Nowy stop miedzi może poprawić niezawodność wysokowydajnych systemów elektrycznych

Zespół badawczy z Arizona State University, wraz z krajowymi instytucjami obronnymi i akademickimiwraz z krajowymi instytucjami obronnymi i akademickimi opracował nowy stop miedzi, który może okazać się przydatny w warunkach wysokiej temperatury który może okazać się przydatny do zastosowań termicznych i strukturalnych w wysokich temperaturach. Nanokrystaliczny stop Cu-3Ta-0.5Li zachowuje swoją wytrzymałość i strukturę w temperaturach do 800°C przez ponad 10 000 godzin, zapewniając lepszą wydajność w porównaniu z konwencjonalnymi stopami miedzi.

Kluczowy postęp leży w nanoskalowej architekturze stopu. Wprowadzając osady litu do bogatej w tantal dwuwarstwy, zespół był w stanie ustabilizować wewnętrzną strukturę, zapobiegając zgrubieniu ziaren i odkształceniom pełzającym. Dzięki temu materiał zachowuje swój kształt i wytrzymałość nawet przy długotrwałej ekspozycji na ciepło. Stop osiąga również granicę plastyczności 1120 MPa w temperaturze pokojowej, która jest znacznie wyższa niż w przypadku istniejących komercyjnych alternatyw miedzi.

Dla branż takich jak komputerowa, lotnicza i obronna - gdzie zarządzanie ciepłem i naprężeniami mechanicznymi ma kluczowe znaczenie - może to być zupełnie nowa opcja materiałowa. Stabilność stopu zarówno pod względem temperatury, jak i obciążenia, czyni go kandydatem do zastosowania w wysokowydajnych rozpraszaczach ciepła, czujnikach lub lekkich elementach konstrukcyjnych w środowiskach o wysokim obciążeniu.

Podczas gdy obecne rozwiązania często opierają się na cięższych superstopach na bazie niklu, materiał Cu-Ta-Li stanowi alternatywę o niższej gęstości i podobnej lub lepszej odporności termicznej. Badania te rzucają światło na to, jak stopniowe zmiany na poziomie atomowym mogą poprawić wydajność w sposób istotny zarówno dla zaawansowanej elektroniki, jak i zastosowań przemysłowych.