يوفر مسحوق النيوبيوم في شكل كروي فوائد فريدة من نوعها لمختلف التطبيقات التي تتطلب مزيجًا من القوة العالية ومقاومة التآكل والموصلية الفائقة وغيرها من الخصائص المتخصصة. يقدم هذا الدليل نظرة عامة شاملة عن مسحوق النيوبيوم الكروي تغطي التركيب والخصائص والتصنيع والتصنيع والدرجات والمواصفات والتطبيقات والتسعير والموردين والإيجابيات/السلبيات وتفاصيل أخرى.
نظرة عامة على مسحوق النيوبيوم الكروي
يتكون مسحوق النيوبيوم الكروي من جسيمات كروية صغيرة شبه كاملة تتكون من معدن النيوبيوم بنقاوة نموذجية أعلى من 99%. يعمل الشكل الكروي على تحسين التدفق وكثافة التعبئة مقارنةً بالمسحوق الزاوي.
تشمل الخصائص الرئيسية التي تجعل مسحوق النيوبيوم الكروي مفيدًا ما يلي:
- قوة ومعامل عاليان
- مقاومة ممتازة للتآكل
- معامل احتكاك منخفض
- الموصلية الفائقة في درجات الحرارة المنخفضة
- مقاومة الصدمات الحرارية
- التوافق الحيوي وعدم السمية
يُستخدم مسحوق النيوبيوم الكروي الناعم في الطلاء بالرش الحراري، والمكثفات، والموصلات الفائقة، والتصنيع المضاف، والزراعات الطبية الحيوية وغيرها من التطبيقات المتقدمة. يغطي هذا الدليل تركيب وخصائص وتصنيع ومواصفات ودرجات وتطبيقات منتجات مسحوق النيوبيوم الكروي.
تكوين مسحوق النيوبيوم الكروي
النيوبيوم، والمعروف أيضًا باسم الكولومبيوم، هو فلز انتقالي حراري رقمه الذري 41. يحتوي مسحوق النيوبيوم التجاري عادةً على حدود الشوائب التالية:
| العنصر | التركيب بالوزن |
|---|---|
| النيوبيوم (Nb) | 99.8% كحد أدنى |
| الأكسجين (O) | 2000 جزء من المليون كحد أقصى |
| النيتروجين (N) | 100 جزء في المليون كحد أقصى |
| الكربون (C) | 500 جزء من المليون كحد أقصى |
| الهيدروجين (H) | 100 جزء في المليون كحد أقصى |
| الحديد (Fe) | 200 جزء من المليون كحد أقصى |
| التنتالوم (Ta) | 1000 جزء في المليون كحد أقصى |
| التنجستن (W) | 100 جزء في المليون كحد أقصى |
النقاوة العالية مطلوبة للعديد من تطبيقات النيوبيوم. وتبلغ نسبة نقاء الدرجات الأكثر صرامة 99.99% أو أعلى. يتم التحكم في الأكسجين والنيتروجين لأنهما يمكن أن يقصفا النيوبيوم.
خصائص مسحوق النيوبيوم الكروي
تشمل الخصائص الرئيسية لمسحوق النيوبيوم الكروي ما يلي:
| الممتلكات | الوصف |
|---|---|
| الكثافة | 8.57 جم/سم3 |
| نقطة الانصهار | 2468°C |
| التوصيل الحراري | 53.7 وات/م كلفن (عند 20 درجة مئوية) |
| المقاوماتية الكهربائية | 12.4-14 ميكرومتر مكعب (عند درجة حرارة 20 درجة مئوية) |
| مقياس يونغ&8217;معامل يونغ&8217 | 105 جيجا باسكال |
| قوة الشد | 200-400 ميجا باسكال |
| الاستطالة | 20-45% |
| مقاومة التآكل | مقاومة ممتازة للعديد من الأحماض والوسائط المؤكسدة |
| درجة حرارة فائقة التوصيل | 9.2 K |
تجعلها هذه الخصائص مناسبة للاستخدامات التي تحتاج إلى القوة والتوصيل ومقاومة التآكل.
