Niobium-Pulver

Überblick über Niob-Pulver

Niob ist ein glänzendes, weißes refraktäres Übergangsmetall mit hervorragender Hitzebeständigkeit und sehr hohem Schmelzpunkt. In Pulverform weist es eine ausgezeichnete thermische, elektrische und chemische Stabilität auf.

Zu den wichtigsten Eigenschaften von Niobpulver gehören:

• Hohe Hitzebeständigkeit und feuerfester Charakter
• Exzellente Korrosionsbeständigkeit
• Supraleitend unter 9,2K (-264¡"C)
• Thermische und elektrische Stabilität
• Geringe Neutronenabsorption
• Pulver mit hoher Dichte und guter chemischer Reinheit
• Erhältlich in verschiedenen Korngrößenbereichen

Niobpulver wird dort eingesetzt, wo seine feuerfesten, leitfähigen und supraleitenden Eigenschaften genutzt werden können. Zu den wichtigsten Anwendungen gehören Elektronik, Supraleiter, Legierungen, chemikalien- und hitzebeständige Komponenten, optische Beschichtungen und Pyrotechnik.

Zusammensetzung von Niob-Pulver

Niobpulver hat die folgende typische Zusammensetzung:

Element	Reinheit
Niobium (Nb)	99% min.
Tantal (Ta)	0,5 % max
Hafnium (Hf)	0,01% max
Stickstoff (N)	0,03% max
Kohlenstoff (C)	max. 0,05 %
Sauerstoff (O)	0.1-0.2%
Wasserstoff (H)	0,0015% max

Hochreines Niobpulver enthält über 99% Niobmetall mit geringen Verunreinigungen. Handelsübliche Qualitäten haben höhere zulässige Verunreinigungen.

Eigenschaften von Niob-Pulver

Niobpulver weist die folgenden Eigenschaften auf:

Immobilie	Wert
Dichte	8,57 g/cm3
Schmelzpunkt	2477¡"C
Wärmeleitfähigkeit	53 W/m?K
Elektrischer Widerstand	15 Ã×'Î?cm
Elastizitätsmodul	105 GPa
Poissonzahl	0.40
Zugfestigkeit	550 MPa
Druckfestigkeit	200 MPa
Vickers-Härte	600 HV

Niobium hat einen extrem hohen Schmelzpunkt und eine sehr gute Leitfähigkeit. Es bietet hohe Festigkeit bei niedrigen und hohen Temperaturen. Die supraleitende Übergangstemperatur liegt bei 9,2 K.

Produktionsmethoden für Niobpulver

Niobpulver kann durch folgende Methoden hergestellt werden:

• Hydriding-Dehydriding?- Niob-Barren werden zu grobem Pulver zerkleinert und hydriert. Das Niobhydrid wird im Vakuum dehydriert und zu feinem Pulver gemahlen.
• Calciothermische Reduktion?- Reduktion von Nioboxid mit Kalzium, gefolgt von Konsolidierung und Zerkleinerung zu Pulver.
• Elektrolyse?- Schmelzflusselektrolyse von Nioboxid zur Herstellung von Niobschwamm, der zu Pulver zermahlen wird.
• Kohlenstoffreduzierung?- Nioboxid wird mit Kohlenstoff reduziert und zu Pulver verarbeitet.

Am gebräuchlichsten ist das Hydrierverfahren, aber auch Kohlenstoff und elektrothermische Reduktion bieten Pulver mit höherem Reinheitsgrad.

Anwendungen von Niob-Pulver

Niobpulver wird in den folgenden Hauptanwendungen eingesetzt:

• ElektronikKondensatoren, supraleitende Hochfrequenzhohlräume, Josephson-Kontakte, integrierte Schaltungen.
• Metall-Legierungen?- Wird Stählen und Nickelbasislegierungen zur Erhöhung der Festigkeit und Wärmebeständigkeit zugesetzt.
• Beschichtungen und Anstriche?- Wird in leitfähigen Beschichtungen, funkenbeständigen Farben und optischen Beschichtungen verwendet.
• Schweißen?- Als Zusatzwerkstoff für Edelstahl, Nickellegierungen und hochschmelzende Metalle.
• Chemische IndustrieKomponenten wie Wärmetauscher und Reaktorbehälter nutzen die Stabilität von Niob.
• Pyrotechnik?- Als Brennstoff und Oxidationsmittel in pyrotechnischen Formulierungen.

