Particelle di niobio resistenti ad alta temperatura

Per rivestimento di silicida di superficie (come NBSI ₂) o lega (come Nb - 10w - 1zr), la temperatura di resistenza all'ossidazione delle particelle di niobio è aumentata da 600 gradi C di niobio puro a 1200-1400 gradi c e l'alta temperatura è maggiore che pari a 150 MPA. Questa caratteristica lo rende un materiale di produzione additivo per i canali di raffreddamento interni degli ugelli del motore a razzo, in grado di resistere all'erosione del gas ad alta temperatura; Contemporaneamente usato come strato di barriera isolante per reattori nucleari di sale fuso, resistente alla corrosione del sale di fluoro a 800 gradi C e alla shock termico.
La purezza delle particelle di niobio è maggiore o uguale al 99,95%, con un controllo rigoroso sull'ossigeno (O<500ppm) and nitrogen (N<100ppm) content, and possessing low neutron absorption cross section (1.1 bar) and radiation damage resistance (>5 dPA). Questa funzione è applicabile all'involucro protettivo dei sistemi di energia nucleare spaziale, garantendo il lungo funzionamento del termine - dei generatori termoelettrici isotopici in ambienti di irradiazione; Viene anche utilizzato per il primo strato di rinforzo della parete di dispositivi di fusione per resistere all'erosione dell'irradiazione al plasma.

Flusso di processo core

1, preparazione di materie prime Niobium

• Fusione del fascio di elettroni (EBM)

Bombardando le materie prime di Niobium con travi di elettroni energetici alti - in un ambiente a vuoto, impurità volatili come ossigeno, azoto e carbonio vengono rimosse e la purezza viene aumentata a maggiore o uguale al 99,95%, gettando le basi materiali per il successivo processo.

• Trattamento in lega

Aggiunta di elementi come Tungsten (W), Hafnium (HF), Zirconio (Zr) per formare leghe di temperatura alte - (come NB-10w-1zr) e garantendo l'uniformità compositiva attraverso il fusione dell'arco del vuoto (var).
2, processo di formazione della polvere

• Atomizzazione al plasma (PA)

Alloy niobium ingots are melted into liquid droplets by a plasma torch under an inert atmosphere, and after cooling, they form high sphericity (>95%) particelle con un intervallo di dimensioni delle particelle di 15-150 μ m.

• Deidrogenazione idrogenata (HDH)

I lingotti di niobio vengono schiacciati dopo abbracci idrogeno ad alte temperature e quindi sottoposti a deidrogenazione del vuoto per ottenere particelle di forma irregolare con un contenuto di ossigeno a basso costo ma leggermente più elevato.

• Screening e classificazione meccanici

Utilizzando lo screening delle vibrazioni e la tecnologia di classificazione del flusso d'aria, la distribuzione delle dimensioni delle particelle può essere controllata con precisione (come 15-53 μ m per la produzione additiva).
3, trattamento di modifica della superficie

• Preparazione del rivestimento del silicida

La deposizione di vapore chimico (CVD) viene utilizzata per generare rivestimenti NBSI ₂ o MOSI ₂ (spessore 10-30 μ m) sulla superficie delle particelle, aumentando la temperatura di resistenza all'ossidazione da 600 gradi C a 1400 gradi C.

• Trattamento termico del vuoto

Esegui ricottura di diffusione in un ambiente a vuoto di 1200 - 1400 gradi C per migliorare l'adesione tra il rivestimento e il substrato ed evitare il peeling ad alta temperatura.

• passivazione

Ridurre la rugosità superficiale (RA<0.5 μ m) and minimize stress concentration in high-temperature environments through electrolytic polishing or chemical polishing.
4, test delle prestazioni e controllo di qualità

• Test di proprietà fisica

Distribuzione delle dimensioni delle particelle (metodo di diffrazione laser), sfericità (analizzatore di immagini), flusso (misuratore del flusso della sala);
Densità di vibrazione (maggiore o uguale a 4,5 g/cm ³) e rilevamento della porosità.

• Analisi delle prestazioni chimiche

Misurazione del contenuto di O e N utilizzando un analizzatore di ossigeno e azoto (O<500ppm, N<100ppm);
ICP - MS rileva l'uniformità della distribuzione degli elementi in lega.

• Verifica delle prestazioni ad alta temperatura

Test di ossidazione di 1400 gradi C (aumento di peso di ossidazione<1 mg/cm ² · h);
Teso di trazione e creep ad alta temperatura (deformazione creep<1% at 1000 ° C/100h).

High sphericity (>95%) e distribuzione uniforme delle dimensioni delle particelle (15 - 53 μ m) DOW DOW Particelle di eccellente flusso, soddisfacendo i requisiti di processi di produzione additiva come la fusione selettiva laser (SLM). Questa caratteristica viene utilizzata per produrre strutture composite al bordo anteriore dell'aeromobile ipersonico, raggiungendo la protezione termica a gradiente; Come materiale di riparazione per le lame a turbina a motori aeronautico, il rivestimento laser viene utilizzato per ripristinare le prestazioni ad alta temperatura.
La combinazione di bassa densità (8,57 g/cm ³) e resistenza alla corrosione del metallo liquido (tasso di corrosione annuale<0.01mm) makes it a coating material for sodium cooled fast reactor fuel cladding tubes, reducing structural weight and withstanding 550 ° C liquid sodium corrosion; It is also used as an internal protective layer for satellite propellant storage tanks to prevent corrosion by hydrazine fuels.
Le particelle di niobio resistenti ad alta temperatura ottengono requisiti leggeri, di lunga durata e elevati affidabilità nell'estremità calda dei motori aerospaziali, strutture di protezione dei sistemi di energia nucleare e principali bordi di aeromobili ipersonici attraverso una sinergia multi -caratteristica, diventando il supporto materiale fondamentale per l'equipaggiamento di tecnologia ambientale estrema.

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