Niobium Powder: Pendahuluan, Aplikasi, Manfaat

Daftar Isi

Niobium adalah logam tahan api dengan sifat unik seperti kekuatan suhu tinggi, ketahanan terhadap korosi, dan superkonduktivitas. Serbuk Niobium memungkinkan pembuatan komponen canggih dari logam ini dengan menggunakan teknik seperti manufaktur aditif dan metalurgi serbuk.

Panduan ini memberikan gambaran rinci tentang bubuk niobium termasuk sifat-sifatnya, metode produksi, karakteristik partikel, aplikasi, keuntungan, keterbatasan, harga, dan perbandingan dengan logam alternatif.

Pengantar Bubuk Niobium

Serbuk Niobium memiliki karakteristik utama sebagai berikut:

  • Terbuat dari elemen tahan api niobium (Nb)
  • Titik leleh tinggi 2477°C
  • Kepadatan 8,57 g/cm3
  • Tersedia dalam berbagai distribusi ukuran partikel
  • Terutama digunakan dalam karbida dan superalloy yang disemen
  • Juga digunakan dalam elektronik, optik, dan superkonduktor
  • Cocok untuk manufaktur aditif, semprotan termal, dan MIM

Sifat refraktori Niobium cocok untuk pembuatan komponen khusus berkinerja tinggi melalui jalur metalurgi serbuk.

bubuk niobium

Sifat dan Karakteristik Serbuk Niobium

Sifat Fisik

  • Kepadatan: 8,57 g/cm3
  • Titik leleh: 2477°C
  • Resistivitas listrik: 15 μΩ-cm
  • Konduktivitas termal: 53 W/m-K
  • Ekspansi termal: 7,3 μm/m-K

Sifat Mekanis

  • Kekuatan tarik: 550 MPa
  • Kekuatan luluh: 240 MPa
  • Pemanjangan: 30%
  • Modulus elastisitas: 105 GPa

Sifat Suhu Tinggi

  • Mempertahankan kekuatan di atas 1000°C dalam ruang hampa udara
  • Transisi superkonduktor pada suhu 9,2K
  • Tekanan uap rendah bahkan di dekat titik leleh

Sifat Kimia

  • Ketahanan korosi yang sangat baik
  • Membentuk lapisan oksida pelindung yang stabil
  • Kelarutan rendah dalam paduan Fe, Ni, Cu

Metode Produksi untuk Bubuk Niobium

Teknik utama yang digunakan untuk memproduksi bubuk niobium meliputi:

  • Hydriding-Dehidriding - Metode paling umum untuk membuat serbuk niobium halus
  • Pengurangan Kalsium - Pengurangan Nb2O5 untuk niobium dengan kemurnian tinggi
  • Peleburan Berkas Elektron - Peleburan dan atomisasi menjadi bubuk halus
  • Pengurangan Karbon - Menggunakan karbon untuk mengurangi niobium pentoksida

Pengolahan Bubuk

  • Degassing dalam ruang hampa untuk mengurangi kotoran
  • Penggilingan dan pengkondisian untuk meningkatkan karakteristik bubuk
  • Paduan dengan elemen lain seperti titanium

Mengontrol kadar oksigen dan mencapai kemurnian tinggi sangat penting selama produksi bubuk niobium.

Ukuran dan Morfologi Partikel

Distribusi Ukuran

  • Berkisar dari 1 hingga 150 mikron
  • Ukuran yang lebih kecil lebih disukai untuk manufaktur aditif
  • Ukuran yang lebih besar digunakan untuk pelapis semprotan termal

Morfologi Partikel

  • Morfologi tidak teratur dengan partikel satelit
  • Pembentukan hampir bulat yang dicapai dengan pemrosesan plasma
  • Laju aliran yang diukur dengan flowmeter Hall

Komposisi Kimia

  • Kandungan Niobium di atas kemurnian 99,8%
  • Tingkat oksigen, nitrogen, dan karbon yang rendah
  • Memenuhi spesifikasi standar ASTM

Aplikasi Bubuk Niobium

Area aplikasi utama bubuk niobium meliputi:

Manufaktur Aditif

  • Komponen kedirgantaraan dan pesawat terbang
  • Perkakas suhu tinggi
  • Aplikasi vakum
  • Geometri yang disesuaikan atau kompleks

Karbida yang disemen

  • Alat potong dan suku cadang aus
  • Meningkatkan kekuatan dan ketahanan terhadap patah tulang

