I. Wprowadzenie
W dziedzinie nowoczesnej nauki o materiałach stopy na bazie niobu zajmują ważną pozycję w wielu branżach wysokiej klasy dzięki swoim unikalnym zaletom wydajności. Jako typowy materiał stopowy na bazie niobu, płyta stopowa Nb1Zr stała się jednym z centrów badań materiałowych i zastosowań przemysłowych dzięki doskonałej kompleksowej wydajności. Składa się z niobu (Nb) jako matrycy i dodaje się około 1% elementu cyrkonu (Zr). Ten starannie opracowany system komponentów nadaje płytce stopowej serię doskonałych właściwości, dzięki czemu odgrywa ona niezbędną rolę w kluczowych dziedzinach, takich jak lotnictwo, przemysł jądrowy i przemysł elektroniczny.
II. Skład i mikrostruktura
(I) Skład chemiczny
W płytce stopowej Nb1Zr niob jako główny składnik zapewnia dobre właściwości wewnętrzne, takie jak wysoki punkt topienia, niska gęstość i dobra przewodność. Dodatek 1% pierwiastka cyrkonowego odgrywa kluczową rolę w wzmacnianiu i modyfikacji. Cyrkon może udoskonalić ziarna stopu, skutecznie poprawić wytrzymałość i twardość stopu oraz zwiększyć jego odporność na pełzanie. Ponadto, ze względu na silne powinowactwo między cyrkonem a tlenem, może on preferencyjnie reagować z tlenem, tworząc w ten sposób gęstą warstwę tlenkową na powierzchni stopu, chroniąc matrycę niobową przed dalszym utlenianiem i znacząco poprawiając odporność na utlenianie stopu.
(II) Mikrostruktura
Na poziomie mikroskopowym płyta stopowa Nb1Zr ma równomiernie rozproszoną strukturę drobnego ziarna. Struktura ta powstaje stopniowo podczas topienia, przetwarzania i obróbki cieplnej stopu. Drobny rozmiar ziarna nie tylko pomaga poprawić wytrzymałość i wytrzymałość stopu, ale także poprawia jego wydajność przetwarzania i odporność na korozję. Pod mikroskopem elektronowym można zaobserwować, że pierwiastek cyrkonu jest równomiernie rozproszony w macierzy niobu, a niektóre atomy cyrkonu mogą być skoncentrowane na granicach ziaren, co dalsze poprawia wydajność stopu poprzez mechanizm wzmacniania granic ziaren.
III. Charakterystyki wydajności
I) Właściwości mechaniczne
Wysoka wytrzymałość i wysoka wytrzymałość: Płyta stopowa Nb1Zr wykazuje dobrą równowagę wytrzymałości i wytrzymałości w temperaturze pokojowej i wysokiej temperaturze. Jego wytrzymałość na wytrzymałość i wytrzymałość na rozciąganie są znaczne i może wytrzymać duże obciążenia zewnętrzne bez odkształceń tworzywa sztucznego. Jednocześnie płyta stopowa ma pewną wytrzymałość i nie jest łatwa do złamania po uderzeniu. Ta cecha sprawia, że nadaje się do scenariuszy zastosowań ze ścisłymi wymaganiami dotyczącymi właściwości mechanicznych materiału, takich jak gorące części silników lotniczych.
Dobra odporność na zmęczenie: Pod wpływem obciążeń zmiennych płyty stopowe Nb1Zr wykazują doskonałą odporność na zmęczenie. Drobne ziarna i równomiernie rozproszone fazy wzmocnienia w jego mikrostrukturze skutecznie utrudniają powstawanie i rozszerzanie pęknięć zmęczonych, przedłużając tym samym żywotność zmęczonego materiału. Dzięki temu płyta stopowa ma doskonałą niezawodność w częściach, które muszą wytrzymać obciążenia cykliczne przez długi czas, takie jak konstrukcje skrzydeł samolotów.
(II) Właściwości fizyczne
Odporność na wysokie temperatury: płyta stopowa ma doskonałą odporność na wysokie temperatury, z punktem topnienia do 2468 ° C i wysoką temperaturą rekrystalizacji. W środowisku o wysokiej temperaturze płyta stopowa może utrzymać dobrą strukturę organizacyjną i właściwości mechaniczne oraz skutecznie odporować na pełzanie się w wysokich temperaturach. Jednocześnie pierwiastek cyrkonu w stopie zwiększa jego zdolność przeciwutleniającą, umożliwiając mu stabilną pracę przez długi czas w atmosferze utleniającej wysokiej temperatury i nadaje się do elementów grzewczych, tarczy cieplnych i innych części pieców wysokotemperaturowych.
