शुद्ध टाइटेनियम, तांबा और स्टेनलेस स्टील

शुद्ध टाइटेनियम, कॉपर और स्टेनलेस स्टील के बीच थर्मल और विद्युत चालकता में अंतर

1. तापीय चालकता

ताँबा: यह सामान्य धातुओं के बीच उच्च तापीय चालकता के लिए एक बेंचमार्क है। कमरे के तापमान पर शुद्ध तांबे की तापीय चालकता लगभग 401 W/(m·K) होती है। यह उत्कृष्ट थर्मल ट्रांसफर क्षमता इसे हीट एक्सचेंजर्स, रेडिएटर ट्यूब और इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस हीट सिंक में व्यापक रूप से उपयोग करती है, क्योंकि यह तेजी से गर्मी को नष्ट या स्थानांतरित कर सकती है।

स्टेनलेस स्टील: इसकी तापीय चालकता तांबे की तुलना में बहुत कम है। एक उदाहरण के रूप में 304 स्टेनलेस स्टील (सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला ग्रेड) लेते हुए, कमरे के तापमान पर इसकी तापीय चालकता केवल 16.2 W/(m·K) है, जो शुद्ध तांबे की तापीय चालकता का लगभग 4% है। कम तापीय चालकता स्टेनलेस स्टील में मिश्र धातु तत्वों (जैसे क्रोमियम और निकल) के कारण होती है, जो परमाणुओं की नियमित व्यवस्था को बाधित करती है और जाली कंपन और मुक्त इलेक्ट्रॉनों के माध्यम से गर्मी हस्तांतरण को बाधित करती है। यह गुण स्टेनलेस स्टील को थर्मल इन्सुलेशन या धीमी गर्मी हस्तांतरण की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है, जैसे कि रसोई के कुकवेयर हैंडल और कुछ औद्योगिक उपकरणों में उच्च तापमान वाले संरचनात्मक घटक।

शुद्ध टाइटेनियम: इसकी तापीय चालकता तांबे और स्टेनलेस स्टील के बीच है लेकिन तांबे की तुलना में अभी भी बहुत कम है। कमरे के तापमान पर, शुद्ध टाइटेनियम की तापीय चालकता लगभग 21.9 W/(m·K), शुद्ध तांबे की लगभग 5.5% और 304 स्टेनलेस स्टील की तुलना में थोड़ी अधिक है। टाइटेनियम की अपेक्षाकृत कम तापीय चालकता इसके हेक्सागोनल क्लोज्ड (एचसीपी) क्रिस्टल संरचना से संबंधित है, जो ताप वाहकों की गति को प्रतिबंधित करती है। यह विशेषता शुद्ध टाइटेनियम को उन परिदृश्यों में लागू करने की अनुमति देती है जहां मध्यम थर्मल इन्सुलेशन और संरचनात्मक स्थिरता की आवश्यकता होती है, जैसे एयरोस्पेस इंजन घटक और रासायनिक उद्योग हीट एक्सचेंज उपकरण।

2. विद्युत चालकता

ताँबा: शुद्ध तांबे में अत्यधिक उच्च विद्युत चालकता होती है, कमरे के तापमान पर लगभग 58 MS/m (मेगासिमेंस प्रति मीटर) की विद्युत चालकता होती है, जो धातुओं में चांदी के बाद दूसरे स्थान पर है। इसका मुक्त इलेक्ट्रॉन घनत्व उच्च है और इलेक्ट्रॉन गतिशीलता मजबूत है, इसलिए यह तारों, केबलों और विद्युत संपर्क घटकों के निर्माण के लिए पहली पसंद है, जो वर्तमान संचरण के दौरान कम ऊर्जा हानि सुनिश्चित करता है।

स्टेनलेस स्टील: इसकी विद्युत चालकता बहुत खराब है। 304 स्टेनलेस स्टील की विद्युत चालकता कमरे के तापमान पर केवल 0.9 एमएस/एम है, जो शुद्ध तांबे के 2% से भी कम है। क्रोमियम, निकल और अन्य मिश्र धातु तत्वों के जुड़ने से सामग्री में बड़ी संख्या में जाली दोष और इलेक्ट्रॉन बिखरने वाले केंद्र उत्पन्न होते हैं, जो मुक्त इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह में काफी बाधा डालते हैं। यह कम विद्युत चालकता स्टेनलेस स्टील को कुछ मामलों में विद्युत परिरक्षण और विरोधी स्थैतिक संरचनात्मक भागों के लिए एक आदर्श सामग्री बनाती है।

शुद्ध टाइटेनियम: इसकी विद्युत चालकता तांबे की तुलना में बहुत कम है, कमरे के तापमान पर लगभग 2.3 MS/m की विद्युत चालकता, शुद्ध तांबे की लगभग 4% और 304 स्टेनलेस स्टील की तुलना में अधिक है। टाइटेनियम की सीमित विद्युत चालकता इलेक्ट्रॉनों पर इसकी क्रिस्टल संरचना के प्रकीर्णन प्रभाव के कारण होती है। इंजीनियरिंग में, शुद्ध टाइटेनियम का उपयोग प्रवाहकीय घटकों के लिए शायद ही कभी किया जाता है; इसके बजाय, इसे गैर-प्रवाहकीय संरचनात्मक अनुप्रयोगों में इसके संक्षारण प्रतिरोध और उच्च शक्ति {{6}से {7}वजन अनुपात के लिए महत्व दिया जाता है।