Nikel Superalloys

  • Memperkuat penambahan paduan
  • Paduan tipe Inconel 625, 718

Elektronik

  • Kapasitor, superkonduktor
  • Pelapis optik
  • Pembentukan balok

Pelapis

  • Lapisan tahan korosi
  • Aplikasi semprotan termal

Manfaat dan Keunggulan Serbuk Niobium

Beberapa manfaat utama menggunakan bubuk niobium:

  • Kekuatan tinggi dipertahankan pada suhu tinggi
  • Ketahanan oksidasi dan korosi yang sangat baik
  • Koefisien ekspansi termal yang rendah
  • Konduktivitas termal dan listrik yang baik
  • Meningkatkan kekuatan superalloy dan karbida yang disemen
  • Harga logam yang relatif stabil
  • Memungkinkan pembuatan komponen kompleks secara aditif
  • Tersedia kemurnian kimia yang tinggi
  • Paduan khusus dapat diproduksi
  • Kepadatan lebih rendah dari tungsten atau tantalum

Sifat unik niobium berguna untuk aplikasi khusus yang membutuhkan stabilitas suhu tinggi dan/atau ekspansi termal rendah.

Keterbatasan dan Kekurangan

Beberapa batasan penggunaan bubuk niobium meliputi:

  • Biaya tinggi dibandingkan dengan serbuk nikel dan besi
  • Kemampuan las yang lebih buruk daripada baja tahan karat
  • Rentan terhadap penggetasan hidrogen
  • Sifat piroforik membutuhkan penanganan yang hati-hati
  • Basis pemasok yang terbatas dibandingkan dengan paduan umum
  • Peralatan peleburan khusus diperlukan karena sifatnya yang tahan api
  • Pengembangan parameter diperlukan untuk aplikasi aditif baru
  • Inklusi oksida mungkin membutuhkan degassing yang ekstensif

Perawatan yang tepat harus dilakukan untuk mengontrol proses produksi bubuk dan prosedur penanganan niobium.

Bubuk Niobium Harga

Kisaran Harga Bubuk Niobium:

  • <10 mikron: $70-$100 per kg
  • 10-45 mikron: $50-$70 per kg
  • 45-106 mikron: $40-$60 per kg
  • Harga tergantung pada ukuran partikel, kemurnian, dan volume pesanan
  • Membutuhkan bahan baku dengan kemurnian tinggi, sehingga meningkatkan biaya
  • Pemasok yang terbatas mendorong biaya lebih tinggi
  • Masih ekonomis untuk aplikasi bernilai tinggi tertentu

Perjanjian jangka panjang dapat menjamin harga bubuk niobium yang stabil dari pemasok.

Perbandingan dengan Serbuk Logam Alternatif

Versus Bubuk Tungsten

  • Niobium memiliki kepadatan yang lebih rendah dari tungsten
  • Titik leleh lebih rendah dari tungsten
  • Kemampuan kekuatan suhu tinggi yang serupa
  • Kurang reaktif secara kimiawi dibandingkan tungsten

Versus Bubuk Tantalum

  • Kepadatan lebih rendah dari tantalum
  • Meleleh pada suhu yang jauh lebih rendah daripada tantalum
  • Lebih sedikit radioaktif dibandingkan tantalum alami
  • Alternatif biaya yang lebih rendah untuk tantalum

Versus Bubuk Titanium

  • Kemampuan suhu yang lebih tinggi dari titanium
  • Kepadatan yang lebih tinggi dan keuletan yang lebih rendah
  • Biaya yang jauh lebih tinggi daripada bubuk titanium
  • Titanium memiliki ketahanan korosi yang lebih baik dalam beberapa kondisi

Pertanyaan Umum

T: Bagaimana bubuk niobium diproduksi?

J: Metode produksi utama adalah hydriding-dehidriding, di mana niobium pentoksida direduksi secara kimiawi dan dihancurkan menjadi bubuk halus. Kemurnian tinggi dipertahankan melalui proses yang terkendali.

T: Apa saja aplikasi utama bubuk niobium?

J: Aplikasi utama meliputi karbida yang disemen, superalloy nikel, elektronik, dan pelapis. Ada peningkatan penggunaan dalam manufaktur aditif komponen kedirgantaraan dan perkakas yang membutuhkan stabilitas suhu tinggi.

T: Pada paduan apa bubuk niobium ditambahkan?

J: Niobium dipadukan untuk meningkatkan kekuatan suhu tinggi superalloy nikel dan kobalt. Ini juga meningkatkan karbida yang disemen yang terbuat dari karbida tungsten, titanium, dan tantalum.

