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Visão geral de Pó de silicone de titânio

O pó de titânio e silício é uma liga em pó composta de titânio e silício. Ele oferece uma combinação exclusiva de propriedades que o tornam adequado para uma ampla gama de aplicações.

Algumas das principais vantagens do pó de silício de titânio incluem:

  • Alta relação resistência/peso
  • Boa resistência à corrosão e à oxidação
  • Capacidade de resistir a altas temperaturas
  • Baixo coeficiente de expansão térmica
  • Não tóxico e biocompatível

O pó de titânio e silício pode ser produzido por meio de vários métodos, como atomização de gás, liga mecânica e síntese de plasma térmico. A composição e as propriedades podem ser personalizadas com o ajuste da proporção Ti/Si e dos parâmetros de produção.

Pó de silicone de titânio
Pó de silicone de titânio 3

Tipos de pó de silicone de titânio

O pó de silício de titânio está disponível em várias composições, tamanhos de partículas e morfologias, dependendo do método de produção e da aplicação pretendida:

TipoComposição típicaTamanho da partículaMorfologia
Ti-6Si6% Si, equilíbrio Ti15-45 μmEsférico
Ti-10Si10% Si, equilíbrio Ti106-250 μmIrregular
Ti-15Si15% Si, equilíbrio Ti45-106 μmEscamoso

Ti-6Si O pó com partículas pequenas e esféricas oferece boa fluidez para a manufatura aditiva. Ti-10Si O pó irregular é adequado para pulverização térmica. Ti-15Si A morfologia escamosa proporciona maior área de superfície para aplicações de sinterização.

Composição do pó de silício de titânio

O teor de silício no pó de silício de titânio pode variar de 6% a 15%. O silício melhora a resistência, o módulo de elasticidade e as propriedades de alta temperatura do titânio. Ele também refina a microestrutura, levando a uma melhor ductilidade e resistência à fratura.

Com adições mais altas de silício, começam a surgir problemas como dificuldade de trabalhar e aumento da fragilidade. Portanto, as adições ideais de Si dependem da aplicação - cerca de 6% para manufatura aditiva, 10% para pulverização térmica e 15% para sinterização.

Os traços de impurezas no pó de silício de titânio do processo de produção podem incluir:

ImpurezaComposição típica
Oxigênio (O)0.15%
Nitrogênio (N)0.05%
Carbono (C)0.08%
Ferro (Fe)0.30%

O controle dos níveis de impureza é fundamental para a qualidade do pó, pois eles podem afetar negativamente as propriedades mecânicas.

Propriedades do pó de silício de titânio

As principais propriedades do pó de silício de titânio incluem:

PropriedadeValores típicos
Densidade4,1-4,5 g/cm3
Ponto de fusão1600-1700°C
Condutividade térmica6,7-10,5 W/mK
Resistividade elétrica1,7-1,75 μΩ.m
Módulo de Young110-160 GPa
Índice de Poisson0.32-0.34
Resistência à oxidaçãoAté 700°C no ar

Com maior teor de silício, a densidade, o módulo de elasticidade e a resistividade aumentam, enquanto a condutividade térmica diminui. A otimização dessas propriedades amplia a aplicabilidade dos pós de silício de titânio.

Pó de silicone de titânio Formulários

Algumas das principais áreas de aplicação do pó de silício de titânio incluem:

SetorFormuláriosBenefícios
AeroespacialLâminas da turbina, trem de pousoAlta resistência, resistência à temperatura
AutomotivoPeças do motor, válvulasResistência ao desgaste e à corrosão
BiomédicoImplantes, dispositivosBiocompatível, não tóxico
Manufatura AditivaComponentes impressos em 3DBaixa densidade, boa capacidade de impressão
Spray térmicoRevestimentosAlta dureza e resistência ao desgaste

A composição e as propriedades personalizadas dos pós de silício de titânio os tornam adequados para essas aplicações críticas em todos os setores.

