Die Fähigkeit eines Objekts, elektrischen Strom zu leiten, wird als Leitfähigkeit bezeichnet. Verschiedene Metalle weisen unterschiedliche Leitfähigkeiten auf. Silber weist im Allgemeinen die beste Leitfähigkeit auf, gefolgt von Kupfer und Gold. Festkörperleitfähigkeit bezeichnet die Fernwanderung von Elektronen oder Ionen in einem Festkörper unter Einwirkung eines elektrischen Felds, üblicherweise eines Ladungsträgers, wie z. B.: ein Elektronenleiter, der Elektrizität hauptsächlich mit Elektronenträgern leitet; Leitfähigkeit des Wirts; und gemischte Leiter, die sowohl Trägerelektronen als auch Ionen aufweisen. Darüber hinaus werden einige elektrische Phänomene nicht durch Ladungsträgerwanderung, sondern durch Festkörperpolarisation verursacht, die durch ein elektrisches Feld verursacht wird, wie z. B. dielektrische Phänomene und dielektrische Materialien.
Metalle, Halbleiter, Elektrolyte, Schmelzelektrolyte und einige Nichtmetalle leiten grundsätzlich Strom. Die elektrische Leitfähigkeit von Nichtelektrolytobjekten hängt von der Anzahl der freien Elektronen in ihrer Atomhülle und ihrer Kristallstruktur ab. Metalle beispielsweise enthalten eine große Anzahl freier Elektronen, während die meisten Nichtmetalle aufgrund ihrer extrem geringen Anzahl freier Elektronen nur schwer Strom leiten. Diamanten besitzen aufgrund ihrer unterschiedlichen Kristallstruktur eine elektrische Leitfähigkeit. Elektrolyte leiten Strom, da beim Auflösen oder Schmelzen ionischer Verbindungen Anionen entstehen und somit Strom leiten.
Als leitfähiges Metall neben Silber wird Kupfer üblicherweise in wichtigen Kabeln und leitfähigen Platten verwendet. Je höher die Reinheit, desto besser die Leitfähigkeit.
Als poröses 3D-Strukturmaterial aus Kupfer als Rohmaterial gilt: Je besser die Qualität des Kupferschaums und je höher die Fertigungstechnologie, desto höher die Reinheit des Kupfers und desto besser die elektrische Leitfähigkeit.
Die elektrische Leitfähigkeit von Metallschaum hängt mit der elektrischen Leitfähigkeit des Metalls zusammen. Oftmals befinden sich auf der Oberfläche des Grundmetalls Oxide mit schlechter Leitfähigkeit, und in der porösen Struktur des Schaummetalls befinden sich viele schlechte Stromleiter. Daher ist die Leitfähigkeit des Schaummetalls nicht so gut wie die des Metalls selbst.
Im Hinblick auf die Abwägung von elektrischer Leitfähigkeit und dreidimensionaler poröser Struktur wurden verschiedene Modelle entwickelt, die beide Aspekte berücksichtigen. In der Anwendung kommen die Vorteile der dreidimensionalen porösen Struktur voll zum Tragen, obwohl die elektrische Leitfähigkeit nicht so gut ist wie die von massiven Kabeln und Blechen aus reinem Kupfer. Im Vergleich zu nicht-massivem reinem Kupfermaterial ist die elektrische Leitfähigkeit von Kupferschaum besser.
Veröffentlichungszeit: 11. April 2022
