Tout Sur les Matériaux Électriquement conducteurs
Comme la plupart des gens le savent, les métaux sont d’excellents conducteurs d’électricité, tandis que les non-métaux (tels que les plastiques et les caoutchoucs) ne le sont pas. La conductivité électrique — ou son absence – rend ces deux types de matériaux généralement adaptés à différents cas d’utilisation dans le secteur industriel. Lors du choix d’un matériau de fabrication pour un appareil électrique ou électronique, il est important de prendre en compte ses propriétés électriques, y compris sa conductivité, pour s’assurer que le produit final fonctionne comme prévu.
Le billet de blog suivant sert de guide sur les matériaux conducteurs de l’électricité, décrivant les causes de leur propriété clé, les types disponibles, leur lien avec la fabrication et la façon de transformer un matériau généralement non conducteur en un matériau conducteur.
Qu’Est-Ce Qui Cause La Conductivité Électrique?
Les matériaux de fabrication varient en nombre (de un à huit) d’électrons de valence présents dans l’enveloppe extérieure de leurs atomes. En général, plus le nombre est faible, plus le matériau est conducteur (généralement un conducteur) et, plus le nombre est élevé, moins le matériau est conducteur (généralement un isolant).
La plupart des métaux ont entre un et trois électrons de valence, ce qui permet aux particules subatomiques chargées électriquement de se déloger et de se mobiliser facilement. La libre circulation des électrons entraîne le passage d’une charge, c’est—à-dire la conduction de l’électricité. En revanche, les matériaux en caoutchouc et en plastique ont généralement peu, voire aucun, d’électrons libres, ce qui en fait des conducteurs électriques pauvres mais parfaitement adaptés aux applications isolantes.
Exemples de Matériaux électriquement conducteurs
Bon nombre des matériaux les plus conducteurs sont les métaux. Les trois métaux ayant la conductivité électrique la plus élevée sont:
- Argent
- Cuivre
- Or
Chacun de ces métaux a un électron de valence. L’aluminium est le métal le plus conducteur suivant, malgré trois électrons de valence. Bien que l’argent et l’or offrent une conductivité supérieure à celle du cuivre et de l’aluminium, respectivement, ces derniers matériaux sont plus couramment utilisés en raison de leur coût inférieur et de leur disponibilité plus large.
L’impact de la conductivité électrique sur la fabrication
Les propriétés électriques d’un matériau influencent son utilisation dans les appareils électriques et électroniques. Par exemple:
- Conducteurs – matériaux hautement conducteurs (p. ex., des métaux tels que l’argent, l’or ou le cuivre) — sont utilisés pour la fabrication de fils et de câbles électriques
- Isolants — matériaux à faible conductivité électrique (par exemple, caoutchouc ou plastique) – sont utilisés pour la fabrication d’isolants et d’autres produits de protection électrique
- Semi—conducteurs – matériaux qui ne sont ni bons ni mauvais conducteurs d’électricité (par exemple, silicium) – sont largement utilisés pour fabriquer des circuits intégrés pour ordinateurs, téléphones, téléviseurs et de nombreux autres appareils électroniques
Comment rendre conducteurs des matériaux non conducteurs
Comme alternative aux métaux, les entreprises de fabrication de produits peuvent également utiliser un matériau généralement non conducteur, tel qu’un tissu ou un élastomère, qui a été modifié pour avoir une conductivité électrique améliorée. Les fabricants de matériaux peuvent convertir un substrat non conducteur en conducteur électrique en utilisant une technique spécialisée qui intègre des additifs électriquement conducteurs dans le matériau de base.
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