عملية تصنيع مسحوق النيوبيوم الكروي
يتم إنتاج مسحوق النيوبيوم الكروي باستخدام الانحلال الغازي، وهي عملية تعدين مسحوق معدني متقدمة تتضمن الخطوات التالية:
| المرحلة | الوصف |
|---|---|
| الذوبان | يتم صهر النيوبيوم عالي النقاء بالحث في فراغ أو غاز خامل |
| التذرية | يتم ترذيذ تيار الذوبان بغاز خامل إلى قطرات دقيقة |
| التوطيد | تتصلب القطرات بسرعة إلى جسيمات مسحوق كروي أثناء تبريدها |
| المجموعة | يتم تجميع المسحوق الكروي في حجرة أسفل الفوهة |
| الفحص | يتم غربلة الجسيمات إلى نطاقات الحجم المطلوبة |
يتم التحكم في بارامترات الانحلال لتحقيق توزيع حجم الجسيمات وخصائص التدفق والكثافة الظاهرية والنقاء المطلوب. يمنع الغاز الخامل الأكسدة.
الأحجام والتوزيع الحجمي لمسحوق النيوبيوم الكروي
تتوفر مساحيق النيوبيوم الكروية بتوزيعات أحجام مختلفة مصنفة حسب أحجام الشبكات القياسية:
| حجم الشبكة | حجم الجسيمات (ميكرومتر) |
|---|---|
| -325 | أقل من 44 |
| -230 | 44-63 |
| -170 | 63-90 |
| -140 | 90-125 |
| -100 | 125-149 |
| -325+500 | 15-44 |
| -230+270 | 63-74 |
تحافظ التوزيعات النموذجية للحجم على معامل تباين أقل من 30% لأحجام الجسيمات المتسقة. يمكن إنتاج أحجام أصغر أقل من 10 ميكرومتر باستخدام تقنيات الانحلال الخاصة.
درجات مسحوق النيوبيوم الكروي
يتوفر مسحوق النيوبيوم الكروي في مجموعة من مستويات النقاء والمواصفات:
| الصف | النقاء (%) | الأكسجين (جزء في المليون) | الكربون (جزء في المليون) |
|---|---|---|---|
| الدرجة أ | 99.8 | 1200 | 400 |
| الدرجة ب | 99.9 | 800 | 300 |
| الدرجة C | 99.95 | 500 | 200 |
| الصف دال | 99.99 | 100 | 50 |
توفر الدرجات الأعلى مثل الدرجة D درجة نقاء معززة ومستويات شوائب بينية أقل مطلوبة للتطبيقات المتخصصة.
استخدامات مسحوق النيوبيوم الكروي
تشمل التطبيقات الرئيسية التي تستخدم مسحوق النيوبيوم الكروي ما يلي:
| الصناعة | التطبيقات |
|---|---|
| الإلكترونيات | مكثفات سيراميك متعددة الطبقات، أغشية فائقة التوصيل |
| الطلاءات | الطلاء بالرش الحراري، تحسين السطح |
| المواد الكيميائية | تخزين الهيدروجين، والمحفزات، والبطاريات |
| التصنيع | قولبة حقن المعادن، والتصنيع الإضافي |
| الطبية | الغرسات والعلامات الإشعاعية |
| الفضاء | فوهات الصواريخ، وغرف الاحتراق |
يحسّن شكل الجسيمات المحسّن من كثافة التعبئة والأداء في التلبيد والرش الحراري والطباعة وتصنيع المركبات.
الموردون العالميون لمسحوق النيوبيوم الكروي
تشمل بعض الموردين العالميين الرئيسيين لمسحوق النيوبيوم الكروي ما يلي:
| شركة | الموقع |
|---|---|
| إتش سي ستارك | ألمانيا، الولايات المتحدة |
| CBMM | البرازيل |
| جين نيكل | الصين |
| شركة اليابان للمعادن الجديدة | اليابان |
| ميكرون ميتالز | الولايات المتحدة الأمريكية |
| تايغوتك | كوريا الجنوبية |
ينتج المصنعون ذوو السمعة الطيبة مسحوق النيوبيوم الكروي وفقًا لمعايير عالية تتوافق مع متطلبات التطبيق. ويقدم البعض خدمات إضافية مثل الطلاء بالرش الحراري.
