O que é condutividade térmica de zircônio – Definição

Condutividade térmica de zircônio

Condutividade térmica de zircônio

O zircônio é um metal de transição brilhante, branco-acinzentado e forte que se assemelha ao háfnio e, em menor grau, ao titânio. O zircônio é usado principalmente como refratário e opacificante, embora pequenas quantidades sejam usadas como agente de liga por sua forte resistência à corrosão. A liga de zircônio (por exemplo, Zr + 1% Nb) é amplamente utilizada como revestimento para combustíveis de reatores nucleares. As propriedades desejadas dessas ligas são uma seção transversal de captura de nêutrons baixa e resistência à corrosão em condições normais de serviço. As ligas de zircônio têm menor condutividade térmica (cerca de 18 W / mK) do que o metal de zircônio puro (cerca de 22 W / mK).

Referência especial: Propriedades termofísicas de materiais para engenharia nuclear: um tutorial e coleta de dados. IAEA-THPH, IAEA, Viena, 2008. ISBN 978–92–0–106508–7.

Condutividade térmica de metais

Os metais são sólidos e, como tal, possuem estrutura cristalina onde os íons (núcleos com suas camadas circunvizinhas de elétrons do núcleo) ocupam posições equivalentes em termos de tradução na rede cristalina. Os metais em geral têm alta condutividade elétrica , alta condutividade térmica e alta densidade. Consequentemente, o transporte de energia térmica pode ser devido a dois efeitos:

• a migração de elétrons livres
• ondas vibracionais em treliça (fônons).

Quando elétrons e fônons transportam energia térmica, levando à transferência de calor por condução em um sólido, a condutividade térmica pode ser expressa como:

k = k _e + k _ph

A característica única dos metais no que diz respeito à sua estrutura é a presença de portadores de carga, especificamente elétrons . As condutividades elétricas e térmicas dos metais se originam do fato de seus elétrons externos serem deslocalizados . Sua contribuição para a condutividade térmica é chamada de condutividade térmica eletrônica, k _e . De fato, em metais puros como ouro, prata, cobre e alumínio, a corrente de calor associada ao fluxo de elétrons excede em muito uma pequena contribuição devido ao fluxo de fônons. Por outro lado, para as ligas, a contribuição de k _ph para k não é mais desprezível.