Tube de niobium à haute température

La production de tubes de niobium résistants à la température élevés - commence par la préparation de billets de niobium pureté élevés -. Le métal de niobium est purifié à plus de 99,95% grâce à des processus de fusion de faisceau d'électrons (EBM) et de fusion à l'arc sous vide (VAR), éliminant efficacement les impuretés telles que l'oxygène, l'azote et le carbone, posant les bases de performances de température élevées -. Par la suite, le blanc de tube est formé par perforation à l'extrusion à chaud, et les dimensions sont contrôlées avec précision par plusieurs processus de roulement à froid ou de dessin à froid. Pendant le processus, un recuit intermédiaire est nécessaire dans un environnement sous vide pour éliminer le durcissement du travail. Enfin, le soudage à étanche à air élevé est obtenu par le soudage du faisceau d'électrons (EBW) ou le soudage TIG.

Le processus de production comprend également des étapes clés de traitement thermique et de modification de la surface: recuit de recristallisation dans des conditions de vide de 1000 - 1200 degrés C pour optimiser la structure des grains et la résistance à la température élevée de la température -; En réponse aux exigences de résistance à l'oxydation à haute température, un revêtement de sicide (comme la technologie NBSI ₂) est formé à la surface par le biais de la technologie de dépôt de vapeur chimique (CVD), améliorant considérablement sa durée de vie dans des environnements supérieurs à 1200 degrés C. L'ensemble du processus adopte non {{5 }. leur permettant de répondre aux exigences d'utilisation à long terme des conditions de travail extrêmes telles que les moteurs aérospatiaux et les réacteurs nucléaires.

Caractéristiques de base

 

 

01

Excellente performance de température -

Le point de fusion du niobium est aussi élevé que 2468 degrés C, ce qui en fait un métal réfractaire. Les tubes de niobium maintiennent une résistance élevée, une résistance au fluage et une stabilité structurelle dans des environnements de température élevés - (tels que 1200-1400 degrés C), en particulier lorsqu'ils travaillent sous vide ou atmosphères inertes pendant longtemps sans dégradation.

 

02

Excellente résistance aux antioxydants et à la corrosion

Par revêtement de surface (comme le revêtement de sicide) ou l'alliage (comme NB - 1zr, nb hf ti), sa résistance d'oxydation à haute température et sa résistance à la corrosion des gaz sont significativement améliorées, et il peut résister à la corrosion des métaux liquides (comme le sodium et le potassium) et les milieux acides.

 

03

Excellente stabilité des chocs thermiques

Capable de résister à de graves fluctuations de température (telles que l'allumage / arrêt du moteur de fusée, le vaisseau spatial re - entrée dans l'atmosphère) sans se fissurer ni déformation.

 

04

Bonne performance de traitement et de soudage

Excellente ductilité, support de précision en matière de précision telle que la flexion à froid, l'expansion et la réduction du diamètre, et capable d'obtenir une résistance élevée - et des connexions à haute tenue d'air telles que le soudage par faisceau d'électrons et le soudage TIG.

Les tubes de niobium résistants à haute température sont principalement utilisés pour les systèmes d'alimentation dans des environnements thermiques extrêmes dans l'aérospatiale. Par exemple, dans les moteurs à fusée à hydrogène liquide / à oxygène liquide, les tubes de niobium sont utilisés comme pipelines d'administration de propulseur, qui doivent résister à la température alternée intense du gaz de - 253 degrés C à 1500 degrés C; La paroi de la chambre de poussée d'un certain type de moteur de contrôle d'attitude est faite de tuyaux en alliage de niobium, qui sont traités avec un revêtement de sicide de surface pour maintenir l'intégrité structurelle et la résistance à l'oxydation sous une érosion du gaz à haute température.

Dans le réacteur nucléaire de quatrième génération, les tubes de niobium sont le matériau préféré du circuit de refroidissement en métal liquide des réacteurs rapides refroidis par le sodium. Par exemple, le pipeline d'échangeur de chaleur intermédiaire d'un certain réacteur rapide expérimental utilise des tubes en alliage NB - 1zr, qui peuvent atteindre un service à terme long - dans un environnement de sodium liquide à température élevé de 550 à 800 degrés C; Dans le projet international des réacteurs expérimentaux thermonucléaires (ITER), il est utilisé pour le premier pipeline de système de refroidissement par mur, qui doit résister à la fois à l'irradiation à neutrons et aux conditions extrêmes du liquide de refroidissement à haute température en hélium.

Dans les champs de la fabrication de semi-conducteurs et de nouveaux matériaux, ce matériau est utilisé pour l'équipement thermique final élevé -. Par exemple, le manchon protecteur de l'élément chauffant du four à frittage à vide est en tube de niobium pur, qui peut fonctionner en continu pendant plus de 5000 heures dans un environnement à vide de 1800 degrés C; Le pipeline de support de champ thermique d'un certain four à croissance monocristalline en silicium utilise des tubes de niobium car leur taux d'atténuation de la température - élevé sous atmosphère inerte est inférieur à celui des matériaux traditionnels de molybdène.

Dans le domaine de la production d'électrolytique électrolytique haute température élevée, les tubes de niobium sont utilisés comme pipelines d'hydrogène pour les cellules d'électrolyse d'oxyde solide (SOEC) pour maintenir une résistance à la corrosion dans des environnements de vapeur de température élevés - à 800 degrés C; Une certaine entreprise chimique utilise des tubes de niobium pour les faisceaux de tube à condenseur à acide nitrique concentré, remplaçant les matériaux traditionnels en acier inoxydable pour prolonger la durée de vie de l'équipement de 6 mois à plus de 5 ans.

Les avantages de performance complets des tubes de niobium élevés résistants à la température - dans des conditions de travail extrêmes: ils peuvent répondre aux exigences ultimes de la légèreté et de la fiabilité dans l'aérospatiale, ainsi que de faire face à l'environnement de rayonnement de température élevé - dans le domaine de l'énergie nucléaire. Dans le même temps, ils améliorent considérablement la vie et l'économie de l'équipement dans les domaines de la nouvelle énergie et du génie chimique. Avec l'avancement continu de la technologie du revêtement de surface et des processus d'alliage, les limites d'application des tubes de niobium s'étendront davantage à des environnements de température et de corrosion plus exigeants.

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