تسعير مسحوق النيوبيوم الكروي
تتراوح تكاليف مسحوق النيوبيوم الكروي على أساس النقاء، وحجم الجسيمات، والتوزيع، والكمية، والشركة المصنعة:
- النقاء:: درجات 99.8 في المائة –؛ 50-80 دولار/رطل، و99.9 في المائة/رطل، و8211 دولار/رطل، و60-100 دولار/رطل، و99.99 في المائة/رطل، و8211 دولار/رطل، و150-300 دولار/رطل
- حجم الجسيمات: زيادة الأسعار بالنسبة للأحجام الأصغر من 44 ميكرومتر
- الكمية: خصومات بالجملة على أحجام الطلبات التي تزيد عن 25-50 رطلاً
- الشركة المصنعة: أقساط الدرجات الراقية من أفضل الشركات المصنعة
اتصل بموردي النيوبيوم المعتمدين للحصول على سعر محدد بناءً على المواصفات والكمية التي تريدها.
إيجابيات مسحوق النيوبيوم الكروي وسلبياته
مزايا
- قوة وصلابة عالية
- مقاومة ممتازة للتآكل
- معامل احتكاك منخفض
- مقاومة عالية للصدمات الحرارية
- خواص التوصيل الفائق
- متوافق حيوياً للاستخدامات الطبية
- شكل كروي يحسن التعبئة والتدفق
سلبيات
- تكلفة عالية مقارنة بالمعادن الأخرى
- هش مع ليونة منخفضة عند البرودة
- يتطلب معالجة خاملة بسبب التفاعلية
- محدودية العرض والإنتاج العالمي
- تؤثر الأكاسيد سلبًا على الأداء
- صعوبة في التشغيل الآلي في صورة صلبة
أسئلة وأجوبة
س: ما الفرق بين مسحوق النيوبيوم الكروي وغير المنتظم؟
ج: المسحوق الكروي له شكل دائري شبه مثالي مقارنةً بالمسحوق الزاوي أو غير المنتظم. وهذا يحسن التدفق وكثافة التعبئة والأداء في تطبيقات مثل الرش الحراري.
س: ما هو حجم الجسيمات الأفضل لطلاءات الرش الحراري؟
ج: بالنسبة لمعظم عمليات الرش الحراري، تعمل الأحجام من -170 شبكة إلى -325 شبكة (44 إلى 125 ميكرومتر) بشكل جيد. يمكن استخدام أحجام أدق أقل من 10 ميكرومتر للرش بالبلازما المعلق أو محلول السلائف.
س: هل مسحوق النيوبيوم قابل للاشتعال أم قابل للانفجار؟
ج: مسحوق النيوبيوم غير قابل للاشتعال أو الانفجار بمفرده ولكن المساحيق الدقيقة يمكن أن تشكل سحب غبار متفجرة عند تشتيتها. يوصى بمعالجة الغاز الخامل.
س: هل مسحوق النيوبيوم الكروي سام؟
ج: يتميز معدن النيوبيوم بسمية منخفضة جداً ويعتبر آمناً للتلامس البشري أو الأجهزة الطبية القابلة للزرع. يُنصح باتخاذ احتياطات التعامل معه.
س: كيف يتم تخزين مسحوق النيوبيوم الكروي والتعامل معه؟
ج: يوصى بإحكام إغلاق الغاز الخامل والتخزين الجاف. تمنع الحاويات محكمة الإغلاق امتصاص الأكسجين والرطوبة التي يمكن أن تؤدي إلى تدهور خصائص المسحوق.
خاتمة
يوفر مسحوق النيوبيوم الكروي أداءً محسنًا في الإلكترونيات والطلاء والتصنيع والتطبيقات الكيميائية والطبية الحيوية وغيرها من التطبيقات الهامة بفضل شكله الكروي المحسّن ونقائه.
عند مطابقته للمواصفات، يوفر مسحوق النيوبيوم الكروي تدفقًا محسنًا وكثافة تعبئة وقوة وتوصيل محسّنة مطلوبة لتقنيات وعمليات الجيل التالي مع الحفاظ على مقاومة النيوبيوم الكامنة للتآكل.