Kim loại đã và đang được dùng rất phổ biến trong đời sống, từ công nghiệp sản xuất đến những ngành nghề khác như trang sức hay đặc biệt là sản xuất trang thiết bị dẫn nhiệt. Tuy nhiên không phải kim loại nào cũng có khả năng dẫn nhiệt tốt, điều này cũng nói lên sự quan trọng của việc chọn kim loại thích hợp trong các thiết kế về dẫn nhiệt. Hãy cùng tìm hiểu về các kim loại dẫn nhiệt tốt nhất qua bài viết sau đây.
Tính dẫn nhiệt của kim loại là gì?
Tính dẫn nhiệt của kim loại là khả năng của nó để dẫn truyền nhiệt từ vị trí có nhiệt độ cao đến vị trí có nhiệt độ thấp. Độ dẫn nhiệt được đo bằng đơn vị W/mK. Kim loại có tính dẫn nhiệt tốt do cấu trúc tinh thể của chúng, cho phép các electron tự do di chuyển trong mạng tinh thể và truyền nhiệt. Đồng là một trong những kim loại có tính dẫn nhiệt tốt nhất, khoảng 400 W/mK ở nhiệt độ phòng. Tính dẫn nhiệt của kim loại ảnh hưởng đến hiệu suất và hiệu quả của các ứng dụng truyền nhiệt. Việc lựa chọn và sử dụng kim loại có tính dẫn nhiệt phù hợp là quan trọng.
Bạn đang xem: 5 kim loại dẫn nhiệt tốt nhất và ứng dụng của từng loại trong đời sống
Độ dẫn nhiệt của kim loại khác gì với độ khuếch tán nhiệt?
Độ dẫn nhiệt và độ khuếch tán nhiệt là hai thuộc tính liên quan đến truyền nhiệt của vật liệu, nhưng có ý nghĩa khác nhau.
Độ dẫn nhiệt kim loại (Thermal conductivity)
Độ dẫn nhiệt là khả năng của một vật liệu để dẫn truyền nhiệt từ vị trí có nhiệt độ cao đến vị trí có nhiệt độ thấp. Đơn vị đo độ dẫn nhiệt thường là W/mK (watt trên mét-kelvin). Một vật liệu có độ dẫn nhiệt cao sẽ truyền nhiệt nhanh hơn và hiệu quả hơn. Kim loại như đồng và nhôm có độ dẫn nhiệt cao, trong khi các chất liệu không kim loại như gốm, gỗ, hay nhựa thường có độ dẫn nhiệt thấp hơn.
Độ khuếch tán nhiệt (Thermal diffusivity)
Độ khuếch tán nhiệt là khả năng của một vật liệu để dẫn truyền nhiệt xung quanh một vùng không gian. Nó liên quan đến tốc độ khuếch tán nhiệt và thời gian cần thiết để nhiệt độ lan tỏa đều trong một vật liệu. Đơn vị đo độ khuếch tán nhiệt thường là m²/s (mét vuông trên giây). Một vật liệu có độ khuếch tán nhiệt cao sẽ lan tỏa nhiệt nhanh hơn và đều hơn. Độ khuếch tán nhiệt thường phụ thuộc vào độ dẫn nhiệt và tỷ trọng của vật liệu.
Có thể thấy, độ dẫn nhiệt và độ khuếch tán nhiệt đều liên quan đến khả năng truyền nhiệt của vật liệu, nhưng mỗi thuộc tính có đặc điểm riêng và được đo và đánh giá theo cách khác nhau.
Những kim loại dẫn nhiệt tốt nhất
Bạc
Bạc được xếp thuộc nhóm kim loại dẫn nhiệt tốt nhất, tính năng này đã giúp cho bạc trở thành một vật liệu phổ biến trong các ứng dụng liên quan đến chuyển nhiệt.
Vì khả năng của bạc dẫn nhiệt rất nhanh chóng và hiệu quả, nên thường được dùng để chế tạo những sản phẩm dẫn nhiệt như dây dẫn điện, vòng bi và linh kiện điện tử. Nó cũng được dùng rộng rãi trong sản xuất sản phẩm gia dụng, chẳng hạn như các thiết bị làm lạnh ho hay lò vi sóng.
Xem thêm : Nguyên nhân gây đau khổ ở những người thất tình
Một lợi thế khác của bạc là rất dễ uốn cong và tạo hình. Tuy nhiên, giá của bạc khá đắt so với các kim loại khác, do đó bạc không được dùng rộng rãi.
Đồng
Đồng cũng là kim loại dẫn nhiệt tốt nhất hiện nay, gấp 8 lần so với thép và gấp 2.5 lần so với nhôm, do đó được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị dẫn nhiệt và phần nhiệt của những thiết bị điện tử.
Khả năng dẫn nhiệt tốt của đồng được biểu hiện qua cách nó cho phép chuyển nhiệt từ bề mặt này sang bề mặt khác một cách hiệu quả. Điều này khiến đồng trở thành một vật liệu ưu tiên của những thiết bị như ống dẫn nước nóng, bồn tắm, và hệ thống ống đồng dẫn nhiệt trong các thiết bị điều hòa không khí.
Một lợi thế khác là đồng rất dễ uốn cong và malleable, do đó có thể dùng để tạo hình và gia công thành nhiều sản phẩm khác nhau. Đồng còn là một kim loại có độ bền cao và khả năng chống mài mòn tốt, giúp đáp ứng được sự yêu cầu về độ bền và sự đa dạng trong nhiều ứng dụng khác nhau.
Vàng
Vàng là kim loại quý và độc đáo nhưng trên thực tế vàng không phải là một kim loại dẫn nhiệt tốt nhất hiện nay. So với đồng hay bạc, vai trò của nó trong dẫn và chuyển nhiệt khá thấp.
