آیا فولاد رسانا است؟

تقریبا همه ما با فلزاتی که رسانایی الکتریکی دارند آشنایی داریم، زیرا به صورت مداوم و به شکل های مختلف در طول زندگی مان با آن ها سر و کار داشته ایم. معمولا زمانی که صحبت از رسانایی الکتریکی می شود، اغلب افراد فلزاتی مانند آهن، مس و یا طلا را به عنوان بهترین رساناهای الکتریکی می شناسند و در مورد رسانایی فولاد و سایر فلزات اطلاعات چندانی ندارند. در این زمینه باید بگوییم هر چند که بیشتر فلزات رسانا هستند، اما میزان رسانایی الکتریکی آن ها تفاوت های زیادی با یکدیگر دارد که با توجه به موارد مختلفی جنس فلز، درصد خلوص و.. آن مشخص می شود. چنانچه شما هم در مورد رسانایی فولاد کنجکاو شده اید، در ادامه همراه ما و این مقاله باشید.

آشنایی با ماده رسانا و علت رسانا بودن فلزات

پیش از هر چیز بد نیست بدانید که ماده رسانا در حقیقت به ماده ای گفته می شود که در آن الکترون ها بتوانند به راحتی از ذره ای به ذره دیگر منتقل شوند، به عبارت دیگر در این مواد بار الکتریکی روی سطح ماده جریان دارد. در همین زمینه فلزات نیز به علت داشتن الکترون های آزاد می توانند هدایت کننده جریان الکتریکی باشند.

رسانایی آهن

برای متوجه شدن رسانایی فولاد، ابتدا باید به آهن بپردازیم. زیرا همانطور که می دانید فولاد آلیاژی است که از ترکیب آهن با سایر فلزات مشتق شده و ویژگی های خاص خودش را دارد. در این باره آهن با عدد اتمی ۲۶ و نماد شیمیایی Fe به عنوان شناخته شده ترین فلز بر روی زمین شناخته می شود که با توجه به حضور در دسته بندی فلزات قطعا از رسانایی الکتریکی نیز برخوردار است.

از آنجایی که درصد رسانایی این فلز ۱۷ اعلام شده است، می توان گفت آهن علیرغم داشتن توانایی رسانایی الکتریکی، نمی تواند در انتقال جریان کاربردی باشد و معمولا به علت پایین بودن درصد رسانایی اش در قسمت های دیگری از صنعت مورد استفاده قرار می گیرد. بنابراین برخلاف تصور عمومی، آهن و شکل های مختلف آن مانند ورق آهنی و.. رسانایی الکتریکی بسیار بالایی نداشته و طبق بررسی ها آهن خالص با هدایت ۱۷ درصدی اش ، در میان ۱۲ فلز برتر رسانا در رتبه هشتم قرار گرفته است.

فولاد چیست و چه ویژگی هایی دارد؟

به طور کلی فولاد به انواع متفاوتی از آلیاژها گفته می شود که عنصر اصلی تشکیل دهنده آن ها آهن بوده و حدود 0002.0 تا ۱.۲ درصد وزنی آن را نیز کربن تشکیل داده است. فولاد خواص مختلفی دارد که از طریق تغییر درصد عناصر آلیاژی، کربن و همچنین عملیات های حرارتی قابل کنترل است. از انواع مختلف فولاد می توان به فولادهای کربنی، ضد زنگ، آلیاژی و.. اشاره کرد که هر کدام از آن ها در بخش های خاصی مورد استفاده قرار می گیرند.

علاوه بر آن، این محصولات به دسته بندی های دیگری مانند ورق st52 و st37 و.. نیز تقسیم می شوند که عمدتا از نظر ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی با یکدیگر متفاوت اند. به عنوان نمونه در بخش هایی که سایش و نیروی زیاد وجود دارد، به جای انواع معمولی از فولاد یاتاقان استفاده می شود که در صنایع گوناگون کاربردهای گسترده ای دارد. از مهم ترین ویژگی های فولاد هم می توانیم به هدایت گرمایی خوب، دوام بالا، ضد زنگ، ضد خوردگی، انعطاف پذیری، شکل پذیری بالا و.. اشاره کنیم.

آیا فولاد رسانا است؟

پس از آشنایی با ویژگی های این فلز، صحبت از رسانایی فولاد به میان می آید که بسیاری از افراد در مورد آن اطلاعات دقیقی ندارند. ابتدا از آنجایی که فولاد آلیاژی از آهن به شمار می رود، پس هدایت کننده جریان الکتریکی است که معمولا به عنوان روکشی برای سایر رساناهای الکتریکی استفاده می شود. اگر درباره میزان دقیق رسانایی الکتریکی فولاد کنجکاو شده اید، این فلز در انواع ضد زنگ یا گالوانیزه، با درصد رسانایی بین ۳ تا ۱۵ در رتبه ۱۱ ام لیست قرار گرفته است.

همانطور که خودتان هم متوجه شده اید، درصد رسانایی این فلز نسبت به آهن کمتر می باشد، اما به هر حال تا حدی از قابلیت هدایت جریان برخوردار است. جالب است بدانید هر چقدر که درصد کربن فولاد کمتر باشد، رسانایی آن نیز بیشتر خواهد بود، به عنوان نمونه ورق ST52 به علت آنکه در مقایسه با سایر فولادهای کربنی از درصد کربن پایین تری برخوردار است، رسانایی الکتریکی بیشتری دارد.

آیا ناخالصی روی رسانایی فولاد اثر گذار است؟

وجود ناخالصی یا افزودن اتم های ناخالص به فلز نه تنها روی رسانایی فولاد اثر دارد، بلکه رسانایی الکتریکی سایر فلزات را نیز کاهش می دهد. علت اصلی این موضوع به کاهش تحرک پذیری الکترون ها باز می گردد. جالب است بدانید که حتی اگر ناخالصی اضافه شده به فلز بسیار کم باشد، اثر بسیار بزرگی روی رسانایی خواهد داشت. بنابراین درصد خلوص فولاد و همچنین عناصر به کار رفته در آن در رسانایی این فلز بسیار موثر خواهند بود.

بیشتر بخوانید: عملیات حرارتی چیست؟

چه عواملی روی رسانایی فولاد اثر گذارند؟

برخی فاکتورها و مولفه های مختلف هستند که می توانند رسانایی الکتریکی فولاد و سایر فلزها را تحت تاثیر قرار دهند، به عبارت ساده تر فلزات در شرایط و موقعیت های گوناگون در صورتی که تحت تاثیر یک سری عوامل خاص قرار بگیرند، رسانایی الکتریکی کمتر یا بیشتری از خودشان نشان خواهند داد. از جمله مهم ترین عوامل تاثیر گذار بر رسانایی فولاد و سایر فلزها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

. میدان های الکتریکی گوناگون

. فرکانس

. ناخالصی فلز

. دمای محیط

. دمای فلز

کلام پایانی

همانطور که گفته شد، بیشتر فلزات شناخته شده دارای رسانایی الکتریکی هستند که فولاد نیز از این قاعده مستثنی نیست. رسانایی فولاد بر اساس عناصر به کار رفته و همچنین نسبت آن ها به یکدیگر متغیر است، اما به طور کلی و در مقایسه با فلز شناخته شده ای مانند آهن، قابلیت هدایت کمتری دارد. در نهایت امیدواریم که مطالب گفته شده برای شما کاربردی بوده باشد.