Un nouvel alliage de cuivre pourrait améliorer la fiabilité des systèmes électriques à haute performance

Une équipe de recherche de Arizona State Universityen collaboration avec la défense nationale et des institutions académiques, a développé un nouvel alliage de cuivre qui pourrait s'avérer utile pour les performances thermiques et structurelles dans des environnements à haute température qui pourrait s'avérer utile pour les performances thermiques et structurelles dans les environnements à haute température. L'alliage nanocristallin Cu-3Ta-0,5Li conserve sa résistance et sa structure à des températures allant jusqu'à 800°C pendant plus de 10 000 heures, ce qui lui confère des performances supérieures à celles des alliages de cuivre conventionnels.

La principale avancée réside dans l'architecture nanométrique de l'alliage. En introduisant des précipités de lithium dans une bicouche riche en tantale, l'équipe a pu stabiliser la structure interne, empêchant le grossissement des grains et la déformation par fluage. Cela permet au matériau de conserver sa forme et sa résistance même en cas d'exposition prolongée à la chaleur. L'alliage atteint également une limite d'élasticité de 1120 MPa à température ambiante, ce qui est bien plus élevé que les solutions commerciales existantes à base de cuivre.

Pour les industries telles que l'informatique, l'aérospatiale et la défense, où la gestion de la chaleur et des contraintes mécaniques est essentielle, il pourrait s'agir d'un tout nouveau matériau. La stabilité de l'alliage à la fois à la température et sous charge en fait un candidat pour les répartiteurs de chaleur à haute performance, les capteurs ou les composants structurels légers dans les environnements soumis à de fortes contraintes.

Alors que les solutions actuelles reposent souvent sur des superalliages plus lourds à base de nickel, le matériau Cu-Ta-Li offre une alternative de moindre densité avec une résilience thermique similaire ou supérieure. Cette recherche montre bien comment des changements progressifs au niveau atomique peuvent améliorer les performances dans les domaines de l'électronique de pointe et des applications industrielles.