تُسمى قدرة الجسم على تمرير تيار كهربائي بالتوصيل. تختلف موصليات المعادن المختلفة، وعادةً ما تتمتع الفضة بأفضل موصلية، يليها النحاس والذهب. يشير التوصيل في الحالة الصلبة إلى انتقال الإلكترونات أو الأيونات لمسافات طويلة في مادة صلبة تحت تأثير مجال كهربائي، عادةً ما يكون حامل شحنة، مثل: موصل الإلكترونات، الذي يوصل الكهرباء بشكل رئيسي باستخدام حاملات الإلكترونات؛ وموصلية الجسم المضيف؛ والموصلات المختلطة، التي تحتوي على كل من حاملات الإلكترونات والأيونات. بالإضافة إلى ذلك، لا تنتج بعض الظواهر الكهربائية عن انتقال حاملات الشحنة، بل عن استقطاب المواد الصلبة الناتج عن المجال الكهربائي، مثل الظواهر العازلة والمواد العازلة.
بشكل عام، تستطيع المعادن، وأشباه الموصلات، والإلكتروليتات، والإلكتروليتات المنصهرة، وبعض اللافلزات، توصيل الكهرباء. تعتمد الموصلية الكهربائية للأجسام غير الكهربية على عدد الإلكترونات الحرة في غلافها الخارجي الذري وبنيتها البلورية. على سبيل المثال، تحتوي المعادن على عدد كبير من الإلكترونات الحرة، ومعظم اللافلزات يصعب عليها توصيل الكهرباء نظرًا لقلة عددها. يتميز الماس بموصلية كهربائية، وهي مرتبطة باختلاف بنيته البلورية. أما الإلكتروليتات، فهي موصلة للكهرباء لأن الأنيونات تتشكل عند ذوبان المركبات الأيونية أو صهرها، وبالتالي فهي موصلة للكهرباء.
النحاس، كونه معدنًا موصلًا غير الفضة، يُستخدم عادةً في الكابلات والألواح الموصلة المهمة. كلما زادت نقائه، زادت موصليته.
باعتبارها مادة هيكلية مسامية ثلاثية الأبعاد مصنوعة من النحاس كمادة خام، كلما كانت جودة رغوة النحاس أفضل وكلما ارتفعت تكنولوجيا التصنيع، زادت نقاء النحاس، وتحسنت الموصلية الكهربائية وفقًا لذلك.
ترتبط الموصلية الكهربائية للرغوة المعدنية بالموصلية الكهربائية للمعدن الخام. في كثير من الأحيان، توجد أكاسيد ذات موصلية ضعيفة على سطح المعدن الأساسي، ويوجد الكثير من الموصلات الكهربائية الرديئة في البنية المسامية للمعدن الرغوي، لذا فإن موصلية المعدن الرغوي ليست بجودة موصلية المعدن الخام.
في سياق الموازنة بين التوصيل الكهربائي والبنية المسامية ثلاثية الأبعاد، طُوّرت عدة نماذج تأخذ كليهما في الاعتبار. في التطبيق، على الرغم من أن التوصيل الكهربائي ليس بجودة كابلات وصفائح النحاس النقي الصلب، إلا أن مزايا البنية المسامية ثلاثية الأبعاد تُبرز بكاملها. مقارنةً بمواد النحاس النقي غير الصلبة، تتميز رغوة النحاس بالتوصيل الكهربائي بشكل أفضل.
وقت النشر: ١١ أبريل ٢٠٢٢
