Parmi les meilleurs métaux conducteurs d'électricité, on trouve : Le cuivre. L'argent. L'aluminium.
La résistance à la corrosion constitue l'un des principaux avantages du cuivre, en faisant le matériau idéal pour la tuyauterie de canalisation. Cette grande tenue permet une utilisation pour le transport des eaux et pour l'irrigation en milieu extérieur.
Le cuivre est largement utilisé dans une multitude d'applications en raison de sa résistance dans le temps, de sa maniabilité et de sa recyclabilité, et ces propriétés, alliées à une excellente conductivité, ont fait du cuivre un conducteur électrique idéal pour une utilisation dans les câbles électriques.
Le cuivre est le plus conducteur de ces deux métaux. Parmi les métaux purs courants, seul l'argent est plus conducteur, mais il est considérablement plus cher et bien moins solide.
La résistivité à 20°C du cuivre est de : 0,01724 Ω. mm²/m, (Lire ohm millimètres carrés par mètre).
Inconvénients d'une couverture en cuivre
Le cuivre est particulièrement lisse, il est donc impératif d'équiper la toiture de crochets d'arrêt neige dans les zones concernées. D'autre part, la pose de mâts, de gouttières et d'antennes doit répondre aux impératifs galvaniques de ce matériau.
Outre l'argent, le cuivre est le meilleur conducteur d'électricité. Le cuivre a une conductivité de 100 % et, grâce aux avancées technologiques modernes, il peut même atteindre une conductivité de 101 % par rapport à sa propre norme lorsque l'oxygène est supprimé.
A ce jour, Michael Schumacher détient la plupart des records de la Formule 1, à l'exception des records de précocité. En effet, avec 7 titres de champion du monde et 91 victoires en Grand Prix, l'allemand a largement contribué au succès de la Scuderia Ferrari (cinq titres mondiaux consécutifs de 2000 à 2004).
Le cuivre, avec une conductivité thermique de 380 W m−1 K−1 , est ainsi plus de 10 000 fois plus conducteur de la chaleur que le polyuréthane (0,023 W m−1 K−1 ).
Le cuivre, le fer et l'aluminium sont tous conducteurs ; c'est également le cas des matériaux appartenant comme eux à la famille des métaux. Tous les métaux sont conducteurs électriques. Tous les matériaux solides (à l'exception du graphite et des métaux) sont isolants électriques.
2) Matériaux conducteurs et matériaux isolants
Les métaux (aluminium, fer, cuivre, acier, or, argent) et le graphite sont de bons conducteurs électriques. Le bois, les matières plastiques, le verre et le papier sont des isolants.
Les caractéristiques mécaniques du métal pur sont moyennes ; elles le situent loin derrière l'acier, mais avant les métaux mous (zinc, plomb, étain). Sa dureté est 3 dans l'échelle de Mohs, la résistance à la traction est faible et l'allongement important.
Les inconvénients de l'aluminium
Un coût conséquent : Comparé au PVC ou au bois, l'aluminium est notablement plus cher à l'achat. Le différentiel varie le plus souvent de 1 à 3 en fonction des finitions choisies, et pour certaines fenêtres sur mesure de 1 à 10.
L'aluminium est extrêmement résistant à la corrosion dans les eaux très pures. Il est cependant très sensible à la corrosion galvanique lorsqu'il est couplé à d'autres métaux beaucoup plus nobles tels que le cuivre, le plomb, le nickel et l'étain.
L'aluminium ne contient pas de fer ou d'acier, il ne rouille donc pas, mais il est sujet à la corrosion lorsqu'il est exposé aux intempéries et à l'oxygène athmosphérique.
Le cuivre a une longévité très importante ; en effet, la durée de vie moyenne d'un tuyau en cuivre est de 20 ans mais s'il est entretenu correctement, il peut résister bien plus longtemps. Autres avantages non négligeables : il est solide et recyclable !
Les particularités du vert-de-gris
Il s'agit de l'oxydation du cuivre (et de ses différents alliages) au contact de l'humidité. Une couche de couleur bleu-vert se forme alors sur la surface ainsi altérée. Un contact prolongé avec le vert-de-gris peut être à terme nocif pour l'Homme.
La source la plus commune de minerai de cuivre est la chalcopyrite (CuFeS2) qui représente plus de 50 % de la production mais on le trouve également sous forme de sulfures dans la tétraédrite, la bornite et l'énargite et sous forme d'oxyde dans la cuprite et dans la malachite, l'azurite, la chalcocite.
Ces dernières années, il a été découvert que l'aluminium est la meilleure alternative au cuivre dans les transformateurs électriques, ceci pour plusieurs raisons : Poids spécifique nettement inférieur : l'aluminium pèse moins de la moitié du cuivre, même s'il présente une résistivité plus élevée.
La résistance est calculée avec la formule pratique : R=l÷57s. (ρ = 1,74 Ω·m à 15 C°). Voir aussi le cours sur la résistance et résistivité des conducteurs.
L'aluminium est un excellent conducteur de la chaleur et de l'électricité. La conductivité thermique de l'aluminium est utilisée dans de nombreuses applications d'évacuation de la chaleur, c'est-à-dire de refroidissement (comme les systèmes d'air conditionné dans les véhicules).