Tendenza metallica: Le proprietà termofisiche del rame e delle sue leghe

La crescente necessità di rame

Il rame presenta un'eccezionale conducibilità elettrica e termica, collocandosi subito dopo l'argento come uno dei migliori conduttori. Un rapporto pubblicato di recente da S&P Global prevede che fino al 2035 il fabbisogno mondiale di rame potrebbe subire un'impennata, potenzialmente raddoppiando rispetto allo stato attuale, passando da 25 a 50 milioni di tonnellate metriche. Ulteriori studi illustrano anche un massiccio aumento dell'approvvigionamento di leghe di rame, che comprende materiali come bronzo, ottone e altre leghe. Queste leghe sono utilizzate principalmente nel settore aerospaziale, nella produzione di macchinari e nei mercati dei componenti industriali.

Al giorno d'oggi, il rame è fondamentale anche per le innovazioni contemporanee, come i macchinari elettrici, le infrastrutture per l'energia sostenibile, i gadget elettronici e i sistemi avanzati di raffreddamento e trasferimento del calore. Inoltre, il rame trova impiego nelle comodità moderne, tra cui l'automazione, la robotica, la potenza di calcolo e la trasmissione veloce dell'energia.

Fattori che amplificano il consumo di rame

• Infrastrutture elettriche: La conducibilità elettrica e la durata del rame lo hanno reso uno dei materiali preferiti per gli impianti elettrici domestici e industriali.
• Energia rinnovabile: La transizione verso le fonti di energia rinnovabili comporta un aumento dell'uso del rame, poiché i sistemi di energia solare ed eolica richiedono una quantità di rame significativamente maggiore rispetto ai sistemi tradizionali a combustibile fossile.
• Auto e camion elettrici: La crescente accessibilità e le tecnologie avanzate delle batterie hanno già favorito le vendite di veicoli elettrici. Poiché ogni auto e camion elettrico utilizza una quantità di rame significativamente maggiore rispetto ai motori a combustione convenzionali, l'aumento della produzione di veicoli elettrici suggerisce un incremento della domanda di rame.
• Assistenza medica: Il rame è ampiamente utilizzato nella tecnologia medica non solo per la sua elevata conducibilità elettrica, molto importante per diversi dispositivi medici, ma anche per le sue proprietà antibatteriche naturali.

Proprietà termofisiche del rame e delle sue leghe

Le proprietà termofisiche del rame e delle sue leghe contribuiscono al loro ampio utilizzo in vari settori, tra cui l'elettronica, l'elettrotecnica, l'aerospaziale, l'automobilistico e le applicazioni di trasferimento di calore. Le proprietà sono anche cruciali nella progettazione ingegneristica e nel materiale selection per garantire prestazioni ottimali in applicazioni specifiche.

Sebbene le principali proprietà del rame puro siano già note, c'è ancora un grande bisogno di ulteriori determinazioni sperimentali delle proprietà meccaniche, termodinamiche e termofisiche delle sue leghe e dei suoi composti intermedi, nonché del rame che si presenta in forme speciali come film sottili o con granulometrie diverse. (Figura 1)

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Ad esempio, la Laser Flash Analysis (LFA) fornisce misure rapide e accurate della Conduttività termicaLa conducibilità termica (λ con unità di misura W/(m-K)) descrive il trasporto di energia - sotto forma di calore - attraverso un corpo di massa come risultato di un gradiente di temperatura (vedi fig. 1). Secondo la seconda legge della termodinamica, il calore fluisce sempre nella direzione della temperatura più bassa.conduttività termica del rame e delle sue leghe in un ampio intervallo di temperature. La LFA può essere applicata anche a film sottili e campioni small, utili nelle applicazioni tecnologiche moderne in cui il rame compare in queste forme. In questo caso, è possibile utilizzare la tecnologia diPicoTR / NanoTR riflettanza nel dominio del tempo per film particolarmente sottili.

Per saperne di più, leggete le nostre note applicative: