Una nuova lega di rame ingegnerizzata potrebbe migliorare l'affidabilità dei sistemi elettrici ad alte prestazioni

Un team di ricerca della Arizona State Universityinsieme a istituzioni accademiche e della difesa nazionale, ha sviluppato una nuova lega di rame che potrebbe rivelarsi utile per le prestazioni termiche e strutturali in ambienti ad alta temperatura. La lega nanocristallina Cu-3Ta-0,5Li mantiene la sua forza e la sua struttura a temperature fino a 800°C per oltre 10.000 ore, migliorando le prestazioni rispetto alle leghe di rame convenzionali.

Il progresso chiave risiede nell'architettura in scala nanometrica della lega. Introducendo precipitati di litio in un bilayer ricco di tantalio, il team è stato in grado di stabilizzare la struttura interna, impedendo l'ingrossamento dei grani e la deformazione per scorrimento. Ciò consente al materiale di mantenere la sua forma e la sua resistenza anche in caso di esposizione prolungata al calore. La lega raggiunge anche una resistenza allo snervamento di 1120 MPa a temperatura ambiente, molto superiore alle alternative di rame commerciali esistenti.

Per settori come l'informatica, l'aerospaziale e la difesa - dove la gestione del calore e delle sollecitazioni meccaniche è fondamentale - questa potrebbe essere un'opzione di materiale completamente nuova. La stabilità della lega, sia in termini di temperatura che di carico, la rende un candidato per l'uso nei diffusori di calore ad alte prestazioni, nei sensori o nei componenti strutturali leggeri in ambienti ad alta sollecitazione.

Mentre le soluzioni attuali si affidano spesso a superleghe più pesanti a base di nichel, il materiale Cu-Ta-Li presenta un'alternativa a bassa densità con una resilienza termica simile o migliore. La ricerca fa un buon lavoro nel far luce su come i cambiamenti incrementali a livello atomico possono migliorare le prestazioni in modi rilevanti sia per l'elettronica avanzata che per le applicazioni industriali.