Condutividade térmica e taxas de expansão da liga de alumínio

As ligas de alumínio são conhecidas pela sua excelente condutividade térmica, o que as torna ideais para aplicações que requerem uma transferência de calor eficiente. A condutividade térmica das ligas de alumínio varia normalmente entre 120 e 235 W/m-K, dependendo da composição específica da liga. Para comparação, o alumínio puro tem uma condutividade térmica de cerca de 235 W/m-K à temperatura ambiente.

Esta elevada condutividade térmica permite que as ligas de alumínio dissipem rapidamente o calor, tornando-as adequadas para dissipadores de calor, radiadores e outros componentes de gestão térmica em várias indústrias, incluindo a automóvel, a aeroespacial e a eletrónica.

No entanto, a elevada condutividade térmica das ligas de alumínio é acompanhada por um coeficiente de expansão térmica (CTE) relativamente elevado. O CTE para a maioria das ligas de alumínio varia entre 20 e 25 μm/m-K (microns por metro por grau Kelvin). Isto significa que, por cada aumento de 1°C na temperatura, um componente de alumínio expandir-se-á aproximadamente 20-25 microns por metro de comprimento.

As caraterísticas de expansão térmica das ligas de alumínio são considerações cruciais no projeto e na engenharia, particularmente em aplicações onde a estabilidade dimensional é crítica ou onde os componentes de alumínio interagem com materiais com diferentes taxas de expansão. Os engenheiros devem ter em conta esta expansão para evitar tensões, deformações ou falhas nas montagens, especialmente em ambientes com flutuações de temperatura significativas.

Alguns pontos-chave a considerar relativamente às propriedades térmicas da liga de alumínio:

1. A composição da liga afecta significativamente tanto a condutividade térmica como as taxas de expansão.
2. O tratamento térmico e os processos de fabrico podem modificar ligeiramente estas propriedades.
3. A combinação de elevada condutividade térmica e taxa de expansão requer considerações de conceção cuidadosas em muitas aplicações.
4. Nalguns casos, podem ser utilizados materiais compósitos ou revestimentos especializados para atenuar os efeitos da expansão térmica, mantendo boas propriedades de transferência de calor.