Tuy nhiên, ở một số ứng dụng, việc không dẫn nhiệt quá nhanh có thể lại là điều kiện cần. Vật liệu đa dụng này được dùng rộng rãi trong các sản phẩm điện tử và công nghệ cao, nơi có điện tích tĩnh, tính linh hoạt và chống ăn mòn của vàng được ưu tiên sử dụng.
Không phải ngẫu nhiên mà các mạch điện tử và sản phẩm điện tử khác hoàn thành bằng vàng. Nó là một vật liệu có độ bền cao, giữ được hình dáng trước va đập đồng thời chịu được nhiệt độ cao, việc này khiến cho vàng rất đáng giá và được ưa chuộng trong nhiều ứng dụng kỹ thuật cao và chế tạo trang sức.
Nhôm
Nhôm là một trong những kim loại dẫn nhiệt tốt nhất. Độ dẫn nhiệt của nhôm vào khoảng 250 W/mK, gần bằng đồng và gấp khoảng 2.5 lần thép. Do đó, nhôm thường được sử dụng trong những ứng dụng liên quan đến truyền nhiệt, chẳng hạn các thiết bị làm mát hay đun nấu.
Khả năng dẫn nhiệt của nhôm cũng khiến nó trở thành vật liệu quan trọng trong sản xuất những bộ phận của các thiết bị điện tử, do đó có thể giúp truyền nhiệt từ các bộ phận nóng tới bộ phận làm mát hoặc tới bộ phận khác được thiết kế để giải nhiệt.
Xem thêm : Thắp hương thần tài nên đốt mấy nén? Ý nghĩa?
Một lợi thế khác của nhôm với khả năng chuyển nhiệt là nhôm rất nhẹ, do đó nó thường được dùng trong các thiết bị y tế hay thiết bị y tế di động, nơi trọng lượng là yếu tố rất quan trọng.
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng nhôm có khả năng phản ứng với những chất hoá học, do đó cần được xử lý đúng cách trước khi dùng trong những ứng dụng có liên quan đến hóa chất.
Natri
Natri là một kim loại kiềm hoạt động và có khả năng dẫn nhiệt khá cao. Tuy nhiên, độ dẫn nhiệt của natri thấp hơn nhiều so với các kim loại khác, bao gồm cả kali và lithium.
Độ dẫn nhiệt của natri là khoảng 142 W/mK, thấp hơn bạc (406 W/mK), đồng (385 W/mK) và nhôm (250 W/mK). Do đó, trong những ứng dụng liên quan đến truyền nhiệt, natri thường không được dùng như một vật liệu dẫn nhiệt chính.
Mặc dù khả năng dẫn nhiệt không cao, nhưng natri vẫn là một kim loại quan trọng trong nhiều ứng dụng, bao gồm sản xuất những hợp chất hóa học và điện tử. Natri cũng được dùng trong các loại pin, trong đó nó thường được dùng để tạo ra các điện cực.
Ứng dụng của kim loại dẫn nhiệt
Kim loại dẫn nhiệt như đồng, bạc, nhôm, vàng và những kim loại khác đều có những tính chất và ứng dụng của kim loại trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Sau đây là một số ứng dụng phổ biến của kim loại dẫn nhiệt:
- Thiết bị gia dụng: những sản phẩm gia dụng như tủ lạnh,lò nướng, lò vi sóng cà máy giặt dùng các kim loại dẫn nhiệt để chuyển, giữ nhiệt và điều chỉnh nhiệt độ.
- Các thiết bị y tế: kim loại dẫn nhiệt được dùng trong các thiết bị y tế như máy chụp X-quang, máy siêu âm và những thiết bị giúp giảm đau.
- Các ứng dụng công nghiệp: kim loại dẫn nhiệt được dùng rộng rãi trong các công trình xây dựng, như vòi phun cứu hỏa và tường chống cháy. Kim loại cũng được dùng trong các thiết bị làm mát, ứng dụng điện tử, và những thiết bị sản xuất năng lượng.
- Các thiết bị in: các thiết bị in nhiệt và những loại máy in khác cũng cần sử dụng kim loại dẫn nhiệt như một phần quan trọng trong thiết kế.
- Trang sức: Vàng, bạc và những kim loại quý khác được dùng để chế tác các món trang sức do tính chất bền cùng hàm lượng màu sắc của chúng.
- Thiết bị điện tử: các bộ phận điện tử như mạch tích hợp hay cảm biến, và bộ xử lý đều sử dụng kim loại dẫn nhiệt để điều chỉnh nhiệt độ cũng như truyền nhiệt.
Kết luận
Với khả năng dẫn nhiệt tốt, những kim loại như đồng, nhôm, bạc hay vàng là những vật liệu vô cùng quan trọng trong nhiều lĩnh vực, từ công nghiệp cho đến gia dụng, y tế và thiết bị điện tử. Bên cạnh đó, những ứng dụng của kim loại dẫn nhiệt còn được tìm thấy trong nhiều lĩnh vực khác như trang sức hay thiết bị in.
Tuy nhiên, Thu Mua Phế Liệu Hòa Bình chỉ cần quý khách nhớ mỗi loại kim loại dẫn nhiệt tốt nhất thì cũng đều có đặc tính riêng và được dùng tùy thuộc vào mục đích cụ thể. Do đó, việc chọn dùng kim loại dẫn nhiệt phù hợp là rất quan trọng để bảo đảm hiệu quả và an toàn trong suốt quá trình sử dụng.
Nguồn: https://luatduonggia.edu.vn
Danh mục: Tổng hợp