Niska gęstość: niska gęstość niobu sprawia, że płyta stopowa Nb1Zr ma stosunkowo niską gęstość, utrzymując przy tym wysoką wytrzymałość, co ma duże znaczenie w dziedzinach wrażliwych na wagę, takich jak lotnictwo. Stosowanie płyty stopowej Nb1Zr może zmniejszyć wagę komponentów i poprawić wydajność paliwa i zdolność ładunkową samolotów.
(III) Wydajność przetwarzania
Pomimo wielu doskonałych właściwości, płyta stopowa Nb1Zr nadal ma dobrą wydajność przetwarzania. Może być wykonany na części o różnych kształtach i rozmiarach poprzez konwencjonalne walcowanie, kucie, cięcie, spawanie i inne procesy przetwarzania. Podczas przetwarzania, poprzez rozsądną kontrolę parametrów przetwarzania, takich jak temperatura i szybkość odkształcenia, można skutecznie uniknąć występowania wad, takich jak pękanie i delaminacja, co zapewnia wygodę produkcji przemysłowej. Na przykład podczas procesu walcowania grubość i jakość powierzchni płyty mogą być dokładnie kontrolowane za pomocą wielu procesów walcowania na ciepło i na zimno; podczas spawania, zastosowanie odpowiednich metod spawania i parametrów procesu może uzyskać wysokiej jakości spawane stawy, aby zaspokoić różnorodne potrzeby różnych dziedzin przemysłowych.
IV. Pole zastosowania
(I) Pol lotnictwa
Części silników lotniczych: W silnikach lotniczych części gorące, takie jak komory spalania i łopatka turbiny, muszą pracować w surowych środowiskach wysokiej temperatury, wysokiego ciśnienia i szybkiego przepływu powietrza. Płyta stopowa Nb1Zr stała się idealnym materiałem do produkcji tych części ze względu na wysoką wytrzymałość, odporność na wysoką temperaturę i niską gęstość. Może wytrzymać ekstremalne warunki, zapewnić wydajną i stabilną pracę silnika oraz poprawić wydajność i niezawodność samolotu. Na przykład okładzina komory spalania wykonana z płyty stopowej Nb1Zr może utrzymać integralność strukturalną podczas czyszczenia wysokotemperaturowego gazu spalania, zmniejszyć straty ciepła i poprawić wydajność spalania.
Części konstrukcyjne statków powietrznych: Ze względu na wysoką wytrzymałość i niską gęstość płyty stopowej Nb1Zr, jest również szeroko stosowany w częściach konstrukcyjnych samolotów, takich jak belki skrzydłowe, ramy kadłuba itp. Części konstrukcyjne wykonane z tej płyty stopowej mogą zmniejszyć masę przy jednoczesnym zapewnieniu wytrzymałości konstrukcyjnej, poprawić zwrotność i oszczędność paliwa samolotu. Dodatkowo jego dobra odporność na zmęczenie zapewnia również bezpieczeństwo samolotu podczas długotrwałej eksploatacji.
II) Przemysł jądrowy
Obłożenie paliwa jądrowego: W reaktorach jądrowych obłożenie paliwa jądrowego musi mieć dobry przekroj poprzeczny pochłaniania neutronów, odporność na promieniowanie i odporność na korozję, aby zapobiec wyciekowi materiałów promieniotwórczych w paliwie jądrowym i utrzymać integralność strukturalną w środowisku promieniowania długoterminowym. Płyta stopowa Nb1Zr spełnia te wymogi i może skutecznie chronić paliwo jądrowe i zapewnić bezpieczną eksploatację reaktorów jądrowych.
Komponenty strukturalne rdzenia: płyta stopowa Nb1Zr jest również stosowana w rdzeniowych komponentach strukturalnych, takich jak mechanizm napędowy pręta sterującego i siatka pozycjonowania. Może utrzymać stabilne właściwości mechaniczne i dokładność wymiarową w wysokiej temperaturze, wysokim ciśnieniu i silnym środowisku promieniowania, zapewniając niezawodne wsparcie dla normalnej pracy reaktorów jądrowych.
