21.08.2023 by Aileen Sammler, Dr. Dmitry Sergeev
Metalen Trend: Over de thermofysische eigenschappen van koper en zijn legeringen
Koper heeft een uitzonderlijk elektrisch en thermisch geleidingsvermogen en is na zilver een van de beste geleiders. Studies laten een enorme toename zien in de inkoop van koper en koperlegeringen, waaronder materialen als brons, messing en andere legeringen. Ze worden voornamelijk gebruikt in de ruimtevaart, machinebouw en industriële onderdelenmarkten.
De stijgende behoefte aan koper
Koper heeft een uitzonderlijk elektrisch en thermisch geleidingsvermogen en is na zilver een van de beste geleiders. Een onlangs gepubliceerd rapport van S&P Global voorspelt dat tot 2035 de wereldwijde vraag naar koper mogelijk zal stijgen en verdubbelen van de huidige 25 naar 50 miljoen ton. Verdere studies laten ook een enorme toename zien in de inkoop van koperlegeringen, waaronder materialen als brons, messing en andere legeringen. Deze worden voornamelijk gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, machinebouw en industriële componenten.
Tegenwoordig is koper ook van cruciaal belang voor hedendaagse innovaties zoals elektrische machines, duurzame energie-infrastructuur, elektronische gadgets en geavanceerde koel- en warmteoverdrachtsystemen. Bovendien wordt koper gebruikt in moderne gemakken zoals automatisering, robotica, rekenkracht en snelle energieoverdracht.
Factoren die het koperverbruik verhogen
- Elektrische infrastructuur: Door de Elektrisch geleidingsvermogen (SBA)Elektrische geleidbaarheid is een fysische eigenschap die het vermogen van een materiaal aangeeft om het transport van een elektrische lading mogelijk te maken.elektrische geleidbaarheid en duurzaamheid van koper is het een geliefd materiaal voor zowel huishoudelijke als industriële elektrische systemen.
- Hernieuwbare energie: De overgang naar hernieuwbare energiebronnen brengt een toename in het gebruik van koper met zich mee, aangezien zonne- en windenergiesystemen aanzienlijk meer koper vereisen dan traditionele systemen op fossiele brandstoffen.
- Elektrische auto's en vrachtwagens: Groeiende toegankelijkheid en verbeterde batterijtechnologieën hebben de verkoop van elektrische voertuigen al gestimuleerd. Aangezien elke elektrische auto en vrachtwagen aanzienlijk meer koper verbruikt dan conventionele verbrandingsmotoren, suggereert de stijging in de productie van elektrische voertuigen een toename in de vraag naar koper.
- Medische zorg: Koper wordt op grote schaal gebruikt in de medische technologie, niet alleen vanwege zijn hoge Elektrisch geleidingsvermogen (SBA)Elektrische geleidbaarheid is een fysische eigenschap die het vermogen van een materiaal aangeeft om het transport van een elektrische lading mogelijk te maken.elektrische geleidbaarheid, wat erg belangrijk is voor verschillende medische apparaten, maar ook vanwege zijn natuurlijke antibacteriële eigenschappen.
Thermofysische eigenschappen van koper en zijn legeringen
De thermofysische eigenschappen van koper en koperlegeringen dragen bij aan hun wijdverspreide gebruik in verschillende industrieën, waaronder elektronica, elektrotechniek, lucht- en ruimtevaart, auto's en warmteoverdrachtstoepassingen. De eigenschappen zijn ook cruciaal bij het ontwerp en de materiaalselectie om optimale prestaties in specifieke toepassingen te garanderen.
Hoewel de belangrijkste eigenschappen van puur koper al bekend zijn, is er nog steeds een grote behoefte aan verdere experimentele bepaling van de mechanische, thermodynamische en thermofysische eigenschappen van legeringen en tussenproducten, en van koper in speciale vormen zoals dunne films of met verschillende korrelgroottes. (Figuur 1)
Ontdek hoe NETZSCH Analyzing & Testing kan helpen bij het bepalen van de eigenschappen van koperhoudende legeringen!
Laser Flash Analysis (LFA) biedt bijvoorbeeld snelle en nauwkeurige metingen van de Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid van koper en koperlegeringen over een breed temperatuurbereik. LFA kan ook worden toegepast op dunne films en small monsters, gunstig in moderne technologische toepassingen waar koper in dergelijke vormen voorkomt. Hier is het gebruik van PicoTR/NanoTR Time Domain Reflectance Technology voor bijzonder dunne films ook mogelijk.