhiệt độ càng cao, khả năng dẫn điện của kim loại càng giảm do sự chuyển động hỗn loạn của những electron tự do sẽ hoạt động thành dòng, các cation cũng sẽ xê dịch nhanh hơn, làm cản trở dòng electron tự do bên trong kim loại. Hoặc nếu kim loại chứa nhiều tạp chất, độ dẫn điện của kim loại sẽ kém đi bởi sự chênh lệch về số lượng electron tự do có trong những tạp chất này.

TOP 10 kim loại dẫn điện tốt nhất hiện nay

(Bạc, Đồng, Vàng, Nhôm, Natri, Wolfram, Đồng thau, Sắt, Crom, Chì)

Để chọn lựa được vật liệu dẫn điện phù hợp nhất cho nhu cầu của mình, bạn có thể tham khảo top 10 kim loại dẫn điện tốt nhất hiện nay ngay bên dưới đây:

– Bạc (Ag): Kim loại màu trắng và có tính dẫn điện tốt nhất. Bạc còn có khả năng uốn dễ dàng nhờ vào độ mềm dẻo của mình. Tuy nhiên, giá thành của bạc tương đối cao để ứng dụng vào các ngành công nghiệp điện nên kim loại này thường được dùng để đúc tiền, làm trang sức hoặc tráng gương.

– Đồng (Cu): Kim loại được sử dụng nhiều trong vật liệu dẫn điện nhờ vào tính dẫn nhiệt tốt, chỉ đứng sau bạc. Ngoài ra, Đồng còn có thể dẫn nhiệt tốt với độ bền cao. Không chỉ sử dụng làm vật tư dẫn điện, Đồng còn có thể dùng để chế tác đồ mỹ nghệ, đúc tượng, làm đồ gia dụng,…

– Vàng (Au): Tương tự như Bạc và Đồng, Vàng có tính dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, cùng với đó là tính kháng ăn mòn cao, khó bị oxi hóa, không bị tác động bởi không khí và hầu hết các hóa chất. Vàng không được sử dụng nhiều trong vật liệu dẫn điện bởi giá trị của chúng khá cao nên được dùng chủ yếu làm trang sức và là đơn vị trao đổi giá trị tiền tệ.

*

– Nhôm (Al): Nhôm vừa có tính dẫn điện tốt và có độ mềm dẻo để dễ dàng uốn cong theo nhiều hình dạng. Nhôm khó bị oxi hóa nên thường được tận dụng trong các công trình kiến trúc, cột trụ nhà, đồ gia dụng,…

– Natri (Na): Kim loại này có tính chất khá mềm, có thể cắt đứt bằng dao. Natri được sử dụng như một thành phần quan trọng trong muối ăn và trong sản xuất đèn hơi, xà phòng thơm,…

– Wolfram (W): Đây là một kim loại cứng nhưng khá giòn, khó gia công nhưng chúng lại có khả năng chống axit, kiềm và oxi hóa rất tốt. Chính vì thế, Wolfram được sử dụng trong chế tạo dây tóc bóng đèn, thiết bị sưởi, ống đèn tia âm cực,…

– Đồng thau: Khác với những kim loại kể trên, đồng thau là một hợp kim được pha trộn bởi đồng và kẽm, tạo ra một vật liệu có khả năng dẫn điện tốt với màu vàng lấp lánh, từ vàng nhạt đến vàng đậm. Đồng thau thường được dùng trong các vật liệu hàn, đồ trang trí mỹ nghệ hoặc nhạc cụ.

– Sắt (Fe): Kim loại này có tính thù hình cao, cứng và khá rắn chắc với màu xám bạc đặc trưng nhưng lại khá dễ bị ăn mòn khi tiếp xúc không khí và nước. Ngày nay, sắt được sử dụng như nguyên liệu chính trong sản xuất thép cùng nhiều đồ gia dụng như tủ, bàn, cầu thang,…

– Crom (Cr): Với màu trắng bạc bóng loáng, Crom có tính dẫn điện tốt cùng những đặc tính vật lý như khả năng chịu mài mòn, cứng, giòn và khó tan chảy. Crom được sử dụng để làm sáng bề mặt, tạo tính chống ăn mòn cho dao, kéo,…

*

– Chì (Pb): Kim loại này có màu xám xỉn, rất mềm và dễ uốn dẻo. Tuy nhiên chì khá độc hại đối với sức khỏe con người và động vật cũng như gây ô nhiễm không khí và nước. Do đó cần cẩn trọng khi sử dụng những vật dụng làm từ chì.

Tại sao kim loại đồng lại được sử dụng phổ biến để làm dây dẫn điện

Đồng đang được xem là nguyên liệu chính, chiếm đa số trong các nguyên liệu làm dây dẫn điện bởi những ưu điểm của mình như:

– Độ dẫn điện cao: Đồng chỉ xếp sau bạc về tính dẫn điện, điều đó có thể thấy, dây dẫn điện làm từ đồng có thể hoạt động hoàn hảo ngay cả với khi dòng điện phải di chuyển một quãng đường dài.

*

– Giá thành hợp lý: Dù chỉ xếp thứ 2, nhưng so với bạc, đồng vẫn có giá thành thích hợp để dùng làm vật liệu dẫn điện hơn và đem lại giá trị kinh tế tốt hơn việc chọn bạc hay vàng làm dây dẫn.

– Độ dẻo cao: Để đáp ứng những yêu cầu như uốn cong theo địa hình, cấu trúc tòa nhà,… dây dẫn điện cần có tính uốn dẻo tốt và đồng có thể đáp ứng yêu cầu này nhờ vào khả năng dễ uốn nắn của mình.

– Chịu nhiệt tốt: Dây đồng có thể chịu nhiệt tốt trong quá trình dẫn điện nên chúng khá an toàn khi sử dụng cho việc tải điện.

Nói đến khả năn dẫn điện thì những vật liệu thuộc nhóm kim loại luôn đứng hàng đầu. Vậy là sao chúng lại có độ dẫn điện tốt. Và nhóm kim loại, chất nào là kim loại dẫn điện tốt nhất và chất nào xếp cuối về độ dẫn điện? Hãy cùng Lab
VIETCHEM đi tìm hiểu kĩ hơn qua nội dung bài viết sau đây nhé!


*

Đồng là một trong những kim loại dẫn điện tốt nhất

Định nghĩa độ dẫn điện

Độ dẫn điện là một thông số thể hiện mức độ truyền tải dòng điện hay chính là khả năng dẫn điện của một chất. Nó phụ thuộc vào các hạt mang điện tích (các ion). Các ion này có thể mang điện tích âm (-) hoặc điện tích dương (+). 

Theo định luật Ohm về sự dẫn điện “Dòng điện tỷ lệ với điện trường tương ứng và tham số tỷ lệ chính là độ dẫn điện” và nó được biểu thị như sau:

Mật độ dòng điện = Cường độ điện trường x độ dẫn điện

Độ dẫn điện cũng là nghịch đảo của điện trở suất và cả 2 giá trị này đều là những giá trị vô hướng. Đơn vị của độ dẫn điện thường là milli
Siemans trên một centimet (m
S/cm), riêng tại Mỹ thì % IACS (International Annealed Copper Standard). Đối với các đường điện cao thế, độ dẫn điện của dây trần thường được đưa ra bằng % IACS.

Tại sao kim loại có thể dẫn điện tốt?

*
 Kim loại có độ dẫn điện tốt hơn so với phi kim và các hợp chất

Dẫn điện tốt là một tính chất tiêu biểu nhất của nhóm kim loại. Nhiều người vẫn hay thắc mắc tại sao kim loại có thể dẫn điện tốt như vậy. Thì nguyên nhân chính là nhờ vào cấu tạo đặc thì của nhóm chất này. Cấu tạo tạo của kim loại gồm có rất nhiều những hạt electron mang điện tích âm di chuyển một cách tự do. Chúng có thể di chuyển dễ dàng qua các hợp chất, các đồ vật. Thay vì quay xung quanh các nguyên tử tương ứng thì chúng tạo thành một biển electron bao quanh hạt nhân dương của những ion kim loại tương tác. Sau đó các electron này lại tiếp tục di chuyển tự do trong biển electron. Chính điều này đã khiến cho kim loại có khả năng dẫn nhiệt tốt. Dù mỗi kim loại sẽ có độ dẫn điện khác nhau nhưng nổi bật hơn hẳn so với phi kim và các hợp chất khác.

Xem thêm: 7 loại vật liệu trần nhựa - báo giá tấm trần nhựa thả 600×600

Các yếu tố ảnh hưởng đến độ dẫn điện của kim loại

Độ dẫn điện của kim loại chịu ảnh hưởng bởi một số yếu tố sau:

- Nhiệt độ: Nhiệt độ càng cao sẽ khiến khả năng dẫn điện của kim loại càng giảm vì các electron tự do đang chuyển động hỗn loạn sẽ chuyển động thành dòng khi được nối với nguồn điện. Khi nhiệt độ tăng, sự dao động của các cation tăng lên khiến cản trở dòng electron chuyển động tự do trong kim loại. Một số chất dẫn điện tốt ở nhiệt độ cực thấp sẽ biến thành chất siêu dẫn.

- Tạp chất: Kim loại dẫn điện kém đi nếu có nhiều tạp chất được thêm vào,

- Hình dáng và kích tấc: Nguyên liệu dày sẽ có độ dẫn điện tốt hơn nguyên liệu mỏng cùng chiều dài và kích tấc. Còn nếu 2 miếng nguyên liệu có cùng độ dày thì miếng dài sẽ dẫn điện kém hơn miếng ngắn.

Mỗi kim loại có độ dẫn điện khác nhau, chủ yếu là vì mật độ electron tự do của chúng không giống nhau.

Tên các kim loại dẫn điện tốt nhất theo thứ tự giảm dần

1. Bạc (Ag)

*

Bạc là kim loại dẫn điện tốt nhất

Đứng đầu danh sách kim loại có độ dẫn điện tốt nhất là bạc. Đây là kim loại chuyển tiếp có màu trắng, mềm, dễ gia công uốn dẻo và có khả năng dẫn điện rất tốt. Tuy nhiên, vì có giá thành cao mà hiếm khi người ta dùng nó cho ngành công nghiệp điện. Ứng dụng chủ yếu của bạc là đúc tiền, tráng gương và chế tạo đồ trang sức.