(III) Przemysł elektroniczny
Produkcja rur elektronicznych: W rurach elektronicznych płyta stopowa Nb1Zr jest często używana do produkcji katod, anod i innych komponentów. Jego dobra przewodność i stabilność cieplna mogą spełniać wymagania rur elektronicznych w odniesieniu do właściwości elektrycznych i cieplnych materiału, zapewniając efektywną pracę rur elektronicznych. Na przykład w rurkach elektronowych o wysokiej mocy anody wykonane z płyt stopowych Nb1Zr mogą wytrzymać wysokie prądy i wysokie ciepło, poprawiając wydajność i niezawodność rurek elektronowych.
Cele rozpylania: W procesie produkcji półprzewodników cele rozpylania są używane do osadzania cienkich folii na podłożu. Cele wykonane z płyt stopowych Nb1Zr mogą zapewnić wysokiej jakości osadzanie cienkiej folii, a ich jednorodność składu i stabilność zapewniają jakość i spójność wydajności folii, poprawiając tym samym wydajność i wydajność produkcyjną urządzeń półprzewodnikowych.
V. Proces produkcji
(I) Topienie
Prożniowe topienie łukowe: Jest to powszechnie stosowana metoda topienia. Surowce są wytwarzane w elektrody zużywalne, które są topione przez ogrzewanie łukiem w środowisku próżniowym i utwardzane w lingotach w chłodzonym wodą miedzianym tiglu. Ta metoda może skutecznie usuwać zanieczyszczenia i zapewnić czystość i jednorodność składu stopu. Podczas procesu topienia mikrostrukturę i właściwości stopu można zoptymalizować poprzez precyzyjną kontrolę parametrów, takich jak prąd, napięcie i prędkość topienia.
Topienie pieca na zimno: Surowce są topione za pomocą wiązek elektronowych i rafinowane i utwardzane na zimnym łożu. Metoda ta może dalej zmniejszyć zawartość zanieczyszczeń w stopie, zwłaszcza efekt usuwania szkodliwych pierwiastków, takich jak wodor i tlen. Jednocześnie topienie pieca na zimno z promienią elektroną może osiągnąć ciągłe topienie, poprawić wydajność produkcji i nadaje się do produkcji na dużą skalę wysokiej jakości ingotów stopu Nb1Zr.
II) Kucie i walcowanie
Kucie blanking: Ingot stopu uzyskany przez topienie jest ogrzewany do odpowiedniej temperatury, zazwyczaj między 1200-1400 ℃, a wykonywane jest kute blanking. Podczas procesu kucia przeprowadzane są wielokrotne operacje zakłócania i ciągnięcia, aby poprawić strukturę odlewanego stopu, złamać grube ziarna, zwiększyć gęstość i zapewnić dobre blanki do późniejszego przetwarzania walcowanego.
Walcowanie na gorąco: kuty blank jest ogrzewany do 1000-1200℃ i walcowany na gorąco dla wielu przejść. Walcowanie na gorąco może dalej odkształcić stop, udoskonalić ziarna i poprawić jego kompleksową wydajność. Podczas procesu walcowania na gorąco grubość i dokładność wymiarowa płyty są dokładnie kontrolowane poprzez kontrolowanie parametrów, takich jak temperatura walcowania, redukcja i prędkość walcowania.
Walcowanie na zimno: Po wyżarowaniu płyty walcowanej na gorąco walcowane jest na zimno. Walcowanie na zimno przeprowadza się w temperaturze pokojowej. Dzięki walcowaniu na zimno powierzchnia płyty może być gładkiejsza, a dokładność wymiarowa może być wyższa, jednocześnie poprawiając wytrzymałość i twardość stopu. Podczas procesu walcowania na zimno konieczne jest rozsądne kontrolowanie przepustowości walcowania i ilości redukcji zgodnie z wymogami grubości i wydajności płyty.
(III) Obróbka cieplna
Odżarzanie: Odżarzanie może wyeliminować napięcie pozostałe generowane podczas przetwarzania i poprawić plastyczność materiału. Ogólnie rzecz biorąc, wyżarowanie odbywa się w zakresie temperatury 700-900 ℃, a czas trwania zależy od grubości płyty i warunków wyposażenia, zwykle 1-3 godziny. Po wyżarowaniu uwolnia się wewnętrzne napięcie płyty stopowej, struktura jest bardziej jednolita i wygodna do późniejszego przetwarzania i używania.
