Блог

Тантал-40Ниобий

Благодаря свойствам бесконечно смешиваемого твердого раствора тантала и ниобия, сплав тантал-40Ниобий сочетает в себе высокую прочность, превосходную сверхпроводимость и хорошую обрабатываемость, что обеспечивает его широкое применение во многих высокотехнологичных областях, таких как химическое машиностроение и аэрокосмическая промышленность. Сплав тантал-40Ниобий значительно превосходит недостаточную прочность чистого тантала, достигая минимальной прочности на растяжение 241 МПа, предела текучести от 103 до 138 МПа и относительного удлинения не менее 25%. Сохраняя хорошую пластичность, он способен выдерживать нагрузки в большинстве случаев и обладает отличными свойствами холодной обработки, что позволяет обрабатывать его в различные формы.

Сплав Ta-Nb40 значительно превосходит по прочности чистый тантал, достигая минимальной прочности на растяжение 241 МПа, предела текучести от 103 до 138 МПа и относительного удлинения не менее 25%. Сохраняя хорошую пластичность, он может соответствовать требованиям к напряжению в большинстве сценариев и обладает отличными свойствами холодной обработки, что позволяет обрабатывать его в различные формы. Поверхность коррозионно-стойкого и жаропрочного материала образует плотную композитную оксидную пленку Ta₂O₅-Nb₂O5, которая имеет коррозионную стойкость, близкую к коррозионной стойкости чистого тантала. Он также обладает лучшей стойкостью в кислых средах, содержащих следовые количества фторид-ионов, и в воде под высоким давлением и температурой. Хотя его температура плавления ниже, чем у чистого тантала, она все еще значительно выше, чем у большинства металлических материалов. Он также может сохранять высокую прочность и сопротивление ползучести в средах выше 1000 ℃. Производство сплава Ta-Nb40 основано на обеспечении однородности и чистоты состава. Обычно процесс выглядит следующим образом: сначала отбирают высокочистые тантал и ниобий, смешивают их в определённом соотношении и прессуют в электроды. Затем отливают слитки методом вакуумной дуговой или вакуумной электронно-лучевой плавки, что обычно требует нескольких стадий плавки для предотвращения сегрегации состава. Затем слитки подвергают горячей ковке, горячей прокатке и другим видам горячей обработки для измельчения зерна. Если после горячей обработки требуется дальнейшее формование, можно выполнить холодную обработку, например, холодную прокатку. При возникновении чрезмерных напряжений в ходе этого процесса можно использовать промежуточный отжиг для их снятия. Наконец, сплав может быть переработан в различные формы, такие как трубы, прутки и проволока. Производство должно соответствовать стандартам и спецификациям, таким как ASTM B521 и B708.

Благодаря превосходной коррозионной стойкости и обрабатываемости, 40 ниобий- танталв трубчатой форме часто используется в производстве химических реакторов, теплообменников, трубопроводов и защитных трубок для термопар. Он устойчив к коррозии в различных сильных кислотных средах и подходит для суровых условий химического производства. В области сверхпроводимости и ядерной энергетики его превосходные сверхпроводящие свойства делают его пригодным для изготовления сверхпроводящих магнитов с высоким магнитным полем для приборов ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и ускорителей частиц. Его высокая термостойкость и радиационная стойкость также позволяют использовать его в качестве компонентов теплообменников в ядерных реакторах и высокотемпературных радиационно-стойких компонентов в токамаках. Он выдерживает температуры свыше 2000 °C в инертной или защитной атмосфере и может использоваться для изготовления высокотемпературных компонентов, таких как сопла ракетных двигателей и камеры сгорания. Однако в окислительной атмосфере для него требуются антиокислительные покрытия, такие как силициды, для предотвращения разрушения при высокотемпературном окислении.

Широко используется электронно-лучевая или вакуумно-дуговая плавка. тантал-40Ниобий Оба метода осуществляются в высоком вакууме, что позволяет эффективно удалять летучие примеси (такие как кислород и азот) для обеспечения чистоты и пластичности сплава. Для получения необходимых листов, фольги, проволоки или труб могут использоваться процессы холодной прокатки и холодного волочения. Промежуточный отжиг (выполняемый в высоком вакууме) необходим во время холодной обработки для устранения наклепа и восстановления пластичности материала. Конечные изделия (например, опоры) изготавливаются механической обработкой, лазерной резкой и другими методами. Для имплантатов поверхность обычно обрабатывается электрополировкой для достижения исключительно гладкой и чистой поверхности.

Тантал-40Ниобий — это высокоэффективный тугоплавкий сплав, упрочненный твердым раствором. Он сочетает в себе исключительную коррозионную стойкость и биосовместимость чистого тантала с более высокой прочностью и лучшей обрабатываемостью ниобиевых сплавов. В биомедицинских и высокотехнологичных химических отраслях он представляет собой практически идеальное решение для достижения максимальной надежности, безопасности и долговечности. Развитие передовых технологий обработки, таких как аддитивное производство, ещё больше расширяет возможности применения этого сплава в изготовлении индивидуальных медицинских имплантатов.