2. Đồng (Cu)

Đồng là kim loại mềm dẻo, dễ uốn cong và được dùng làm vật liệu dẫn điện phổ biến nhất hiện nay. Ngoài ra, nó cũng được sử dụng để chế tác đồ mỹ nghệ như tượng đồng, trống đồng,…đồ gia dụng, que hàn,…Trong ngành dệt nhuộm, một số hợp chất của đồng được dùng làm thuốc nhuộm vải.

*

Đồng là kim loại được sử dụng là chất dẫn điện phổ biến nhất

Nếu có lẫn tạp chất, độ dẫn điện của đồng sẽ giảm nhanh.

3. Vàng (Au)

Vàng là kim loại chuyển tiếp, mềm, dễ uốn dẻo và dát mỏng. Nó có khả năng dẫn nhiệt, dẫn điện tốt, khó bị oxi hóa do không bị tác động bởi không khí và phần lớn hóa chất. Đặc biệt, vàng có tính thẩm mỹ cao và rất hiếm nên nó chủ yếu được dùng làm đồ trang sức và đơn vị trao đổi giá trị tiền tệ.

*

Vàng được dùng làm đồ trang sức 

Với những người thường xuyên làm việc với điện và nạn nhân bị điện giật, việc quan trọng cần làm là cởi bỏ trang sức bằng vàng ra khỏi cơ thể, tránh để dòng điện lan đi khắp cơ thể và đe dọa đến tính mạng nạn nhân.

4. Nhôm (Al)

*

Nhôm là kim loại dẻo

Nhôm là kim loại dẻo, khó bị oxi hóa, có nhiệt độ nóng chảy cao và phổ biến nhất trong lớp vỏ Trái Đất. Trong một số trường hợp, nhôm cũng được dùng làm dây dẫn điện. Tuy nhiên, ứng dụng chủ yếu của nhôm là dùng trong các công trình kiến trúc như vách ngăn xây dựng, cột, trụ nhà,...

5. Natri (Na)

*

Kim loại natri rất mềm

Natri là kim loại nhưng khá mềm, có thể cắt bằng dao và là một trong những thành phần quan trọng của muối ăn. Nó cũng được dùng trong chế tạo đèn hơi, các loại xà phòng thơm, chất bôi trơn bề mặt kim loại,….

6. Wolfram (W)

*

Wolfram dùng làm dây tóc trong bóng đèn sợi đốt

Wolfram là kim loại cứng, giòn, khó gia công, có khả năng chống axit, kiềm và các tác nhân oxi hóa. Ứng dụng phổ biến nhất của Wolfram là chế tạo dây tóc trong bóng đèn sợi đốt, ống đèn tia âm cực, thiết bị sưởi,…

7. Đồng thau (Cu
Zn)

*

Nhạc cụ làm bằng đồng thau

Đồng thau là hợp kim của kẽm và đồng, có màu vàng lấp lánh với độ sáng phụ thuộc vào tỉ lệ pha trộn giữa kẽm và đồng. Nó thường được dùng làm vật liệu hàn, đầu đạn súng, nhạc cụ, thậm chí cả đồ trang sức có giá trị thấp.

8. Sắt (Fe)

*

Sắt được dùng phổ biến trong lĩnh vực xây dựng

Sắt là một trong những kim loại phổ biến và lâu đời nhất trên Trái Đất, có đặc tính cứng, rắn chắc và được sử dụng trong mọi lĩnh vực của cuộc sống như chế tạo công cụ lao động, đồ gia dụng, vật liệu xây dựng,….

9. Crôm (Cr)

*

Lớp phủ crom có độ sáng bóng

Crom là kim loại hiếm gặp trong cuộc sống hàng ngày. Nó có đặc tính là giòn, cứng, chống trầy xước tốt và khó bị nóng chảy. Đây được xem là một trong những chất xúc tác không thể thiếu của nhiều ngành công nghiệp như đánh bóng bề mặt, làm khuôn đúc gạch nung, chất phụ trợ cho thuốc ăn kiêng, tạo màu rực rỡ cho thuốc sơn, là phụ gia của xăng,…

10. Chì (Pb)

*

Chì là kim loại rất độc hại

Đây là kim loại mềm nhưng lại có trọng lượng lớn, có tính tạo hình và rất độc hại. Nó chủ yếu được dùng để chế tạo ắc quy, tấm chắn chất phóng xạ,…Nó còn là thành phần của son môi, giúp son lâu trôi nhưng nếu lạm dụng quá mức sẽ gây nguy hiểm cho người sử dụng.

Trên đây là tên những kim loại dẫn điện tốt nhất hiện nay xếp theo thứ tự giảm dần mà Lab
VIETCHEM muốn chia sẻ đến bạn đọc. Hy vọng rằng đây sẽ là những thông tin hữu ích cho các bạn.