Obróbka roztworu stałego: Obróbka roztworu stałego polega na podgrzaniu płyty stopowej do wyższej temperatury, tak aby elementy stopowe były w pełni rozpuszczone w macierzy, a następnie szybko ją ochłodzić, aby uzyskać nadnasycony roztwór stały. W przypadku płyt stopowych Nb1Zr temperatura obróbki roztworu wynosi zazwyczaj 1000-1200 ℃, czas trwania wynosi 0,5-2 godziny, a następnie chłodzenie wodą lub chłodzenie powietrzem. Obróbka roztworem może poprawić wytrzymałość i twardość stopu przy zachowaniu pewnej twardości.
Obróbka starzenia się: Obróbka starzenia polega na utrzymaniu płyty stopowej po obróbce roztworu w niższej temperaturze, tak aby elementy stopu w nadnasyconym roztworze stałym osadzały się, tworzyły drobną fazę wzmocnienia i dalsze poprawiały właściwości mechaniczne stopu. Temperatura obróbki starzenia się wynosi zazwyczaj 500-700 ℃, a czas przechowywania wynosi 2-8 godzin. Poprzez rozsądną kontrolę temperatury i czasu leczenia starzenia można uzyskać najlepszy efekt wzmacniający.
VI. Status badań i tendencja rozwoju
(I) Status badań
Obecnie badania nad płytami stopowymi Nb1Zr koncentrują się głównie na dalszej optymalizacji ich wydajności i opracowywaniu nowych obszarów zastosowań. Jeśli chodzi o optymalizację wydajności, naukowcy dążą do poprawy wytrzymałości, wytrzymałości, odporności na wysokie temperatury i odporności na korozję stopu poprzez dostosowanie składu stopu, poprawę procesu produkcji i systemu obróbki cieplnej. Na przykład, dodając śladowe ilości innych pierwiastków stopowych, takich jak tytan i tantal, ziarna mogą być dalej wyrafinowane i można poprawić kompleksową wydajność stopu; pod względem technologii produkcji badane są nowe metody topienia i przetwarzania w celu poprawy wydajności produkcji i jakości produktu.
Jeśli chodzi o rozszerzenie zakresu zastosowań, wraz z szybkim rozwojem nowej energii, informacji elektronicznej i innych branż, zapotrzebowanie na materiały o wysokiej wydajności nadal rośnie. Naukowcy badają potencjał zastosowań płyt stopowych Nb1Zr w nowych dziedzinach, takich jak baterie nowej energii i obliczenia kwantowe, takie jak materiały elektrod baterii i materiały podłoża do układów kwantowych.
(II) Trend rozwoju
Wysoka wydajność: w przyszłości płyty stopowe Nb1Zr będą rozwijać się w kierunku wyższej wytrzymałości, wyższej wytrzymałości, lepszej odporności na wysokie temperatury i odporności na korozję. Dzięki zaawansowanej technologii projektowania i przygotowywania materiałów mikrostruktura stopu jest dalszym optymalizowaniem, aby osiągnąć kompleksową poprawę wydajności.
Wielofunkcyjność: Opracowanie płyt stopowych Nb1Zr o wielu funkcjach, takich jak dobra przewodność, właściwości magnetyczne i właściwości mechaniczne, aby zaspokoić potrzeby różnych pól w zakresie wielofunkcyjności materiału.
Zielenie: W procesie produkcji skupić się na oszczędności energii i redukcji emisji oraz recyklingu zasobów, rozwijać zielone i przyjazne dla środowiska procesy produkcyjne oraz zmniejszyć wpływ na środowisko.
Inteligencja: Łącząc sztuczną inteligencję i technologię big data, można zrealizować inteligencję projektowania składu stopu, kontrolę procesu produkcyjnego i przewidywanie wydajności, a R& Wydajność D i stabilność jakości produktu można poprawić.
VII. Wniosek
W dziedzinie nowoczesnej nauki o materiałach stopy na bazie niobu zajmują ważną pozycję w wielu branżach wysokiej klasy dzięki swoim unikalnym zaletom wydajności. Jako typowy materiał stopowy na bazie niobu, płyta stopowa Nb1Zr stała się jednym z centrów badań materiałowych i zastosowań przemysłowych dzięki doskonałej kompleksowej wydajności. Składa się z niobu (Nb) jako matrycy i dodaje się około 1% elementu cyrkonu (Zr). Ten starannie opracowany system komponentów nadaje płytce stopowej serię doskonałych właściwości, dzięki czemu odgrywa ona niezbędną rolę w kluczowych dziedzinach, takich jak lotnictwo, przemysł jądrowy i przemysł elektroniczny.
