21.08.2023 by Aileen Sammler, Dr. Dmitry Sergeev
Tendencia Metálica: Acerca de las propiedades termofísicas del cobre y sus aleaciones
El cobre presenta una excepcional Conductividad eléctrica (SBA)La conductividad eléctrica es una propiedad física que indica la capacidad de un material para permitir el transporte de una carga eléctrica.conductividad eléctrica y térmica, situándose justo por detrás de la plata como uno de los mejores conductores. Los estudios ilustran un aumento masivo del aprovisionamiento de cobre y aleaciones de cobre, que incluye materiales como el bronce, el latón y otras aleaciones. Se utilizan principalmente en los mercados aeroespacial, de fabricación de maquinaria y de componentes industriales.
La creciente necesidad de cobre
El cobre presenta una Conductividad eléctrica (SBA)La conductividad eléctrica es una propiedad física que indica la capacidad de un material para permitir el transporte de una carga eléctrica.conductividad eléctrica y térmica excepcional, situándose justo por detrás de la plata como uno de los mejores conductores. Un informe publicado recientemente por S&P Global predice que, hasta 2035, las necesidades mundiales de cobre podrían experimentar un aumento, duplicándose potencialmente con respecto a su estado actual, pasando de 25 a 50 millones de toneladas métricas. Otros estudios también ilustran un aumento masivo en el abastecimiento de aleaciones de cobre, que incluyen materiales como el bronce, el latón y otras aleaciones. Se utilizan principalmente en los mercados aeroespacial, de fabricación de maquinaria y de componentes industriales.
Hoy en día, el cobre también es fundamental para innovaciones contemporáneas como la maquinaria eléctrica, las infraestructuras energéticas sostenibles, los aparatos electrónicos y los sistemas avanzados de refrigeración y transferencia de calor. Además, el cobre se utiliza en las comodidades modernas, como la automatización, la robótica, la potencia de cálculo y la transmisión rápida de energía.
Factores que amplifican el consumo de cobre
- Infraestructura eléctrica: La Conductividad eléctrica (SBA)La conductividad eléctrica es una propiedad física que indica la capacidad de un material para permitir el transporte de una carga eléctrica.conductividad eléctrica y la durabilidad del cobre lo han convertido en el material preferido para los sistemas eléctricos domésticos e industriales.
- Energías renovables: La transición a las fuentes de energía renovables implica un aumento del uso del cobre, ya que los sistemas de energía solar y eólica requieren mucho más cobre que los sistemas tradicionales alimentados con combustibles fósiles.
- Coches y camiones eléctricos: La creciente accesibilidad y la mejora de las tecnologías de baterías ya han impulsado las ventas de vehículos eléctricos. Como cada coche y camión eléctrico utiliza bastante más cobre que los motores de combustión convencionales, el aumento de la producción de vehículos eléctricos sugiere un incremento de la demanda de cobre.
- Atención médica: El cobre se utiliza ampliamente en la tecnología médica no sólo por su alta Conductividad eléctrica (SBA)La conductividad eléctrica es una propiedad física que indica la capacidad de un material para permitir el transporte de una carga eléctrica.conductividad eléctrica, muy importante para diferentes dispositivos médicos, sino también por sus propiedades antibacterianas naturales.
Propiedades termofísicas del cobre y sus aleaciones
Las propiedades termofísicas del cobre y sus aleaciones contribuyen a su uso generalizado en diversas industrias, como la electrónica, la ingeniería eléctrica, la aeroespacial, la automoción y las aplicaciones de transferencia de calor. Las propiedades también son cruciales en el diseño de ingeniería y la selección de materiales para garantizar un rendimiento óptimo en aplicaciones específicas.
Aunque ya se conocen las principales propiedades del cobre puro, sigue habiendo una gran necesidad de seguir determinando experimentalmente las propiedades mecánicas, termodinámicas y termofísicas de sus aleaciones y compuestos intermedios, así como del cobre que se presenta en formas especiales, como películas finas o con diferentes tamaños de grano. (Figura 1)
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Por ejemplo, el Análisis de Flash Láser (LFA) proporciona mediciones rápidas y precisas de la Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica del cobre y sus aleaciones en un amplio rango de temperaturas. El LFA también puede aplicarse a películas finas y a muestras de small, lo que resulta beneficioso en aplicaciones tecnológicas modernas en las que el cobre aparece en tales formas. En este caso, también es posible utilizar la tecnología de reflectancia en el dominio del tiempoPicoTR / NanoTR para películas especialmente finas.