¿Cuáles son (o serán) los mejores sustitutos del cobre?

Hace más de 4000 años, los egipcios usaban cinceles de cobre para cortar las losas de granito para construir pirámides. Finalmente, a medida que avanzaba la antigua metalurgia, estos fueron reemplazados por bronces (aleaciones de cobre) que fueron más duraderos y finalmente con hierro y acero y finalmente con compuestos muy duros como los carburos de tungsteno y los materiales de diamante, en este caso la utilidad de la herramienta se basó en dureza y sustitutos se basaron en esa premisa

En los tiempos modernos de hoy, la sustitución de materiales se basa en la utilidad y el costo.

El cobre tiene varias propiedades útiles donde se especifica, por lo que la sustitución debe ser examinada en función de la aplicación específica y el costo relativo de los materiales de soltación.

  • Conductores eléctricos
    • Varios otros metales tienen una conductividad eléctrica de buena a excelente, incluidos aluminio, oro y plata, y todos estos metales se utilizan como reemplazos apropiados. Por ejemplo, el aluminio se usa para líneas de transmisión de energía de alto voltaje, debido a su menor densidad puede abarcar distancias más grandes con menos peso y menor costo. Si bien el oro tiene una conductividad más baja a un precio muy alto, es un buen sustituto del cobre debido a su resistencia superior a la corrosión y a su mayor vida útil en aplicaciones únicas.

  • Sujetadores – Tuercas y tornillos
    • Las aleaciones de cobre, como los bronces y los bronces de silicio, a menudo se usan en aplicaciones de fijación en exteriores, como el cableado eléctrico, donde el conector necesita una resistencia a la corrosión superior. Una sustitución común de una aleación de cobre (bronce de silicio) es el acero inoxidable en conectores de alambre de perno dividido que dependen del costo relativo de cobre, níquel y cromo.

  • Radiadores automotrices
    • Si bien estos se producen típicamente a partir de cobre y aleación de cobre (latón), el aluminio ha reemplazado al cobre debido al menor costo en algunas aplicaciones. El cabezal del tanque de latón ha sido reemplazado por plástico en algunos, nuevamente por un costo menor.
  • Fontanería
    • Los plásticos son sustitutos adecuados para las tuberías de cobre tradicionales. En un momento el cobre reemplazó a las tuberías de plomo y las tuberías de acero y bronce, pero el plástico ha asumido un nuevo papel aquí dependiendo de las regulaciones locales.

MUCHOS MUCHOS otros, estoy seguro basado en las propiedades útiles del cobre a saber …

  • Resistencia a la corrosión
  • Conductividad eléctrica
  • Durabilidad

Depende de para qué. Como regla general, es mejor definirlo en términos de un conjunto dado de cantidades deseables y con un medio no ambiguo para tratar las compensaciones.

Como conductor eléctrico más barato, el aluminio ya se usa en muchos cables. Un mejor conductor sería plata, uno más estable con respecto a la oxidación podría ser oro.

Como material de disipador de calor más barato en algunos sistemas de enfriamiento de alta gama para computadoras portátiles, el aluminio también es una opción más barata. Un mejor conductor térmico sería el diamante a granel. Una alternativa de enfriamiento activo podría involucrar módulos Pelletier de agua o semiconductores.

Como complejo de tetraamina para solubilizar la celulosa, puede usar la combinación más barata de cloruro de litio junto con dimetilacetamida.

Quiero enfatizar nuevamente, no hay mejor material. Sugiero el excelente libro de Michael Ashby sobre el tema .

Salud

Ashby, Mike y Johnson, Kara ‘ Materiales y diseño: el arte y la ciencia de la selección de materiales en el diseño de productos ‘ Butterworth Heinemann, Oxford, 2002 ISBN 0-7506-5554-2