چرا نقره رساناترین فلز جهان است؟
شمش نقره رساناترین فلز جهان
نقره از فلزات گرانبهایی است که به سبب خاصیت های منحصر به فردش، در صنایع گوناگون جایگاه ویژه ای را به خود اختصاص داده است. اما از مهم ترین ویژگی های آن، باید به خاصیت رسانایی بالای این فلز اشاره داشت. در واقع این ویژگی، به دلیل ساختار اتمی خاص شمش نقره می باشد. در ساختار نقره، الکترون های آزاد قابلیت حرکت دارند و می توانند موجب انتقال جریان الکتریکی با کمترین میزان مقاومت شوند. این خاصیت نقره موجب شده تا امروزه در صنایع الکترونیکی و ارتباطی، نقره کاربرد گسترده ای داشته باشد.
کاربرد شمش نقره در صنایع الکترونیکی، به خاطر میزان مقاومت الکتریکی کمتر آن نسبت به سایر فلزات مثل مس و طلا می باشد. این امر موجب می گردد که تولیدکنندگان در تولید برخی قطعات مانند پردازشگرها که از قطعات الکترونیکی حساس هستند نیز، از نقره استفاده نمایند. با توجه به تحقیقات انجام شده نقره حدود ۶۳ درصد بیشتر از مس، قابلیت انتقال جریان برق را دارد. به همین علت هم در صنعت تولید پردازشگرها، از نقره برای تولید تراشه های کامپیوتری استفاده می کنند تا بتوانند سرعت انتقال داده ها را افزایش دهند.
ویژگی های شمش نقره
شمش نقره با دارا بودن خصوصیات منحصر به فرد، از دیرباز یک ماده ضروری برای صنعت فناوری های دیجیتال بوده است. نقره نقش مهمی در قدرت بخشیدن به کالاهای دیجیتال مانند گوشی های هوشمند و لپ تاپ ها دارد. شمش نقره، وظیفه کلیدی در صنعت الکترونیک ایفا می کند و تضمین می نماید که انواع محصولات با پردازشگرهای قوی، می توانند به طور یکپارچه کار کنند. اما ویژگی هایی که باعث می شوند شمش نقره در صنایع مختلف کاربرد داشته باشند، عبارتند از:
ساختار بلوری شکل:
از لحاظ ساختار، شمش نقره دارای ساختاری متفاوت با سایر فلزات است. ساختار این نوع فلز، بلوری مکعبی مرکزدار می باشد که همین ساختار سبب می شود تا الکترون های آزاد به راحتی در این فلز حرکت داشته باشند. ضمن اینکه این خصوصیت، موجب بیشتر شدن میزان چگالی الکترون ها گردیده و افزایش رسانای الکتریکی را به دنبال دارد.
درصد خلوص:
شمش های نقره اغلب با خلوص ۹۹ درصد تولید می گردند، که همین امر منجر می شود تا در صنایع متعدد ارزش استفاده کردن داشته باشند. لازم است بدانید که هر چه درصد خلوص نقره بالاتر باشد، قطعاً میزان رسانایی آن بیشتر خواهد بود.
میزان رسانایی:
نقره در گروه بهترین رساناهای الکتریسیته قرار می گیرد. همچنین این نوع فلز از کاربردی ترین نوع رساناهای حرارتی در بین انواع فلزات مختلف نیز است. بالا بودن رسانای الکتریکی و حرارتی شمش نقره باعث می شود تا در صنایع الکترونیکی، این فلز جزء ایده آل ترین گزینه ها باشد.
مقاومت در برابر اکسیداسیون:
باید بدانید که شمش نقره نسبت به سایر فلزات، در مقابل اکسیداسیون مقاومت بالاتری دارد. اما ذکر این نکته ضروری است که گاهی قرار گرفتن نقره در مقابل سولفیدها، موجب تغییر رنگ آن می شود.
مقایسه رسانایی نقره با سایر فلزات
رسانای الکتریکی معیاری است که نشان می دهد، جریان الکتریکی چگونه می تواند از یک ماده معین عبور کند. هر چه آن ماده معین رساناتر باشد، با عبور جریان از نقطه ای به نقطه دیگر الکتریسیته کمتری را از دست می دهد. بنابراین هر چه میزان رسانای الکتریکی بیشتر باشد، قطعاً انتقال جریان الکتریسیته با سرعت بیشتری انجام می گردد.
نقره
نقره عالی ترین رسانای الکتریسیته می باشد؛ به این خاطر که دارای مقدار بسیار زیادی از اتم های متحرک یا همان الکترون های آزاد می باشد. برای اینکه یک ماده رسانایی خوبی داشته باشد، الکتریسیته عبوری از آن باید موجب به حرکت درآوردن الکترون ها گردد. هر چه میزان الکترون های آزاد در یک فلز بیشتر باشند، رسانای آن هم افزایش پیدا می کند. شمش نقره میزان رسانایی الکتریکی بسیار بالایی دارد. اما به دلیل اینکه نسبت به سایر رساناهای الکتریکی مانند مس کمیاب تر و گرانتر است، معمولا برای تجهیزات تخصصی تر و پردازشگرها مورد استفاده قرار می گیرد.
