Metallisk trend: Om de termofysiske egenskaber ved kobber og dets legeringer

Det stigende behov for kobber

Kobber har en enestående elektrisk og Termisk ledningsevneVarmeledningsevne (λ med enheden W/(m-K)) beskriver transporten af energi - i form af varme - gennem et masselegeme som følge af en temperaturgradient (se fig. 1). Ifølge termodynamikkens anden lov strømmer varmen altid i retning af den laveste temperatur.termisk ledningsevne og rangerer lige efter sølv som en af de bedste ledere. En nyligt offentliggjort rapport fra S&P Global forudsiger, at det verdensomspændende behov for kobber frem til 2035 vil stige kraftigt og potentielt blive fordoblet fra 25 til 50 millioner tons i forhold til den nuværende situation. Yderligere undersøgelser illustrerer også en massiv stigning i indkøb af kobberlegeringer, som omfatter materialer som bronze, messing og andre legeringer. De bruges hovedsageligt inden for rumfart, maskinfremstilling og på markedet for industrikomponenter.

I dag er kobber også afgørende for moderne innovationer som f.eks. elektriske maskiner, bæredygtig energiinfrastruktur, elektroniske gadgets og avancerede køle- og varmeoverføringssystemer. Desuden bruges kobber i moderne bekvemmeligheder, herunder automatisering, robotteknologi, computerkraft og hurtig energitransmission.

Faktorer, der forstærker kobberforbruget

• Elektrisk infrastruktur: Kobbers elektriske ledningsevne og holdbarhed har gjort det til et foretrukket materiale til både husholdninger og industrielle elektriske systemer.
• Vedvarende energi: Overgangen til vedvarende energikilder indebærer en stigning i brugen af kobber, da sol- og vindenergisystemer kræver betydeligt mere kobber end traditionelle fossilt drevne systemer.
• Elbiler og -lastbiler: Voksende tilgængelighed og forbedrede batteriteknologier har allerede styrket salget af elektriske køretøjer. Da hver elbil og -lastbil bruger betydeligt mere kobber end konventionelle forbrændingsmotorer, tyder stigningen i produktionen af elbiler på en stigning i efterspørgslen efter kobber.
• Medicinsk behandling: Kobber bruges i vid udstrækning i medicinsk teknologi, ikke kun på grund af dets høje elektriske ledningsevne, som er meget vigtig for forskelligt medicinsk udstyr, men også på grund af dets naturlige antibakterielle egenskaber.

Termofysiske egenskaber for kobber og dets legeringer

De termofysiske egenskaber ved kobber og dets legeringer bidrager til deres udbredte anvendelse i forskellige industrier, herunder elektronik, elektroteknik, rumfart, bilindustrien og varmeoverførsel. Egenskaberne er også afgørende for teknisk design og materialevalg for at sikre optimal ydeevne i specifikke anvendelser.

Selvom de vigtigste egenskaber ved rent kobber allerede er kendt, er der stadig et stort behov for yderligere eksperimentel bestemmelse af de mekaniske, termodynamiske og termofysiske egenskaber ved dets legeringer og mellemliggende forbindelser samt kobber, der forekommer i specielle former som tynde film eller med forskellige kornstørrelser. (Figur 1)

Opdag, hvordan NETZSCH Analyzing & Testing kan hjælpe med at bestemme egenskaberne for kobberholdige legeringer!

For eksempel giver Laser Flash Analysis (LFA) hurtige og nøjagtige målinger af varmeledningsevnen for kobber og dets legeringer over et bredt temperaturområde. LFA kan også anvendes på tynde film og small prøver, hvilket er en fordel i moderne teknologiapplikationer, hvor kobber optræder i sådanne former. Her er det også muligt at bruge PicoTR/NanoTR Time Domain Reflectance Technology til særligt tynde film.

Læs vores applikationsnoter for at få mere at vide: