Una nueva aleación de cobre de ingeniería podría mejorar la fiabilidad de los sistemas eléctricos de alto rendimiento

Un equipo de investigación de Universidad Estatal de Arizonajunto con instituciones académicas y de defensa nacional, ha desarrollado una nueva aleación de cobre que podría resultar útil para el rendimiento térmico y estructural en entornos de alta temperatura. La aleación nanocristalina Cu-3Ta-0,5Li mantiene su resistencia y estructura a temperaturas de hasta 800°C durante más de 10.000 horas, lo que supone un mejor rendimiento que las aleaciones de cobre convencionales.

El avance clave reside en la arquitectura a nanoescala de la aleación. Al introducir precipitados de litio en una bicapa rica en tántalo, el equipo pudo estabilizar la estructura interna, evitando el engrosamiento del grano y la deformación por fluencia. Esto permite que el material conserve su forma y resistencia incluso bajo una exposición prolongada al calor. La aleación también alcanza un límite elástico de 1120 MPa a temperatura ambiente, muy superior al de las alternativas comerciales de cobre existentes.

Para industrias como la informática, la aeroespacial y la de defensa -donde la gestión del calor y de la tensión mecánica es crítica- ésta podría ser una opción de material totalmente nueva. La estabilidad de la aleación tanto bajo temperatura como bajo carga la convierte en candidata para su uso en disipadores de calor de alto rendimiento, sensores o componentes estructurales ligeros en entornos de alta tensión.

Mientras que las soluciones actuales suelen basarse en superaleaciones más pesadas a base de níquel, el material Cu-Ta-Li presenta una alternativa de menor densidad con una resistencia térmica similar o mejor. La investigación hace un buen trabajo al arrojar luz sobre cómo los cambios incrementales a nivel atómico pueden mejorar el rendimiento de formas relevantes tanto para la electrónica avanzada como para las aplicaciones industriales.