Niobiumpoeder

Overzicht van niobiumpoeder

Niobium is een glanzend, wit vuurvast overgangsmetaal met uitstekende hittebestendigheid en een zeer hoog smeltpunt. In poedervorm vertoont het uitstekende thermische, elektrische en chemische stabiliteit.

De belangrijkste eigenschappen van niobiumpoeder zijn onder meer:

• Hoge hittebestendigheid en vuurvaste aard
• Uitstekende corrosieweerstand
• Supergeleidend onder 9,2K (-264°C)
• Thermische en elektrische stabiliteit
• Lage neutronenabsorptie
• Poeder met hoge dichtheid en goede chemische zuiverheid
• Verkrijgbaar in verschillende deeltjesgroottebereiken

Niobiumpoeder wordt gebruikt waar de vuurvaste, geleidende en supergeleidende eigenschappen kunnen worden benut. De belangrijkste toepassingen zijn elektronica, supergeleiders, legeringen, chemische/hittebestendige componenten, optische coatings en pyrotechniek.

Samenstelling van niobiumpoeder

Niobiumpoeder heeft de volgende typische samenstelling:

Hoogzuiver niobiumpoeder bevat meer dan 99% niobiummetaal met lage onzuiverheidsniveaus. Commerciële kwaliteiten hebben hogere toegestane onzuiverheden.

Eigenschappen van niobiumpoeder

Niobiumpoeder vertoont de volgende eigenschappen:

Niobium heeft een extreem hoog smeltpunt en een zeer goede geleidbaarheid. Het biedt een hoge sterkte bij lage en hoge temperaturen. De supergeleidende overgangstemperatuur is 9,2 K.

Productiemethoden voor niobiumpoeder

Niobiumpoeder kan worden geproduceerd met methoden als:

• Hydrateren-dehydreren – Niobiumstaven vermalen tot grof poeder en gehydrateerd. Het niobiumhydride wordt onder vacuüm gedehydrateerd en tot fijn poeder gemalen.
• Calciothermische reductie – Reductie van niobiumoxide met calcium, gevolgd door consolidatie en vermaling tot poeder.
• Elektrolyse – Gesmolten zoutelektrolyse van niobiumoxide om niobiumspons te produceren die tot poeder wordt vermalen.
• Koolstofreductie – Niobiumoxide wordt gereduceerd met koolstof en verwerkt tot poeder.

Het hydreringsproces komt het meest voor, maar koolstof- en elektrothermische reductie bieden poeder met een hogere zuiverheid.

Toepassingen van niobiumpoeder

Niobiumpoeder wordt gebruikt in de volgende belangrijke toepassingen:

• Elektronica – Condensatoren, supergeleidende radiofrequentieholtes, Josephson-overgangen, geïntegreerde schakelingen.
• Metaallegeringen – Toegevoegd aan staalsoorten en legeringen op nikkelbasis voor sterkte en hittebestendigheid.
• Coatings en verven – Gebruikt in geleidende coatings, vonkbestendige verven, optische coatings.
• Lassen – Als vulmateriaal voor roestvrij staal, nikkellegeringen en vuurvaste metalen.
• Chemische industrie – Componenten zoals warmtewisselaars en reactorvaten die gebruikmaken van de stabiliteit van niobium.
• Pyrotechniek – Als brandstof en oxidatiemiddel in pyrotechnische formuleringen.

Specificaties van Niobiumpoeder

Niobiumpoeder is verkrijgbaar onder verschillende specificaties:

• Zuiverheidsgraden – Van commerciële zuiverheid tot ultrahoge zuiverheid (99.99%) op basis van onzuiverheden.
• Deeltjesgroottes – Variërend van 1 micron tot 150 micron voor diverse toepassingen.
• Morfologie – Onregelmatige, bolvormige, nodulaire en gevlokte poedervormen.
• Oppervlakte – Van poederkwaliteiten met een klein oppervlak tot en met een hoog oppervlak.
• Zuurstofgehalte – Ook fijne poederkwaliteiten met laag zuurstofgehalte verkrijgbaar.
• Aangepaste cijfers – Klantspecifieke deeltjeseigenschappen en zuiverheid.

