电器之友——导电金属
导电材料的广泛应用,为电器走进人民生活打下了坚实的基础。目前,我们所了解的金属,绝大多数有导电性。金属之所以能导电,原因在于金属的原子核外有自由电子存在,在有电压时自由电子带电后向电压的正极运动,电子的定向移动形成电流,这样,金属就把电流传导过去。
由于不同的金属原子,核外自由电子数量不同,这样的差异反映出不同金属导电性能的不同。
导电材料选择是有一定原则的。除了金属的导电性能,在生活生产中选择导电材料还会考虑很多要素。下面列举了金属的物理性质比较(表1)、常见金属的市场价格(表2)。
物理性质 | 物理性质比较 |
导电性(以银的导电性为100作标准) | |
熔点 |
表1:一些金属物理性质的比较
金属 | 金 | 银 | 锡 | 镍 | 铜 | 锌 | 铝 | 铅 |
价格(元/g) | 480 | 5.5 | 0.21 | 0.165 | 0.069 | 0.022 | 0.02 | 0.017 |
表2:常见金属材料的市场价格参考表
铝是一种重要的导电材料,特别在户外电力输送过程中,铝被选择作导体材料的概率最高,使用最广。另外,铝本身化学性质活泼,在常温下铝制品外部能与氧气反应生成一层致密的氧化铝保护膜,阻止内部金属继续被氧化。铜在家庭电路导线中应用广泛,而金、银等贵金属在电子元器件中的使用也比较普遍。
随着资源的不断开采,资源匮乏日趋严重,金属资源也存在类似的现象。为了让社会能够实现可持续发展,寻找代替品、研发新材料已经成为当今科技承担的重要课题。目前市场上已经实现开发和应用的新型导电材料有:导电塑料、导电纤维、砷化钠米带、石墨烯导电材料等等。新型材料共同优点是导电性能优越,并且能够实现个性化需求,但他们共同缺点是价格偏高,因此改革工艺,降低成本,实现“规模化”应用是我们亟待解决的实际问题。
依据短文内容,结合所学知识回答下列问题。
a.只有金属才能导电
b.目前,金、银不能作为导电材料
c.金属原子的核外电子只有在通电时才会运动