Pó de silicone de titânio
Pó de silicone de titânio 4

Especificações do pó de silício de titânio

Os pós de silício de titânio estão disponíveis em várias especificações internacionais e industriais:

PadrãoNotasTamanho da partículaImpurezas
ASTM B9815ª série, 2363-150 μmLimites de Fe, C, N
AMS 4995Tipo A, B, C45-125 μmLimites de O, N, C
AP&CTSi6, TSi1020-63 μmComposição personalizada

As especificações determinam a distribuição do tamanho das partículas, a morfologia, as características de fluxo, a densidade aparente, bem como os limites rigorosos de impurezas. Atender aos padrões de certificação é essencial para garantir o controle de qualidade.

Fornecedores do mercado de silício em pó de titânio

Alguns dos principais fornecedores globais de pó de silício de titânio incluem:

EmpresaCapacidade de produçãoPreços
AP&C1500 toneladas por ano$55-75 por kg
TLS Technik1000 toneladas por ano$45-90 por kg
AMETEK500 toneladas por ano$60-120 por kg
Sandvik250 toneladas por ano$75-150 por kg

O preço é determinado pelo volume do pedido, pela composição do pó, pelas características das partículas e pelo nível de controle de qualidade de acordo com as especificações. Pedidos personalizados maiores tendem a ter mais espaço de negociação nos termos de preços em comparação com compras de pequenos lotes padrão.

Prós e contras de Pó de silicone de titânio

PrósContras
Alta relação resistência/pesoCaro em comparação com o aço
Excelente resistência à corrosãoReatividade com oxigênio em altas temperaturas
Boas propriedades em altas temperaturasMenor ductilidade do que o titânio puro
Baixa toxicidadeDifícil de usinar em algumas composições
Propriedades personalizáveisFornecedores e capacidade de produção limitados

Ao otimizar a composição e os métodos de produção, os pós de silício de titânio proporcionam um desempenho inigualável, apesar de algumas limitações.

Comparação com alternativas

Vs Aço inoxidável: Mais caro, mas com uma relação resistência/peso muito maior, pode suportar temperaturas mais altas

Vs Ligas de alumínio: Maior densidade, mas melhor estabilidade ambiental e propriedades mecânicas

Vs Ligas de titânio: Mais frágil, mas com módulo e resistência à fluência em altas temperaturas superiores

Vs Ligas de tungstênio: Menor densidade e facilidade de processamento, mas comportamento de proteção contra radiação inferior

Entre as ligas avançadas concorrentes, pós de silício de titânio se destacam com base na combinação de propriedades personalizadas possibilitada pela liga de silício com titânio.

Perguntas frequentes

Aqui estão algumas perguntas frequentes sobre o pó de silicone de titânio:

P: Para que é usado o pó de silício de titânio?

A: O pó de silício de titânio é usado para fabricar componentes de alto desempenho para os setores aeroespacial, automotivo, dispositivos biomédicos, manufatura aditiva, revestimentos de spray térmico, etc., devido à sua excelente força, resistência à temperatura e biocompatibilidade.

P: O pó de silicone de titânio contém titânio e silício?

A: Sim, é uma liga em pó composta de titânio e silício em proporções variáveis, como Ti-6Si, Ti-10Si, com base na composição designada.

P: Quais métodos de processamento podem usar o pó de silício de titânio?

A: As principais rotas de processamento incluem manufatura aditiva (impressão 3D), moldagem por injeção de pó, pulverização térmica, metalurgia do pó, incluindo prensagem e sinterização, prensagem isostática a quente (HIP) e tratamento térmico.

P: Quais são as propriedades mecânicas do pó de silício de titânio?

A: Sua densidade varia de 4,1 a 4,5 g/cm3, módulo de elasticidade de 110 a 160 GPa, resistência de 500 a 1100 MPa, alongamento de 5 a 15% e temperatura máxima de uso de até 700°C no ar. As propriedades dependem da composição e do processamento.

P: O pó de silício de titânio requer armazenamento ou manuseio especial?

A: Ele se oxida rapidamente acima de 500°C, formando óxidos de superfície frágeis. Portanto, a vedação com gás inerte e a umidade limitada são necessárias durante o armazenamento e o manuseio para controlar a contaminação.

P: Quais são as alternativas ao uso do pó de silicone de titânio?

A: As alternativas incluem aços inoxidáveis, ligas de titânio, ligas de alumínio e ligas de tungstênio. Mas o silício de titânio oferece a melhor combinação equilibrada de propriedades de resistência, densidade, rigidez, biocompatibilidade e estabilidade em altas temperaturas.

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