Wereldwijde leveranciers van niobiumpoeder

Enkele van de belangrijkste wereldwijde leveranciers van niobiumpoeder zijn:

• HC Starck (Duitsland)
• CBMM (Brazilië)
• Niobec (Canada)
• ESPI Metalen (VS)
• Continental staal en buizen (VS)
• ZhuZhou Oosterse poedermetallurgie (China)

Deze bedrijven produceren verschillende soorten niobiumpoeder met behulp van verschillende productiemethoden op commerciële tot hoge zuiverheidsniveaus.

Prijzen van niobiumpoeder

De prijzen van niobiumpoeder zijn afhankelijk van factoren zoals:

• Zuiverheidsgraad – Van $50/kg voor commerciële zuiverheid tot meer dan $500/kg voor ultrahoge zuiverheidsgraden.
• Deeltjesgrootte – Poeders op nanoschaal en submicron zijn duurder.
• Morfologie – Bolvormige en gladde poeders hebben een premium prijs.
• Hoeveelheid – Prijzen verlagen voor bulkhoeveelheden vanwege schaalvoordeel.
• Fabrikant – Grote mondiale leveranciers bieden concurrerendere prijzen.
• Geografie – Prijzen variëren in verschillende wereldregio’s.

Opslag en verwerking van niobiumpoeder

Niobiumpoeder vereist gecontroleerde opslag en hantering om:

• Voorkom blootstelling aan lucht en vocht om oxidatie te minimaliseren
• Vermijd ontstekings- en explosiegevaren door fijn poeder
• Gebruik geschikte ventilatie en ademhalingsbescherming tijdens het hanteren
• Volg de voorzorgsmaatregelen op het veiligheidsinformatieblad van de leverancier
• Bewaar verzegelde verpakkingen op een koele, droge plaats, uit de buurt van incompatibele stoffen

Bij het hanteren van niobiumpoeder moeten handschoenenkasten met inert gas, goede aarding en PBM worden gebruikt.

Inspectie en testen van niobiumpoeder

De volgende inspecties en tests worden doorgaans uitgevoerd op niobiumpoeder:

• Chemische analyse – Inductief gekoppelde plasma- of röntgenfluorescentietechnieken die worden gebruikt voor de controle van de samenstelling en de zuiverheid.
• Deeltjesgrootte testen – Uitgevoerd volgens de ASTM B822-standaard met behulp van laserdiffractietechniek.
• Morfologie – Rasterelektronenmicroscopie gebruikt voor het bepalen van vorm en oppervlak.
• Specifiek oppervlak – BET-gasabsorptiemethode gebruikt voor het meten van het oppervlak per massa-eenheid.
• Onzuiverheden testen – ICP-MS gebruikt om de niveaus van tantaal, zuurstof, stikstof en andere onzuiverheden te kwantificeren.
• Poederstroom – Getest met Hall-flowmeter volgens ASTM B213-standaard.

Vergelijking van niobium en tantaalpoeder

Niobium- en tantaalpoeders zijn twee vergelijkbare vuurvaste metaalpoeders vergeleken:

Tantaal heeft een hogere dichtheid, smeltpunt en betere oxidatieweerstand, maar is duurder dan niobium.

Veelgestelde vragen over niobiumpoeder

Vraag: Hoe wordt niobiumpoeder geproduceerd?

A: De belangrijkste productiemethoden voor niobiumpoeder zijn hydriden-dehydreren, calciothermische reductie, elektrolyse en koolstofreductie van niobiumoxidebronnen.

Vraag: Waar wordt niobiumpoeder voor gebruikt?

A: Belangrijke toepassingen van niobiumpoeder zijn onder meer elektronica, metaallegeringen, coatings, de chemische industrie, lassen, pyrotechniek en supergeleiders.

Vraag: Wat is de typische niobiumpoedergrootte voor thermische spuitcoatings?

A: Voor thermische spuitprocessen wordt niobiumpoeder doorgaans gebruikt met een deeltjesgrootte van 45-150 micron. Fijner poeder kan tot oxidatieproblemen leiden.

Vraag: Is niobiumpoeder ontvlambaar of explosief?

A: Ja, net als andere fijnverdeelde metalen kan niobiumpoeder mogelijk brandbaar of explosief zijn. Voor een veilige hantering en opslag zijn de juiste voorzorgsmaatregelen nodig.

Vraag: Waar kan ik zeer zuiver niobiumpoeder kopen voor supergeleidende toepassingen?

A: Niobiumpoeder met ultrahoge zuiverheid (99.99%), geschikt voor supergeleidende toepassingen, kan worden gekocht bij grote leveranciers, waaronder HC Starck, CBMM en ESPI Metals.