II. Skład i mikrostruktura
(I) Skład chemiczny
W płytce stopowej Nb1Zr niob jako główny składnik zapewnia dobre właściwości wewnętrzne, takie jak wysoki punkt topienia, niska gęstość i dobra przewodność. Dodatek 1% pierwiastka cyrkonowego odgrywa kluczową rolę w wzmacnianiu i modyfikacji. Cyrkon może udoskonalić ziarna stopu, skutecznie poprawić wytrzymałość i twardość stopu oraz zwiększyć jego odporność na pełzanie. Ponadto, ze względu na silne powinowactwo między cyrkonem a tlenem, może on preferencyjnie reagować z tlenem, tworząc w ten sposób gęstą warstwę tlenkową na powierzchni stopu, chroniąc matrycę niobową przed dalszym utlenianiem i znacząco poprawiając odporność na utlenianie stopu.
(II) Mikrostruktura
Na poziomie mikroskopowym płyta stopowa Nb1Zr ma równomiernie rozproszoną strukturę drobnego ziarna. Struktura ta powstaje stopniowo podczas topienia, przetwarzania i obróbki cieplnej stopu. Drobny rozmiar ziarna nie tylko pomaga poprawić wytrzymałość i wytrzymałość stopu, ale także poprawia jego wydajność przetwarzania i odporność na korozję. Pod mikroskopem elektronowym można zaobserwować, że pierwiastek cyrkonu jest równomiernie rozproszony w macierzy niobu, a niektóre atomy cyrkonu mogą być skoncentrowane na granicach ziaren, co dalsze poprawia wydajność stopu poprzez mechanizm wzmacniania granic ziaren.
III. Charakterystyki wydajności
I) Właściwości mechaniczne
Wysoka wytrzymałość i wysoka wytrzymałość: Płyta stopowa Nb1Zr wykazuje dobrą równowagę wytrzymałości i wytrzymałości w temperaturze pokojowej i wysokiej temperaturze. Jego wytrzymałość na wytrzymałość i wytrzymałość na rozciąganie są znaczne i może wytrzymać duże obciążenia zewnętrzne bez odkształceń tworzywa sztucznego. Jednocześnie płyta stopowa ma pewną wytrzymałość i nie jest łatwa do złamania po uderzeniu. Ta cecha sprawia, że nadaje się do scenariuszy zastosowań ze ścisłymi wymaganiami dotyczącymi właściwości mechanicznych materiału, takich jak gorące części silników lotniczych.
Dobra odporność na zmęczenie: Pod wpływem obciążeń zmiennych płyty stopowe Nb1Zr wykazują doskonałą odporność na zmęczenie. Drobne ziarna i równomiernie rozproszone fazy wzmocnienia w jego mikrostrukturze skutecznie utrudniają powstawanie i rozszerzanie pęknięć zmęczonych, przedłużając tym samym żywotność zmęczonego materiału. Dzięki temu płyta stopowa ma doskonałą niezawodność w częściach, które muszą wytrzymać obciążenia cykliczne przez długi czas, takie jak konstrukcje skrzydeł samolotów.
(II) Właściwości fizyczne
Odporność na wysokie temperatury: płyta stopowa ma doskonałą odporność na wysokie temperatury, z punktem topnienia do 2468 ° C i wysoką temperaturą rekrystalizacji. W środowisku o wysokiej temperaturze płyta stopowa może utrzymać dobrą strukturę organizacyjną i właściwości mechaniczne oraz skutecznie odporować na pełzanie się w wysokich temperaturach. Jednocześnie pierwiastek cyrkonu w stopie zwiększa jego zdolność przeciwutleniającą, umożliwiając mu stabilną pracę przez długi czas w atmosferze utleniającej wysokiej temperatury i nadaje się do elementów grzewczych, tarczy cieplnych i innych części pieców wysokotemperaturowych.
Niska gęstość: niska gęstość niobu sprawia, że płyta stopowa Nb1Zr ma stosunkowo niską gęstość, utrzymując przy tym wysoką wytrzymałość, co ma duże znaczenie w dziedzinach wrażliwych na wagę, takich jak lotnictwo. Stosowanie płyty stopowej Nb1Zr może zmniejszyć wagę komponentów i poprawić wydajność paliwa i zdolność ładunkową samolotów.
