Saf Titanyum, Bakır ve Paslanmaz Çelik Arasındaki Isıl ve Elektriksel İletkenlik Farkları
1. Isıl İletkenlik
Bakır: Yaygın metaller arasında yüksek ısı iletkenliği için bir referanstır. Saf bakırın oda sıcaklığında ısıl iletkenliği yaklaşık 401 W/(m·K)'dir. Bu mükemmel termal transfer kapasitesi, ısıyı hızla dağıtabildiği veya aktarabildiği için ısı eşanjörlerinde, radyatör tüplerinde ve elektronik cihaz ısı emicilerinde yaygın olarak kullanılmasını sağlar.
Paslanmaz çelik: Isı iletkenliği bakırınkinden çok daha düşüktür. Örnek olarak 304 paslanmaz çeliği (en yaygın kullanılan kalite) ele alırsak, oda sıcaklığındaki termal iletkenliği yalnızca yaklaşık 16,2 W/(m·K) olup, kabaca saf bakırın termal iletkenliğinin %4'üdür. Düşük ısı iletkenliği, paslanmaz çelikteki atomların düzenli düzenini bozan ve kafes titreşimleri ve serbest elektronlar yoluyla ısı transferini engelleyen alaşım elementlerinden (krom ve nikel gibi) kaynaklanmaktadır. Bu özellik, paslanmaz çeliği, mutfak pişirme kabı kulpları ve bazı endüstriyel ekipmanlardaki yüksek- sıcaklıktaki yapısal bileşenler gibi ısı yalıtımı veya yavaş ısı transferi gerektiren uygulamalar için uygun hale getirir.
Saf Titanyum: Isıl iletkenliği bakır ile paslanmaz çelik arasındadır ancak yine de bakırdan çok daha düşüktür. Oda sıcaklığında, saf titanyumun termal iletkenliği 21,9 W/(m·K) civarındadır; bu, saf bakırın yaklaşık %5,5'idir ve 304 paslanmaz çeliğinkinden biraz daha yüksektir. Titanyumun nispeten düşük ısı iletkenliği, ısı taşıyıcılarının hareketini kısıtlayan altıgen sıkı-paketlenmiş (HCP) kristal yapısıyla ilgilidir. Bu özellik, havacılık motor bileşenleri ve kimya endüstrisi ısı değişim ekipmanları gibi orta düzeyde ısı yalıtımı ve yapısal stabilitenin gerekli olduğu senaryolarda saf titanyumun uygulanmasına olanak tanır.
2. Elektriksel İletkenlik
Bakır: Saf bakır son derece yüksek bir elektrik iletkenliğine sahiptir; oda sıcaklığında yaklaşık 58 MS/m (metre başına megasiemens) elektrik iletkenliği ile metaller arasında gümüşten sonra ikinci sırada yer alır. Serbest elektron yoğunluğu yüksek ve elektron hareketliliği güçlü olduğundan tel, kablo ve elektrik kontak bileşenlerinin üretiminde ilk tercih olup, akım iletimi sırasında düşük enerji kaybı sağlar.
Paslanmaz çelik: Elektrik iletkenliği çok zayıftır. 304 paslanmaz çeliğin elektriksel iletkenliği oda sıcaklığında yalnızca yaklaşık 0,9 MS/m'dir; bu da saf bakırın %2'sinden azdır. Krom, nikel ve diğer alaşım elementlerinin eklenmesi, malzemede çok sayıda kafes kusuruna ve elektron saçılma merkezlerine neden olur ve bu da serbest elektronların akışını önemli ölçüde engeller. Bu düşük elektrik iletkenliği, paslanmaz çeliği bazı durumlarda elektriksel koruma ve anti-statik yapısal parçalar için ideal bir malzeme haline getirir.
Saf Titanyum: Elektrik iletkenliği de bakırınkinden çok daha düşüktür; oda-sıcaklığında elektrik iletkenliği yaklaşık 2,3 MS/m'dir, saf bakırın yaklaşık %4'ü kadardır ve 304 paslanmaz çeliğinkinden daha yüksektir. Titanyumun sınırlı elektrik iletkenliği, kristal yapısının elektronlar üzerindeki saçılma etkisinden kaynaklanmaktadır. Mühendislikte saf titanyum iletken bileşenler için nadiren kullanılır; bunun yerine, iletken olmayan yapısal uygulamalarda korozyon direnci ve yüksek-ağırlık- oranı nedeniyle değerlenir.