مس
مس از نمونه عناصری است که میزان رسانایی پایین تری نسبت به فلزاتی مانند نقره دارد. اما از لحاظ قیمتی ارزان تر می باشد؛ به همین دلیل هم به عنوان یک رسانای موثر در تولید لوازم خانگی استفاده می شود. البته برای افزایش جریان الکتریسیته، اکثر سیم های مسی را با روکش مخصوص می پوشانند و هسته های الکترومغناطیس آن معمولاً با سیم های مسی پیچیده می شوند.
آلومینیوم
آلومینیوم می تواند موجب هدایت الکتریسیته شود، اما به خوبی مس و شمش نقره رسانای الکتریکی نیست. معمولاً آلومینیوم در اتصالات الکتریکی یک سطح اکسیدی مقاوم در مقابل جریان الکتریکی ایجاد می کند که این امر می تواند منجر به گرم شدن بیش از حد اتصالات گردد.
روی
روی، نوعی عنصر فلزی خاکستری است که عدد اتمی آن ۳۰ می باشد. این نوع فلز در دمای معمولی حالت شکننده دارد، اما با رسیدن به دمای ۱۰۰ درجه سانتیگراد انعطاف پذیر و چکش خوار می شود. چکش خواری به این معنی است که می توان آن را خم نمود و بدون اینکه بشکند، به آن شکل داد. ضمن اینکه روی، یک رسانا نسبتا خوب الکتریسیته است اما نسبت به نقره و مس رسانایی کمتری دارد.
نقش شمش نقره در توسعه هوش مصنوعی
شمش نقره یکی از مهمترین محصولاتی است که در طی چندین سال اخیر، در توسعه فناوری های هوش مصنوعی تاثیر زیادی گذاشته است. نقره فلزی نسبتا نرم با چگالی بالا است و زمانی که جلا داده می شود، رسانای آن نسبت به سایر فلزات افزایش پیدا می کند. این امر موجب می شود تا به طور موثر، برق و گرما را منتقل نماید. به سبب انتقال موثر الکتریسیته و حرارت، نقره جزء بسیار ضروری در بخش فناوری و صنعت شده است.
با توجه به اینکه مراکز داده های هوش مصنوعی در مقایسه با مراکز داده های سنتی برای اجرای الگوریتم ها به انرژی بیشتری نیاز دارند، باید از رساناهایی استفاده نمود که انرژی بالاتری تولید کنند. به همین دلیل هم امروزه تقاضای خرید شمش نقره برای تولید کنتاکت های الکتریکی در سیستم توزیع و انتقال نیرو، ترانسفورماتورها، رله ها و خازن ها به طرز چشمگیری افزایش پیدا نموده است. استفاده از نقره در تولید این قطعات نه تنها به بهبود عملکرد دستگاه ها کمک می کند، بلکه موجب کاهش مصرف انرژی و افزایش طول عمر قطعات نیز می شود.
کاربرد شمش نقره در صنعت پردازشگرها
در واقع پردازشگرها، اصلی ترین قسمت در تمامی دستگاه های الکترونیکی محسوب می شوند. از گوشی های هوشمند گرفته تا لپ تاپ های شخصی تماماً به پردازشگرهای نیاز دارند که قدرتمند باشند. به همین دلیل هم امروزه اغلب شرکت های تولید کننده پردازشگر، از شمش نقره برای تولید قطعات الکترونیکی با قدرت بالا استفاده می کنند. به هنگام تولید پردازشگر، نقره جهت به وجود آوردن اتصالات داخلی و همچنین منتقل نمودن سیگنال های الکتریکی کاربرد دارد. استفاده از نقره باعث می شود تا سرعت انتقال داده ها بیشتر شده و پردازشگر عملکرد بهتری داشته باشد.
کلام پایانی
به دلیل اینکه نقره جزء رساناترین فلزات جهان محسوب می شود، در بیشتر صنایع نقش موثری را بر عهده دارد. امروزه شمش نقره بیشتر در تولید قطعات پردازشگرها و برخی قطعات در سیستم های سخت افزاری هوش مصنوعی استفاده می شود. دلیل استفاده از آن، سطح بالای رسانای الکتریکی نقره است که موجب می شود پردازشگرها با سرعت و دقت بالایی داده ها را انتقال دهند. تحولات سریع در رشد فناوری های نوین، موجب افزایش اهمیت نقره در آینده نه چندان دور خواهد شد و این فلز به یکی از مهم ترین ارکان در تحولات فناوری تبدیل می شود.