T: Apakah niobium bereaksi dengan oksigen di atmosfer?

J: Pada suhu kamar, niobium membentuk lapisan oksida pelindung yang mencegah reaksi lebih lanjut. Pada suhu yang lebih tinggi di atas 400°C, niobium mudah bereaksi dengan oksigen di atmosfer dan terbakar.

T: Berapa ukuran partikel bubuk niobium yang tersedia?

J: Kisaran ukuran tipikal adalah 1-10 mikron untuk AM, 10-45 mikron untuk pengepresan, dan 45-150 mikron untuk semprotan termal. Serbuk yang lebih halus memberikan resolusi yang lebih baik, tetapi harganya lebih mahal.

T: Apakah bubuk niobium bersifat piroforik?

J: Ya, bubuk niobium dapat terbakar secara spontan di udara, terutama pada ukuran yang lebih halus di bawah 45 mikron. Tindakan pencegahan penanganan yang tepat sangat penting untuk mencegah kebakaran.

T: Bagaimana cara menyimpan bubuk niobium dengan aman?

J: Serbuk Niobium harus disimpan dalam wadah tertutup di bawah gas inert seperti argon untuk mencegah oksidasi dan penyalaan piroforik. Kondisi pemrosesan dan penyimpanan yang dikontrol dengan ketat sangat penting.

T: Apakah bubuk niobium dapat digunakan kembali?

J: Serbuk niobium yang tidak terpakai dapat digunakan kembali setelah penyaringan untuk menghilangkan kontaminan. Namun, bubuk segar umumnya direkomendasikan untuk aplikasi penting untuk mencegah cacat akibat penggunaan ulang.

ketahui lebih banyak proses pencetakan 3D

Bagikan Di

Facebook
Twitter
LinkedIn
WhatsApp
Email

Metal3DP Technology Co, LTD adalah penyedia terkemuka solusi manufaktur aditif yang berkantor pusat di Qingdao, Cina. Perusahaan kami mengkhususkan diri dalam peralatan pencetakan 3D dan bubuk logam berkinerja tinggi untuk aplikasi industri.

Kirimkan pertanyaan untuk mendapatkan harga terbaik dan solusi khusus untuk bisnis Anda!

Artikel Terkait

Why Spherical Ti6Al4V ELI Powder is the Best Choice for Critical Applications

When it comes to high-performance materials in industries like aerospace, medical, and additive manufacturing, few alloys can rival the versatility and strength of Spherical Ti6Al4V ELI Powder. This specialized form of titanium alloy powder brings together the benefits of titanium, aluminum, and vanadium to create a material that is not only lightweight but also exceptionally strong and corrosion-resistant. The added designation ELI (Extra Low Interstitial) means it is particularly suited for applications demanding the highest levels of biocompatibility and fatigue strength.

In this comprehensive guide, we’ll explore everything you need to know about Spherical Ti6Al4V ELI Powder—from its composition and key properties to its applications and pricing. Whether you’re an engineer sourcing materials for a new product or just curious about advanced alloys, this article will provide a deep dive into the world of Spherical Ti6Al4V ELI Powder.

Baca Lebih Lanjut >

Serbuk HEA Bulat AlCoCrFeNi2.1: Memberdayakan Manufaktur Berkinerja Tinggi

In the world of materials science, high-entropy alloys (HEAs) are like the superheroes of the metal world. They’re designed to withstand extreme conditions and perform in ways traditional alloys simply can’t. Among these advanced materials, AlCoCrFeNi2.1 Spherical HEA Powder is a standout. Why? Because it combines strength, durability, flexibility, and heat resistance in a single, game-changing package.

If you’re wondering what makes AlCoCrFeNi2.1 Spherical HEA Powder so special, think of it like a finely-tuned orchestra where each instrument plays a critical role. The elements—aluminum (Al), cobalt (Co), chromium (Cr), iron (Fe), and nickel (Ni)—come together in a balanced composition that amplifies the material’s properties. Each of these metals brings something important to the table, like corrosion resistance, toughness, and the ability to perform under high temperatures.

In this comprehensive guide, we’ll explore everything you need to know about AlCoCrFeNi2.1 Spherical HEA Powder. From its composition and unique properties to its wide range of applications, we’re going to break it all down in a way that’s easy to understand. By the end of this article, you’ll see why this revolutionary material is transforming industries such as aerospace, automotive, and energy.

Baca Lebih Lanjut >

Dapatkan Metal3DP
Brosur Produk

Dapatkan Teknologi Terbaru, Inovasi, dan Berita Perusahaan yang Disampaikan.