(III) Wydajność przetwarzania
Pomimo wielu doskonałych właściwości, płyta stopowa Nb1Zr nadal ma dobrą wydajność przetwarzania. Może być wykonany na części o różnych kształtach i rozmiarach poprzez konwencjonalne walcowanie, kucie, cięcie, spawanie i inne procesy przetwarzania. Podczas przetwarzania, poprzez rozsądną kontrolę parametrów przetwarzania, takich jak temperatura i szybkość odkształcenia, można skutecznie uniknąć występowania wad, takich jak pękanie i delaminacja, co zapewnia wygodę produkcji przemysłowej. Na przykład podczas procesu walcowania grubość i jakość powierzchni płyty mogą być dokładnie kontrolowane za pomocą wielu procesów walcowania na ciepło i na zimno; podczas spawania, zastosowanie odpowiednich metod spawania i parametrów procesu może uzyskać wysokiej jakości spawane stawy, aby zaspokoić różnorodne potrzeby różnych dziedzin przemysłowych.
IV. Pole zastosowania
(I) Pol lotnictwa
Części silników lotniczych: W silnikach lotniczych części gorące, takie jak komory spalania i łopatka turbiny, muszą pracować w surowych środowiskach wysokiej temperatury, wysokiego ciśnienia i szybkiego przepływu powietrza. Płyta stopowa Nb1Zr stała się idealnym materiałem do produkcji tych części ze względu na wysoką wytrzymałość, odporność na wysoką temperaturę i niską gęstość. Może wytrzymać ekstremalne warunki, zapewnić wydajną i stabilną pracę silnika oraz poprawić wydajność i niezawodność samolotu. Na przykład okładzina komory spalania wykonana z płyty stopowej Nb1Zr może utrzymać integralność strukturalną podczas czyszczenia wysokotemperaturowego gazu spalania, zmniejszyć straty ciepła i poprawić wydajność spalania.
Części konstrukcyjne statków powietrznych: Ze względu na wysoką wytrzymałość i niską gęstość płyty stopowej Nb1Zr, jest również szeroko stosowany w częściach konstrukcyjnych samolotów, takich jak belki skrzydłowe, ramy kadłuba itp. Części konstrukcyjne wykonane z tej płyty stopowej mogą zmniejszyć masę przy jednoczesnym zapewnieniu wytrzymałości konstrukcyjnej, poprawić zwrotność i oszczędność paliwa samolotu. Dodatkowo jego dobra odporność na zmęczenie zapewnia również bezpieczeństwo samolotu podczas długotrwałej eksploatacji.
II) Przemysł jądrowy
Obłożenie paliwa jądrowego: W reaktorach jądrowych obłożenie paliwa jądrowego musi mieć dobry przekroj poprzeczny pochłaniania neutronów, odporność na promieniowanie i odporność na korozję, aby zapobiec wyciekowi materiałów promieniotwórczych w paliwie jądrowym i utrzymać integralność strukturalną w środowisku promieniowania długoterminowym. Płyta stopowa Nb1Zr spełnia te wymogi i może skutecznie chronić paliwo jądrowe i zapewnić bezpieczną eksploatację reaktorów jądrowych.
Komponenty strukturalne rdzenia: płyta stopowa Nb1Zr jest również stosowana w rdzeniowych komponentach strukturalnych, takich jak mechanizm napędowy pręta sterującego i siatka pozycjonowania. Może utrzymać stabilne właściwości mechaniczne i dokładność wymiarową w wysokiej temperaturze, wysokim ciśnieniu i silnym środowisku promieniowania, zapewniając niezawodne wsparcie dla normalnej pracy reaktorów jądrowych.
(III) Przemysł elektroniczny
Produkcja rur elektronicznych: W rurach elektronicznych płyta stopowa Nb1Zr jest często używana do produkcji katod, anod i innych komponentów. Jego dobra przewodność i stabilność cieplna mogą spełniać wymagania rur elektronicznych w odniesieniu do właściwości elektrycznych i cieplnych materiału, zapewniając efektywną pracę rur elektronicznych. Na przykład w rurkach elektronowych o wysokiej mocy anody wykonane z płyt stopowych Nb1Zr mogą wytrzymać wysokie prądy i wysokie ciepło, poprawiając wydajność i niezawodność rurek elektronowych.
Cele rozpylania: W procesie produkcji półprzewodników cele rozpylania są używane do osadzania cienkich folii na podłożu. Cele wykonane z płyt stopowych Nb1Zr mogą zapewnić wysokiej jakości osadzanie cienkiej folii, a ich jednorodność składu i stabilność zapewniają jakość i spójność wydajności folii, poprawiając tym samym wydajność i wydajność produkcyjną urządzeń półprzewodnikowych.
