Električna prevodnost
Tudi: konduktivnost, specifična prevodnost, električna konduktivnost
Električna prevodnost opisuje, kako dobro material prevaja električni tok, in je pri plemenitih kovinah pomembna kakovostna značilnost za industrijske uporabe.
Električna prevodnost (formulni znak: σ, enota: siemens na meter, S/m) pove, kako zlahka lahko električni nosilci naboja – v kovinah so to prosto gibljivi elektroni – tečejo skozi material. Višja kot je vrednost, manjši je upor, ki ga material nudi toku. Za srebro in baker je ta lastnost industrijsko izjemnega pomena.
Fizikalno ozadje
Recipročna vrednost prevodnosti je specifična električna upornost ρ (enota: ohm·meter, Ω·m). Obe količini sta povezani z naslednjo zvezo:
σ = 1 / ρ
V kovinah kristalna mreža razpršuje prevodne elektrone. Zvišana temperatura, napake v mreži in tuji atomi (sestavine zlitine) to razprševanje krepijo in znižujejo prevodnost. Čista, enokristalna kovina ima zato vedno višjo prevodnost kot zlitina iste osnovne kovine.
Prevodnost najpomembnejših plemenitih kovin v primerjavi
| Kovina | σ (× 10⁶ S/m) | Uvrstitev | Tipična uporaba |
|---|---|---|---|
| Srebro (Ag) | 63,0 | 1 (vse kovine) | prevodne poti, kontakti, sončne celice |
| Baker (Cu) | 59,6 | 2 | kabli, vezja, transformatorji |
| Zlato (Au) | 45,2 | 3 | vtični priključki, žice za bondiranje, mikroprocesorji |
| Aluminij (Al) | 37,7 | – | visokonapetostni vodi |
| Paladij (Pd) | 9,5 | – | kontakti vtičev, katalizatorji |
| Platina (Pt) | 9,4 | – | temperaturni senzorji (PT100/PT1000) |
Srebro vodi lestvico vseh kovin – okoliščina, ki ceno srebra delno podpira z industrijskim povpraševanjem. Baker je kljub nekoliko nižji prevodnosti najbolj uporabljen prevodni material, ker je bistveno cenejši in bolj razpoložljiv. Zlato v elektroniki ne prepriča z vrhunsko prevodnostjo, temveč s svojo izjemno odpornostjo proti koroziji – pozlačeni kontakti ne oksidirajo in ostajajo trajno zanesljivi.
Vpliv temperature in zlitine
- Temperaturna odvisnost: kovine z naraščajočo temperaturo slabše prevajajo (pozitiven temperaturni koeficient). Pri 0 °C je prevodnost bakra približno 12 % višja kot pri 25 °C.
- Učinek zlitine: sterling srebro (92,5 % Ag, 7,5 % Cu) ima v primerjavi s čistim srebrom za približno 55 % zmanjšano prevodnost (pribl. 28 namesto 62 MS/m). Za visokoprecizne prevodne poti se zato daje prednost čistemu srebru (≥ 999/1000).
- Kriogeno območje: številne kovine postanejo pri zelo nizkih temperaturah superprevodne (σ → ∞); zlato in baker pa ne – ostajata običajna prevodnika.
Pomen za industrijo in trg plemenitih kovin
Približno 50 % svetovnega povpraševanja po srebru odpade na industrijske uporabe, med njimi srebrne paste za fotovoltaiko, spajke in električne kontakte. Ta osnovna potreba daje ceni srebra stabilno industrijsko komponento povpraševanja, neodvisno od naložbenega interesa. Zlato se kot tanka plast (žice za bondiranje, vtični priključki) uporablja v polprevodniški industriji, ker njegova zaščita pred oksidacijo zanesljivo deluje več desetletij.
Trenutno talilno vrednost svojih srebrnih ali zlatih zalog lahko določite z našim kalkulatorjem talilne vrednosti.
Na kratko
Srebro je električno najbolj prevodna med vsemi kovinami in zato igra ključno vlogo v elektronski in sončni industriji. Zlato v aplikacijah z visoko zanesljivostjo prepriča z odsotnostjo oksidacije, ne z vrhunsko prevodnostjo. Prevodnost pada z naraščajočo temperaturo in z vsakim dodatkom zlitine – čistost se električno izplača.