La poudre de niobium de morphologie sphérique offre des avantages uniques pour diverses applications nécessitant une combinaison de haute résistance mécanique, de résistance à la corrosion, de supraconductivité et d'autres propriétés spécialisées. Ce guide fournit une vue d'ensemble des éléments suivants Poudre de niobium sphérique couvrant la composition, les propriétés, la fabrication, les qualités, les spécifications, les applications, les prix, les fournisseurs, les avantages/inconvénients et d'autres détails.
Aperçu de la poudre de niobium sphérique
La poudre de niobium sphérique est constituée de petites particules sphériques presque parfaites composées de niobium métal d'une pureté typique supérieure à 99 %. La forme sphérique améliore l'écoulement et la densité de l'emballage par rapport à la poudre angulaire.
Les propriétés clés qui rendent la poudre de niobium sphérique utile sont les suivantes :
- Résistance et module élevés
- Excellente résistance à la corrosion
- Faible coefficient de frottement
- Supraconductivité à basse température
- Résistance aux chocs thermiques
- Biocompatibilité et non-toxicité
La poudre fine de niobium sphérique est utilisée dans les revêtements par projection thermique, les condensateurs, les supraconducteurs, la fabrication additive, les implants biomédicaux et d'autres applications avancées. Ce guide couvre la composition, les propriétés, la fabrication, les spécifications, les qualités et les applications des produits en poudre de niobium sphérique.
Composition de la poudre de niobium sphérique
Le niobium, également connu sous le nom de columbium, est un métal de transition réfractaire dont le numéro atomique est 41. La poudre de niobium commercialisée présente généralement les limites d'impuretés suivantes :
| Élément | Composition par poids |
|---|---|
| Niobium (Nb) | 99,8% minimum |
| Oxygène (O) | 2000 ppm max |
| Azote (N) | 100 ppm max |
| Carbone (C) | 500 ppm max |
| Hydrogène (H) | 100 ppm max |
| Fer (Fe) | 200 ppm max |
| Tantale (Ta) | 1000 ppm max |
| Tungstène (W) | 100 ppm max |
Une grande pureté est requise pour de nombreuses applications du niobium. Les qualités les plus strictes ont une pureté de 99,99 % ou plus. L'oxygène et l'azote sont contrôlés car ils peuvent fragiliser le niobium.
Propriétés des Poudre de niobium sphérique
Les principales propriétés de la poudre de niobium sphérique sont les suivantes :
| Propriété | Description |
|---|---|
| Densité | 8,57 g/cm3 |
| Point de fusion | 2468°C |
| Conductivité thermique | 53,7 W/m-K (à 20°C) |
| Résistivité électrique | 12,4-14 μΩ-cm (à 20°C) |
| Module de Young | 105 GPa |
| Résistance à la traction | 200-400 MPa |
| Élongation | 20-45% |
| Résistance à la corrosion | Excellente résistance à de nombreux acides et milieux oxydants |
| Température supraconductrice | 9.2 K |
Ces propriétés permettent de l'utiliser pour des applications nécessitant de la solidité, de la conductivité et de la résistance à la corrosion.
Processus de fabrication de la poudre de niobium sphérique
La poudre de niobium sphérique est produite par atomisation au gaz, un procédé avancé de métallurgie des poudres qui comporte les étapes suivantes :
| Stage | Description |
|---|---|
| Fusion | Le niobium de haute pureté est fondu par induction sous vide ou dans un gaz inerte. |
| Atomisation | Le flux de matière fondue est atomisé en fines gouttelettes à l'aide d'un gaz inerte. |
| Solidification | Les gouttelettes se solidifient rapidement en particules de poudre sphériques lorsqu'elles refroidissent |
| Collection | La poudre sphérique est recueillie dans une chambre située sous la buse. |
| Dépistage | Les particules sont tamisées en fonction de la taille souhaitée. |
Les paramètres d'atomisation sont contrôlés pour obtenir la distribution de la taille des particules, les caractéristiques d'écoulement, la densité apparente et la pureté requises. Le gaz inerte empêche l'oxydation.
Taille et distribution de la taille de la poudre de niobium sphérique
Les poudres de niobium sphériques sont disponibles dans différentes distributions de taille, classées par taille de maille standard :
| Taille des mailles | Taille des particules (μm) |
|---|---|
| -325 | Moins de 44 |
| -230 | 44-63 |
| -170 | 63-90 |
| -140 | 90-125 |
| -100 | 125-149 |
| -325+500 | 15-44 |
| -230+270 | 63-74 |
Les distributions de taille typiques maintiennent un coefficient de variation inférieur à 30 % pour des tailles de particules cohérentes. Des tailles plus petites, inférieures à 10 μm, peuvent être produites avec des techniques d'atomisation spéciales.
Grades de poudre de niobium sphérique
La poudre de niobium sphérique est disponible dans une gamme de niveaux de pureté et de spécifications :
| Grade | Pureté (%) | Oxygène (ppm) | Carbone (ppm) |
|---|---|---|---|
| Grade A | 99.8 | 1200 | 400 |
| Note B | 99.9 | 800 | 300 |
| Grille C | 99.95 | 500 | 200 |
| Grade D | 99.99 | 100 | 50 |
Les grades supérieurs, comme le grade D, offrent une pureté accrue et des niveaux d'impuretés interstitielles plus faibles, nécessaires pour les applications spéciales.
