Particules de niobium résistantes à la corrosion
Les particules de niobium résistantes à la corrosion sont des matériaux de poudre fonctionnels préparés par des processus spéciaux basés sur un métal de niobium pureté élevé - (supérieur ou égal à 99,95%). Avec l'excellente résistance et la transformation de la corrosion de Niobium sous forme de poudre, il est devenu un matériau de base pour traiter des acides forts, des températures élevées et des environnements corrosifs spéciaux. Sa valeur fondamentale réside dans la fourniture d'une nouvelle solution matérielle pour la technologie de corrosion anti - dans des conditions de travail sévères.
Description
Les particules de niobium, avec leur film de passivation de niobium dense (NB ₂ O ₅) à la surface, ont une excellente résistance à de forts acides tels que l'acide nitrique, l'acide chlorhydrique et la régi aqua, avec un taux de corrosion annuel inférieur à 0,01 mm. Cette caractéristique en fait un matériau pour les revêtements de pulvérisation thermique sur les parois intérieures des réacteurs chimiques, utilisés pour protéger l'équipement des longs opérations - dans un environnement acide nitrique à 70%; En tant qu'additif d'électrode pour les cellules électrolytiques, il maintient la stabilité structurelle dans les électrolytes acides et prolonge la durée de vie de l'équipement.
Les particules de niobium ont un point de fusion allant jusqu'à 2468 degrés C et peuvent résister à la corrosion des métaux liquides tels que le sodium et le potassium à 550 degrés C. Cette caractéristique convient aux matériaux d'étanchéité dans le circuit de refroidissement des réacteurs rapides refroidis par sodium; Il est également utilisé comme couche protectrice pour les récipients de traitement des déchets nucléaires, garantissant une sécurité longue - dans un double environnement de rayonnement fort et de corrosion à haute température.
Les particules de niobium ont une pureté supérieure ou égale à 99,95%, sont non cytotoxiques et résistantes à la corrosion du liquide corporel et se conforment aux normes médicales ISO 5832. Cette caractéristique le rend adapté au revêtement de surface des implants orthopédiques (tels que les prothèses articulaires), favorisant l'intégration osseuse et inhibant la libération d'ions métalliques; En tant que matériel de revêtement antibactérien pour les stents vasculaires, il réduit les réactions inflammatoires post-implantation.
Des particules irrégulières (surface spécifique élevée) ou sphériques (flux élevée) peuvent être préparées par des processus de déshydrogénation d'hydrogénation (HDH) ou d'atomisation du plasma (PA) pour répondre à différentes exigences de traitement. Cette fonctionnalité est utilisée comme additif pour les revêtements de corrosion anti - sur des plates-formes offshore, formant une couche d'érosion d'ions anti-chlorure par pulvérisation; Également utilisé comme substrat de prothèse imprimé en 3D pour réaliser la fabrication résistante à la corrosion - de personnalisation.
Processus de production de base
Le processus de production de la corrosion - Les particules de niobium résistantes intègrent une technologie métallurgique de pureté élevée -, le processus de préparation de la poudre et le traitement d'ingénierie de surface
1, Préparation de matières premières élevées - Pureté Niobium
- Maisse par faisceau d'électrons (EBM)
Dans un environnement à vide élevé, des poutres d'énergie élevées - sont utilisées pour bombarder et faire fondre les matières premières de niobium, éliminer efficacement les impuretés volatiles telles que l'oxygène, l'azote et le carbone, offrant une pureté de qualité niobium croissante à ou moins à 99,95%, offrant des sous-trases de qualité élevées élevées.
- Maisse à arc sous vide (VAR)
En tant que méthode de raffinage supplémentaire, les impuretés volatiles non - peuvent être éliminées et les propriétés des matériaux peuvent être optimisées en ajoutant des éléments d'alliage de trace (tels que le zirconium et le tantale) pour assurer l'uniformité de la composition.
2, processus de formation de poudre
- Processus d'hydrodéhydrogénation (méthode HDH)
Hydrogénation: isolant les lingots de niobium dans une atmosphère d'hydrogène à 500 à 800 degrés C pour induire une fragilisation de l'hydrogène.
Écrasement: Le lingot de niobium fragile est écrasé mécaniquement en particules de forme irrégulière.
Déshydrogénation: le traitement de déshydrogénation est effectué dans un vide élevé à 800 à 1000 degrés C pour obtenir des particules de niobium avec une faible teneur en oxygène.
Caractéristiques: Cette méthode a un coût relativement faible et la poudre obtenue est irrégulière avec une grande surface spécifique, mais la teneur en oxygène est relativement élevée (généralement contrôlable en dessous de 800 ppm).
- Méthode d'électrode rotative du plasma (PREP)
En utilisant la tige d'alliage Niobium - élevée comme électrode consommable, l'extrémité est fondu par l'arc de plasma sous protection des gaz inertes.
L'électrode tourne à grande vitesse, et sous l'action de la force centrifuge, les gouttelettes fondues sont jetées, sphéroïdisées et refroidies pour former des particules de niobium à sphéricité élevées.
Caractéristiques: La poudre obtenue a une bonne sphéricité, une bonne fluidité, une pureté élevée, une faible teneur en gaz, mais un coût élevé.
- Dépistage et classement mécaniques
Quelle que soit la méthode utilisée, la poudre préparée doit subir un dépistage des vibrations strictes et une classification du débit d'air pour contrôler précisément la distribution de la taille des particules (par exemple, subdivision: 1-45 μm, subdivision grossière: 45-150 μm) et répondre aux besoins de différents scénarios d'application.
3, traitement de purification et passivation de surface (étapes clés)
- Lavage d'acide et nettoyage chimique
Nettoyez la surface des particules à l'aide d'une solution d'acide mixte (comme HF + HNO ∝) pour éliminer les contaminants de surface et les couches d'oxyde introduites pendant le broyage et le traitement.
- électropolition
Les particules d'électropolissage dans un électrolyte spécifique réduit considérablement la rugosité de la surface et obtient une surface lisse (RA<0.5 μ m), which helps to form a more uniform and dense passivation film.
- traitement de la passivation
Par des méthodes chimiques ou électrochimiques (telles que la passivation de l'acide nitrique), un film de passivation de niobium de niobium dense, stable et hautement adhésif (NB ₂ O ₅) est activement généré à la surface des particules de niobium. Il s'agit de l'étape la plus critique dans la mise en œuvre et l'amélioration de sa résistance à la corrosion.
4, tests de performances et contrôle de la qualité
- Caractérisation des performances physiques
Distribution de la taille des particules: Utilisez un analyseur de taille des particules laser.
Morphologie et sphéricité: observée par microscopie électronique à balayage (SEM).
Liquidité: mesurée par le compteur de courant de la salle.
- composition chimique
Éléments de pureté et d'impureté: la spectrométrie de masse plasmatique à couplage inductif (ICP -}) a été utilisée.
Teneur en oxygène et en azote: utilisez un analyseur d'oxygène et d'azote pour contrôler strictement les indicateurs (comme O<800ppm, N<100ppm).
- Test de résistance à la corrosion
Test d'immersion sur l'environnement acide: déterminer le taux de corrosion annuel dans des solutions telles que 70% d'acide nitrique et de l'acide chlorhydrique concentré.
Test électrochimique: évaluer quantitativement la résistance à la corrosion en mesurant la densité du courant d'auto-corrosion et le potentiel de dégradation par courbe de polarisation potentiodynamique.
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