Conductividad térmica e índices de dilatación de las aleaciones de aluminio

Las aleaciones de aluminio son famosas por su excelente conductividad térmica, lo que las hace ideales para aplicaciones que requieren una transferencia de calor eficaz. La conductividad térmica de las aleaciones de aluminio suele oscilar entre 120 y 235 W/m-K, dependiendo de la composición específica de la aleación. En comparación, el aluminio puro tiene una conductividad térmica de unos 235 W/m-K a temperatura ambiente.

Esta elevada conductividad térmica permite a las aleaciones de aluminio disipar rápidamente el calor, lo que las hace idóneas para disipadores de calor, radiadores y otros componentes de gestión térmica en diversas industrias, como la automovilística, la aeroespacial y la electrónica.

Sin embargo, la elevada conductividad térmica de las aleaciones de aluminio va acompañada de un coeficiente de expansión térmica (CET) relativamente alto. El CET de la mayoría de las aleaciones de aluminio oscila entre 20 y 25 μm/m-K (micras por metro por grado Kelvin). Esto significa que por cada 1°C de aumento de temperatura, un componente de aluminio se dilatará aproximadamente 20-25 micras por metro de longitud.

Las características de dilatación térmica de las aleaciones de aluminio son consideraciones cruciales en el diseño y la ingeniería, especialmente en aplicaciones en las que la estabilidad dimensional es crítica o en las que los componentes de aluminio interactúan con materiales que tienen diferentes índices de dilatación. Los ingenieros deben tener en cuenta esta dilatación para evitar tensiones, alabeos o fallos en los ensamblajes, especialmente en entornos con importantes fluctuaciones de temperatura.

Algunos puntos clave a tener en cuenta en relación con las propiedades térmicas de las aleaciones de aluminio:

1. La composición de la aleación afecta significativamente tanto a la conductividad térmica como a los índices de dilatación.
2. El tratamiento térmico y los procesos de fabricación pueden modificar ligeramente estas propiedades.
3. La combinación de una alta conductividad térmica y un elevado índice de expansión requiere un diseño cuidadoso en muchas aplicaciones.
4. En algunos casos, pueden utilizarse materiales compuestos o revestimientos especializados para mitigar los efectos de la dilatación térmica, manteniendo al mismo tiempo buenas propiedades de transferencia de calor.