V. Proces produkcji
(I) Topienie
Prożniowe topienie łukowe: Jest to powszechnie stosowana metoda topienia. Surowce są wytwarzane w elektrody zużywalne, które są topione przez ogrzewanie łukiem w środowisku próżniowym i utwardzane w lingotach w chłodzonym wodą miedzianym tiglu. Ta metoda może skutecznie usuwać zanieczyszczenia i zapewnić czystość i jednorodność składu stopu. Podczas procesu topienia mikrostrukturę i właściwości stopu można zoptymalizować poprzez precyzyjną kontrolę parametrów, takich jak prąd, napięcie i prędkość topienia.
Topienie pieca na zimno: Surowce są topione za pomocą wiązek elektronowych i rafinowane i utwardzane na zimnym łożu. Metoda ta może dalej zmniejszyć zawartość zanieczyszczeń w stopie, zwłaszcza efekt usuwania szkodliwych pierwiastków, takich jak wodor i tlen. Jednocześnie topienie pieca na zimno z promienią elektroną może osiągnąć ciągłe topienie, poprawić wydajność produkcji i nadaje się do produkcji na dużą skalę wysokiej jakości ingotów stopu Nb1Zr.
II) Kucie i walcowanie
Kucie blanking: Ingot stopu uzyskany przez topienie jest ogrzewany do odpowiedniej temperatury, zazwyczaj między 1200-1400 ℃, a wykonywane jest kute blanking. Podczas procesu kucia przeprowadzane są wielokrotne operacje zakłócania i ciągnięcia, aby poprawić strukturę odlewanego stopu, złamać grube ziarna, zwiększyć gęstość i zapewnić dobre blanki do późniejszego przetwarzania walcowanego.
Walcowanie na gorąco: kuty blank jest ogrzewany do 1000-1200℃ i walcowany na gorąco dla wielu przejść. Walcowanie na gorąco może dalej odkształcić stop, udoskonalić ziarna i poprawić jego kompleksową wydajność. Podczas procesu walcowania na gorąco grubość i dokładność wymiarowa płyty są dokładnie kontrolowane poprzez kontrolowanie parametrów, takich jak temperatura walcowania, redukcja i prędkość walcowania.
Walcowanie na zimno: Po wyżarowaniu płyty walcowanej na gorąco walcowane jest na zimno. Walcowanie na zimno przeprowadza się w temperaturze pokojowej. Dzięki walcowaniu na zimno powierzchnia płyty może być gładkiejsza, a dokładność wymiarowa może być wyższa, jednocześnie poprawiając wytrzymałość i twardość stopu. Podczas procesu walcowania na zimno konieczne jest rozsądne kontrolowanie przepustowości walcowania i ilości redukcji zgodnie z wymogami grubości i wydajności płyty.
(III) Obróbka cieplna
Odżarzanie: Odżarzanie może wyeliminować napięcie pozostałe generowane podczas przetwarzania i poprawić plastyczność materiału. Ogólnie rzecz biorąc, wyżarowanie odbywa się w zakresie temperatury 700-900 ℃, a czas trwania zależy od grubości płyty i warunków wyposażenia, zwykle 1-3 godziny. Po wyżarowaniu uwolnia się wewnętrzne napięcie płyty stopowej, struktura jest bardziej jednolita i wygodna do późniejszego przetwarzania i używania.
Obróbka roztworu stałego: Obróbka roztworu stałego polega na podgrzaniu płyty stopowej do wyższej temperatury, tak aby elementy stopowe były w pełni rozpuszczone w macierzy, a następnie szybko ją ochłodzić, aby uzyskać nadnasycony roztwór stały. W przypadku płyt stopowych Nb1Zr temperatura obróbki roztworu wynosi zazwyczaj 1000-1200 ℃, czas trwania wynosi 0,5-2 godziny, a następnie chłodzenie wodą lub chłodzenie powietrzem. Obróbka roztworem może poprawić wytrzymałość i twardość stopu przy zachowaniu pewnej twardości.
Obróbka starzenia się: Obróbka starzenia polega na utrzymaniu płyty stopowej po obróbce roztworu w niższej temperaturze, tak aby elementy stopu w nadnasyconym roztworze stałym osadzały się, tworzyły drobną fazę wzmocnienia i dalsze poprawiały właściwości mechaniczne stopu. Temperatura obróbki starzenia się wynosi zazwyczaj 500-700 ℃, a czas przechowywania wynosi 2-8 godzin. Poprzez rozsądną kontrolę temperatury i czasu leczenia starzenia można uzyskać najlepszy efekt wzmacniający.
