La conductividad en los metales es una medida de la capacidad de un material para transmitir calor o electricidad (o sonido). El recíproco de la conductividad es la resistencia, o la capacidad de reducir el flujo de aquellos.
La comprensión de la tendencia de un material a conducir puede ser un factor crítico en la selección de ese material para una aplicación determinada. Evidentemente, algunos materiales se eligen porque conducen fácilmente la electricidad (como los cables, por ejemplo) o el calor (como las aletas o los tubos de un radiador o intercambiador de calor). Para otras aplicaciones (como el aislamiento), los materiales se seleccionan porque específicamente no conducen muy bien.
Los metales puros tienden a proporcionar la mejor conductividad. En la mayoría de los metales, la existencia de impurezas restringe el flujo de electrones. Por tanto, en comparación con los metales puros, los elementos que se añaden como agentes de aleación podrían considerarse «impurezas». Por ello, las aleaciones tienden a ofrecer menos conductividad eléctrica que el metal puro. Si se requieren diferentes propiedades proporcionadas por la aleación (para una dureza o resistencia adicional, por ejemplo) es importante elegir las adiciones de aleación que no afecten significativamente a la conductividad si ésta también es importante.
Los metales conducen la electricidad permitiendo el movimiento de electrones libres entre los átomos. Estos electrones no están asociados a un solo átomo o a un enlace covalente. Dado que las cargas similares se repelen, el movimiento de un electrón libre dentro de la red desplaza a los del átomo siguiente, y el proceso se repite, moviéndose en la dirección de la corriente, hacia el extremo cargado positivamente.
La conductividad térmica es similar a la eléctrica en el sentido de que excitar los átomos de una sección funciona para excitar y hacer vibrar los átomos adyacentes. Ese movimiento o energía cinética – no muy diferente a frotarse las manos para calentarse – permite que el calor se mueva a través del metal. Las aleaciones, que son una combinación de diferentes elementos metálicos, suelen ofrecer un nivel de conductividad térmica inferior al de los metales puros. Los átomos de diferente tamaño o peso atómico vibran a un ritmo diferente, lo que cambia el patrón de conductividad térmica. Si hay menos transferencia de energía entre los átomos, hay menos conductividad.
La plata y el cobre puros ofrecen la mayor conductividad térmica, y el aluminio menos. Los aceros inoxidables ofrecen una baja conductividad térmica. Algunos materiales, como el cobre, conducen fácilmente tanto el calor como la electricidad. Mientras que otros, como el vidrio, conducen el calor pero no la electricidad.
Como hemos señalado antes, la selección del metal para cualquier aplicación probablemente implique compensaciones. Por ejemplo, consideremos la elección del metal en los utensilios de cocina. Mientras que el aluminio es un buen conductor del calor, el cobre es mejor conductor y proporciona una cocción más rápida y uniforme, si lo que se busca es una comida rápida. Pero el cobre es mucho más caro. Por eso todos los utensilios de cocina, excepto los de gama alta, están hechos de aluminio, o de aluminio con un revestimiento (el aluminio es reactivo a los alimentos salados y ácidos), y no del cobre, que es más caro. El cobre con un revestimiento de acero inoxidable sería otra opción.
Como en la mayoría de estas aplicaciones, el metalúrgico de su barrio puede ayudarle a tomar una decisión rentable sobre la selección de la aleación – para la conductividad o casi cualquier otro rendimiento deseado.