Nova liga de cobre projetada pode aumentar a confiabilidade de sistemas elétricos de alto desempenho

Uma equipe de pesquisa da Arizona State Universityjuntamente com instituições acadêmicas e de defesa nacional, desenvolveu uma nova liga de cobre que poderá ser útil para o desempenho térmico e estrutural em ambientes de alta temperatura. A liga nanocristalina Cu-3Ta-0,5Li mantém sua resistência e estrutura em temperaturas de até 800°C por mais de 10.000 horas, proporcionando melhor desempenho em relação às ligas de cobre convencionais.

O principal avanço está na arquitetura em nanoescala da liga. Com a introdução de precipitados de lítio em uma bicamada rica em tântalo, a equipe conseguiu estabilizar a estrutura interna, evitando o engrossamento dos grãos e a deformação por fluência. Isso permite que o material mantenha sua forma e resistência mesmo sob exposição prolongada ao calor. A liga também atinge uma resistência de rendimento de 1120 MPa à temperatura ambiente, que é muito maior do que as alternativas comerciais de cobre existentes.

Para setores como o de computação, aeroespacial e de defesa, em que o gerenciamento do calor e do estresse mecânico é fundamental, essa pode ser uma opção de material totalmente nova. A estabilidade da liga sob temperatura e carga faz dela uma candidata para uso em dissipadores de calor de alto desempenho, sensores ou componentes estruturais leves em ambientes de alta tensão.

Enquanto as soluções atuais geralmente dependem de superligas mais pesadas à base de níquel, o material Cu-Ta-Li apresenta uma alternativa de menor densidade com resiliência térmica semelhante ou melhor. A pesquisa faz um bom trabalho ao esclarecer como as mudanças incrementais no nível atômico podem melhorar o desempenho de maneiras relevantes para aplicações industriais e eletrônicas avançadas.