Порошок ниобия

Порошок ниобия: характеристики, гранулометрия и области применения

Порошок ниобия сыпучий металлический материал, получаемый восстановлением оксида ниобия (NbO) алюминием, натрием или магнием, а также методом гидрирования-дегидрирования компактного металла. Чистота продукта достигает 99,599,9 % по основному элементу. Форма частиц угловатая или осколочная, насыпная плотность составляет от 1,5 до 3,5 г/см в зависимости от фракции. Порошок пирофорен в тонкодисперсном состоянии (менее 40 мкм), поэтому хранение и транспортировку ведут в герметичных контейнерах под аргоном или в вакуумной упаковке.

Гранулометрические классы и стандарты

Поставка осуществляется в нескольких диапазонах крупности, регламентируемых ТУ 48-4-340-90 и международными спецификациями ASTM B392. Основные фракции:

• менее 40 мкм (тонкодисперсный, для порошковой металлургии и конденсаторов);
• от 40 до 100 мкм (среднедисперсный, для наплавки и плазменного напыления);
• от 100 до 300 мкм (крупнодисперсный, для электродных материалов и лигатур);
• от 300 до 1000 мкм (гранулят, для вакуумно-дуговой плавки).

Контроль гранулометрического состава выполняют ситовым анализом (ГОСТ 18318) и лазерной дифракцией (ISO 13320). Допустимое отклонение по содержанию целевой фракции не более 5 %.

Химический состав и примеси

Основные лимитируемые примеси в порошке ниобия кислород (O), азот (N), водород (H), углерод (C), железо (Fe), кремний (Si), титан (Ti), алюминий (Al). Типичные нормы для высокочистого продукта:

Физико-механические свойства

Порошок ниобия характеризуется следующими параметрами:

• температура плавления 2468 C;
• плотность компактного металла 8,57 г/см;
• твёрдость по Виккерсу (HV) от 80 до 120 (для отожжённого состояния);
• удельное электрическое сопротивление от 12,5 до 15,0 мкОмсм при 20 C;
• коэффициент термического расширения 7,310 K (в диапазоне от 20 до 1000 C).

Применение в промышленности

Порошок ниобия востребован в следующих отраслях и технологических процессах:

• Порошковая металлургия изготовление спечённых анодов для танталовых конденсаторов (легирование для повышения ёмкости и стабильности);
• Сверхпроводящие материалы производство интерметаллида NbSn и сплава NbTi для магнитов МРТ, ускорителей частиц и термоядерных реакторов (ITER);
• Вакуумная плавка выплавка жаропрочных сплавов на основе никеля (Inconel 718, Hastelloy X) и титана (Ti-6Al-4V) с добавкой от 0,5 до 3,0 % Nb для упрочнения;
• Наплавка и напыление плазменное и детонационное напыление износостойких покрытий на лопатки газовых турбин, штампы и пресс-формы;
• Химическая промышленность катализаторы гидрирования и дегидрирования (нанесённый ниобий на оксид алюминия или кремния);
• Электроника мишени для магнетронного распыления при нанесении тонких плёнок NbO в оптических и микроэлектронных устройствах.

Условия хранения и транспортировки

Порошок ниобия упаковывают в стальные барабаны с полиэтиленовым вкладышем (масса нетто от 10 до 50 кг) или в вакуумированные алюминиевые пакеты (до 5 кг). Хранение в сухих складских помещениях при температуре от 0 до 30 C и относительной влажности не более 60 %. Срок хранения без потери свойств 12 месяцев с даты изготовления. Транспортировка допускается всеми видами крытого транспорта, включая авиаперевозки (класс опасности 4.1, UN 3089).

Вопросы и ответы