Applications de la poudre de niobium sphérique
Les principales applications de la poudre de niobium sphérique sont les suivantes :
| L'industrie | Applications |
|---|---|
| Électronique | Condensateurs céramiques multicouches, films supraconducteurs |
| Revêtements | Revêtements par projection thermique, amélioration de la surface |
| Chimique | Stockage de l'hydrogène, catalyseurs, batteries |
| Fabrication | Moulage par injection de métal, fabrication additive |
| Médical | Implants, radiopaque markers |
| Aérospatiale | Tuyères de fusée, chambres de combustion |
La forme optimisée des particules améliore la densité de l'emballage et les performances en matière de frittage, de pulvérisation thermique, d'impression et de fabrication de composites.
Fournisseurs mondiaux de poudre de niobium sphérique
Parmi les principaux fournisseurs mondiaux de poudre de niobium sphérique, on peut citer
| Entreprise | Localisation |
|---|---|
| H.C. Starck | Allemagne, États-Unis |
| CBMM | Brésil |
| Jien Nickel | Chine |
| Japon New Metals Co | Japon |
| Micron Metals | ÉTATS-UNIS |
| TaeguTec | Corée du Sud |
Les fabricants réputés produisent de la poudre de niobium sphérique selon des normes élevées correspondant aux exigences des applications. Certains proposent des services supplémentaires tels que des revêtements par pulvérisation thermique.
Fixation des prix des Poudre de niobium sphérique
Les coûts de la poudre de niobium sphérique varient en fonction de la pureté, de la taille des particules, de la distribution, de la quantité et du fabricant :
- La puretéTeneur de 99,8 % – ; 50-80 $/lb, teneur de 99,9 % – ; 60-100 $/lb, teneur de 99,99 % – ; 150-300 $/lb
- Taille des particules: Les prix augmentent pour les petites tailles inférieures à 44 μm.
- Quantité: Remises en vrac pour les commandes supérieures à 25-50 livres
- Fabricant: Primes pour les qualités haut de gamme des principaux fabricants
Contactez les fournisseurs de niobium établis pour obtenir un prix exact en fonction de vos spécifications et de la quantité.
Avantages et inconvénients de la poudre de niobium sphérique
Avantages
- Résistance et dureté élevées
- Excellente résistance à la corrosion
- Faible coefficient de frottement
- Résistance élevée aux chocs thermiques
- Propriétés supraconductrices
- Biocompatible pour les utilisations médicales
- La forme sphérique améliore l'emballage et l'écoulement
Inconvénients
- Coût élevé par rapport aux autres métaux
- Fragile et peu ductile à froid
- Nécessite un traitement inerte en raison de sa réactivité
- Offre et production mondiales limitées
- Les oxydes ont un impact négatif sur les performances
- Difficile à usiner sous forme solide
FAQ
Q : Quelle est la différence entre une poudre de niobium sphérique et une poudre de niobium irrégulière ?
R : La poudre sphérique a une forme arrondie presque parfaite par rapport à la poudre angulaire ou irrégulière. Cela améliore l'écoulement, la densité de l'emballage et les performances dans des applications telles que la pulvérisation thermique.
Q : Quelle est la meilleure taille de particules pour les revêtements par projection thermique ?
R : Pour la plupart des procédés de pulvérisation thermique, les tailles de -170 mesh à -325 mesh (44 à 125 μm) fonctionnent bien. Des tailles plus fines, inférieures à 10 μm, peuvent être utilisées pour la pulvérisation plasma de précurseurs en suspension ou en solution.
Q : La poudre de niobium est-elle inflammable ou explosive ?
R : La poudre de niobium n'est pas inflammable ou explosive en soi, mais les poudres fines peuvent former des nuages de poussière explosifs lorsqu'elles sont dispersées. Il est recommandé d'utiliser un gaz inerte.
Q : La poudre de niobium sphérique est-elle toxique ?
R : Le niobium métallique présente une très faible toxicité et est considéré comme sûr pour le contact humain ou les dispositifs médicaux implantables. Des précautions de manipulation sont conseillées.
Q : Comment la poudre de niobium sphérique est-elle stockée et manipulée ?
R : Il est recommandé de sceller les récipients sous gaz inerte et de les stocker au sec. Des récipients hermétiquement fermés empêchent l'absorption d'oxygène et d'humidité qui peuvent dégrader les propriétés de la poudre.
Conclusion
Grâce à sa morphologie sphérique optimisée et à sa pureté, la poudre de niobium sphérique offre des performances accrues dans les domaines de l'électronique, des revêtements, de la fabrication, de la chimie, de la biomédecine et d'autres applications critiques.
Lorsqu'elle est adaptée aux spécifications, la poudre de niobium sphérique permet d'améliorer le flux, la densité d'emballage, la résistance et la conductivité nécessaires aux technologies et processus de la prochaine génération, tout en conservant la résistance à la corrosion inhérente au niobium.