VI. Status badań i tendencja rozwoju
(I) Status badań
Obecnie badania nad płytami stopowymi Nb1Zr koncentrują się głównie na dalszej optymalizacji ich wydajności i opracowywaniu nowych obszarów zastosowań. Jeśli chodzi o optymalizację wydajności, naukowcy dążą do poprawy wytrzymałości, wytrzymałości, odporności na wysokie temperatury i odporności na korozję stopu poprzez dostosowanie składu stopu, poprawę procesu produkcji i systemu obróbki cieplnej. Na przykład, dodając śladowe ilości innych pierwiastków stopowych, takich jak tytan i tantal, ziarna mogą być dalej wyrafinowane i można poprawić kompleksową wydajność stopu; pod względem technologii produkcji badane są nowe metody topienia i przetwarzania w celu poprawy wydajności produkcji i jakości produktu.
Jeśli chodzi o rozszerzenie zakresu zastosowań, wraz z szybkim rozwojem nowej energii, informacji elektronicznej i innych branż, zapotrzebowanie na materiały o wysokiej wydajności nadal rośnie. Naukowcy badają potencjał zastosowań płyt stopowych Nb1Zr w nowych dziedzinach, takich jak baterie nowej energii i obliczenia kwantowe, takie jak materiały elektrod baterii i materiały podłoża do układów kwantowych.
(II) Trend rozwoju
Wysoka wydajność: w przyszłości płyty stopowe Nb1Zr będą rozwijać się w kierunku wyższej wytrzymałości, wyższej wytrzymałości, lepszej odporności na wysokie temperatury i odporności na korozję. Dzięki zaawansowanej technologii projektowania i przygotowywania materiałów mikrostruktura stopu jest dalszym optymalizowaniem, aby osiągnąć kompleksową poprawę wydajności.
Wielofunkcyjność: Opracowanie płyt stopowych Nb1Zr o wielu funkcjach, takich jak dobra przewodność, właściwości magnetyczne i właściwości mechaniczne, aby zaspokoić potrzeby różnych pól w zakresie wielofunkcyjności materiału.
Zielenie: W procesie produkcji skupić się na oszczędności energii i redukcji emisji oraz recyklingu zasobów, rozwijać zielone i przyjazne dla środowiska procesy produkcyjne oraz zmniejszyć wpływ na środowisko.
Inteligencja: Łącząc sztuczną inteligencję i technologię big data, można zrealizować inteligencję projektowania składu stopu, kontrolę procesu produkcyjnego i przewidywanie wydajności, a R& Wydajność D i stabilność jakości produktu można poprawić.
VII. Wniosek
Jako materiał o doskonałych kompleksowych wydajnościach, płyta stopowa Nb1Zr wykazała ważną wartość zastosowań w wielu dziedzinach, takich jak lotnictwo, przemysł jądrowy i przemysł elektroniczny. Jego wyjątkowy skład i mikrostruktura dają mu cechy wysokiej wytrzymałości, odporności na wysokie temperatury i dobrej wydajności przetwarzania. Dzięki ciągłemu doskonaleniu technologii produkcji i dogłębnym badaniom wydajność płyty stopowej Nb1Zr będzie stale optymalizowana, a zakres zastosowań będzie dalej rozszerzany. W przyszłości oczekuje się, że płyta stopowa Nb1Zr odegra kluczową rolę w bardziej rozwijających się dziedzinach i wniesie ważny wkład w promowanie postępu technologicznego i rozwoju w różnych gałęziach przemysłu. Jednocześnie oczekujemy również na ciągłe innowacje nauki o materiałach, płyta stopowa Nb1Zr może osiągnąć więcej przełomów wydajności i innowacji w zastosowaniach oraz przynieść więcej niespodzianek i zmian w rozwoju społeczeństwa ludzkiego.
Shaanxi Zhuohangxin Metal jest wiodącym producentem i dostawcą produktów niobowych, głównie w tym płyt niobowych, prętów niobowych, ingotów niobowych, rur niobowych itp. Zobowiązaliśmy się do zapewnienia klientom najlepszych produktów, najniższych cen i najbardziej terminowej dostawy.
Popularne produkty dostawcy
Kontakt z dostawcą
Mamy dla Ciebie więcej kategorii. Jeśli nie możesz znaleźć produktów, które chcesz powyżej, po prostu wypełnij formularz i powiedz nam, jakie produkty chcesz importować z Chin.
