Hochtemperaturresistente Niob -Partikel

Durch Oberflächensilicid-Beschichtung (wie Nbsi ₂) oder Legierung (wie NB - 10W - 1ZR) wird die Oxidationsresistenztemperatur von Niobiumpartikeln von 600 Grad C von reinem Niobium bis 1200-1400-C. erhöht, und der Hochtemperaturstärke ist mehr. Dieses Merkmal macht es zu einem additiven Fertigungsmaterial für die internen Kühlkanäle von Raketenmotorendüsen, die mit hohem Temperaturgaserosion standhalten können. Gleichzeitig als Isolationsbarriereschicht für geschmolzene Salzkernreaktoren, resistent gegen 800 -Grad -C -Fluoridsalzkorrosion und thermische Schock.
Die Reinheit von Niob -Partikeln ist größer oder gleich 99,95%mit strenger Kontrolle über Sauerstoff (o<500ppm) and nitrogen (N<100ppm) content, and possessing low neutron absorption cross section (1.1 bar) and radiation damage resistance (>5 DPA). Dieses Merkmal gilt für das Schutzhülle von Space -Kernkraftsystemen und stellt den langen - -Premce der thermoelektrischen Isotopen -Thermoelektrik -Generatoren in Bestrahlungsumgebungen sicher; Es wird auch für die erste Wandverstärkungsschicht von Fusionsgeräten verwendet, um der Erosion der Plasma zu widerstehen.

Kernprozessfluss

1, Vorbereitung von High - Reinheit Niobium Rohstoffe

• Elektronenstrahlschmelzen (EBM)

Durch Bombardieren von Niobium -Rohstoffen mit hohen - Energiektronenstrahlen in einer Vakuumumgebung werden flüchtige Verunreinigungen wie Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff entfernt, und die Reinheit wird auf mehr als oder gleich 99,95%erhöht, wobei die Materialstiftung für die nachfolgende Verarbeitung aufweist.

• Legierungsbehandlung

Hinzufügen von Elementen wie Wolfram (W), Hafnium (HF), Zirkonium (zr), um eine hohe Temperaturlegierungen (wie NB-10W-1ZR) zu bilden, und sicherzustellen, dass die Gleichmäßigkeit der Zusammensetzung durch Vakuumbogenschmelze (VAR) die Zusammensetzung der Zusammensetzung sicherstellt.
2, Pulverformungsprozess

• Plasmazerstäubung (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%) Partikel mit einem Partikelgrößenbereich von 15-150 & mgr; m.

• Wasserdehydrierung (HDH)

Niob -Ingots werden nach Wasserstoffverspritzung bei hohen Temperaturen zerkleinert und dann einer Vakuumdehydrierung ausgesetzt, um unregelmäßig geformte Partikel mit geringerem, aber geringfügig höheren Sauerstoffgehalt zu erhalten.

• Mechanisches Screening und Einstufung

Durch die Verwendung von Vibrations-Screening und Luftstromklassifizierungstechnologie kann die Partikelgrößenverteilung genau kontrolliert werden (z. B. 15-53 & mgr; m für die additive Herstellung).
3, Behandlung mit Oberflächenmodifikation

• Vorbereitung der Silizidbeschichtung

Die chemische Dampfabscheidung (CVD) wird verwendet, um NBSI ₂- oder MOSI-Beschichtungen (Dicke 10 bis 30 μm) auf der Oberfläche von Partikeln zu erzeugen, wodurch die Oxidationswiderstandstemperatur von 600 Grad C bis 1400 Grad C. erhöht wird.

• Vakuumwärmebehandlung

Führen Sie Diffusionsglühen in einer Vakuumumgebung von 1200 - 1400 Grad C durch, um die Haftung zwischen der Beschichtung und dem Substrat zu verbessern und vermeiden Sie das Schälen von Hochtemperaturen.

• Passivierung

Oberflächenrauheit reduzieren (ra<0.5 μ m) and minimize stress concentration in high-temperature environments through electrolytic polishing or chemical polishing.
4, Leistungstest und Qualitätskontrolle

• Physischer Eigentumstest

Partikelgrößenverteilung (Laserbeugungsmethode), Sphärizität (Bildanalysator), Fließfähigkeit (Hallflussmeter);
Schwingungsdichte (größer oder gleich 4,5 g/cm ³) und Porositätserkennung.

• Chemische Leistungsanalyse

Messung des O- und N -Gehalts unter Verwendung eines Sauerstoff- und Stickstoffanalysators (O. O.<500ppm, N<100ppm);
ICP - ms erkennt die Einheitlichkeit der Legierelementverteilung.

• Hochtemperaturleistungsprüfung

1400 Grad C Oxidationstest (Oxidation Gewichtszunahme<1 mg/cm ² · h);
Hochtemperatur -Zug- und Kriechtests (Kriechverformung<1% at 1000 ° C/100h).

High sphericity (>95%) und gleichmäßige Partikelgrößenverteilung (15 -} 53 μm) sind mit hervorragender Fließfähigkeit Partikel ausgestattet und erfüllen die Anforderungen additiver Herstellungsprozesse wie Laser -selektives Schmelzen (SLM). Dieses Merkmal wird verwendet, um Verbundstrukturen an der Vorderkante von Hyperschallflugzeugen herzustellen, wodurch der thermische Gradientenschutz erreicht wird. Als Reparaturmaterial für Flugzeugmotor-Turbinenblätter wird die Laserverkleidung verwendet, um die Hochtemperaturleistung wiederherzustellen.
Die Kombination von niedriger Dichte (8,57 g/cm ³) und Resistenz gegen flüssige Metallkorrosion (jährliche Korrosionsrate<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.
Hochtemperaturresistente NIOB -Partikel erzielen im heißen Ende von Luft- und Raumfahrtmotoren, Abschirmstrukturen von Kernenergiesystemen und führende Kanten von Hypersonic -Flugzeugen durch Multi -Merkmal -Synergien, die zur Kernmaterialunterstützung für extreme Umwelttechnologieanlagen werden.

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