Conductividad térmica de circonio
Conductividad térmica de circonio
El circonio es un metal de transición brillante, gris-blanco y fuerte que se asemeja al hafnio y, en menor medida, al titanio. El circonio se usa principalmente como refractario y opacificador, aunque se usan pequeñas cantidades como agente de aleación por su fuerte resistencia a la corrosión. La aleación de circonio (por ejemplo, Zr + 1% Nb) se usa ampliamente como revestimiento para combustibles de reactores nucleares. Las propiedades deseadas de estas aleaciones son una sección transversal de baja captura de neutrones y resistencia a la corrosión en condiciones normales de servicio. Las aleaciones de circonio tienen una conductividad térmica más baja (aproximadamente 18 W / mK) que el metal de circonio puro (aproximadamente 22 W / mK).
Referencia especial: Propiedades termofísicas de los materiales para la ingeniería nuclear: un tutorial y recopilación de datos. IAEA-THPH, IAEA, Viena, 2008. ISBN 978–92–0–106508–7.
Conductividad térmica de metales
Los metales son sólidos y, como tales, poseen una estructura cristalina donde los iones (núcleos con sus capas circundantes de electrones centrales) ocupan posiciones translacionalmente equivalentes en la red cristalina. Los metales en general tienen alta conductividad eléctrica , alta conductividad térmica y alta densidad. En consecuencia, el transporte de energía térmica puede deberse a dos efectos:
- la migración de electrones libres
- Ondas reticuladas vibracionales (fonones).
Cuando los electrones y los fonones transportan energía térmica que conduce a la transferencia de calor por conducción en un sólido, la conductividad térmica puede expresarse como:
k = k e + k ph
La característica única de los metales en lo que respecta a su estructura es la presencia de portadores de carga, específicamente electrones . Las conductividades eléctricas y térmicas de los metales se originan por el hecho de que sus electrones externos están deslocalizados . Su contribución a la conductividad térmica se conoce como conductividad térmica electrónica, k e . De hecho, en metales puros como el oro, la plata, el cobre y el aluminio, la corriente de calor asociada con el flujo de electrones supera con creces una pequeña contribución debido al flujo de fonones. Por el contrario, para las aleaciones, la contribución de k ph a k ya no es despreciable.
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