Spezifikationen von Niob-Pulver

Niobpulver ist in verschiedenen Spezifikationen erhältlich:

• Reinheitsgrade?- Von handelsüblicher Reinheit bis zu ultrahoher Reinheit (99,99%) auf der Grundlage von Verunreinigungen.
• Partikelgrößen?- Von 1 Mikron bis 150 Mikron für verschiedene Anwendungen.
• Morphologie?- Unregelmäßige, kugelförmige, knotige und flockige Pulverformen.
• Oberfläche?- Von Pulversorten mit geringer Oberfläche bis zu solchen mit großer Oberfläche.
• Sauerstoffgehalt?- Feines Pulver mit niedrigem Sauerstoffgehalt ebenfalls erhältlich.
• Benutzerdefinierte Klassen?- Kundenspezifische Partikeleigenschaften und Reinheit.

Globale Lieferanten von Niob-Pulver

Zu den weltweit wichtigsten Anbietern von Niobpulver gehören:

• H.C. Starck (Deutschland)
• CBMM (Brasilien)
• Niobec (Kanada)
• ESPI Metals (USA)
• Continental Stahl & Rohr (USA)
• ZhuZhou Oriental Powder Metallurgy (China)

Diese Unternehmen stellen verschiedene Niobpulverqualitäten mit unterschiedlichen Produktionsmethoden in kommerzieller bis hoher Reinheit her.

Preisgestaltung von Niob-Pulver

Die Preise für Niobpulver hängen von verschiedenen Faktoren ab:

• Reinheitsgrad?- Von $50/kg für kommerzielle Reinheit bis über $500/kg für ultrahochreine Qualitäten.
• TeilchengrösseNanoskalige und Submikron-Pulver sind teurer.
• Morphologie?- Für kugelförmige und glatte Pulver werden hohe Preise verlangt.
• Menge?- Die Preise für große Mengen sinken aufgrund von Skaleneffekten.
• Hersteller?- Die großen globalen Anbieter bieten wettbewerbsfähigere Preise.
• Geographie?- Die Preise variieren in den verschiedenen Regionen der Welt.

Lagerung und Handhabung von Niob-Pulver

Niobpulver erfordert eine kontrollierte Lagerung und Handhabung:

• Vermeiden Sie den Kontakt mit Luft und Feuchtigkeit, um die Oxidation zu minimieren.
• Vermeiden Sie Zünd- und Explosionsgefahren durch feines Pulver
• Geeignete Belüftung und Atemschutz bei der Handhabung verwenden
• Vorsichtsmaßnahmen im Sicherheitsdatenblatt des Lieferanten beachten
• Versiegelte Behälter an einem kühlen, trockenen Ort fern von unverträglichen Stoffen lagern.

Beim Umgang mit Niob-Pulver sollten Handschuhkästen für Inertgas, eine ordnungsgemäße Erdung und PSA verwendet werden.

Inspektion und Prüfung von Niob-Pulver

Die folgenden Untersuchungen und Tests werden üblicherweise an Niobpulver durchgeführt:

• Chemische Analyse?- Induktiv gekoppeltes Plasma oder Röntgenfluoreszenztechniken zur Überprüfung der Zusammensetzung und Reinheit.
• Prüfung der PartikelgrößeDurchgeführt gemäß ASTM B822 Standard unter Verwendung der Laserbeugungstechnik.
• Morphologie?- Rasterelektronenmikroskopie zur Bestimmung von Form und Oberfläche.
• Spezifische Oberfläche?- BET-Gasabsorptionsmethode zur Messung der Oberfläche pro Masseneinheit.
• Verunreinigungen Prüfung?- ICP-MS zur quantitativen Bestimmung von Tantal, Sauerstoff, Stickstoff und anderen Verunreinigungen.
• PulverflussGeprüft mit einem Hall-Durchflussmesser gemäß ASTM B213.

Vergleich von Niob- und Tantal-Pulver

Niob- und Tantalpulver sind zwei ähnliche hochschmelzende Metallpulver, die miteinander verglichen werden:

Parameter	Niobium-Pulver	Tantal-Pulver
Dichte	8,57 g/cm3	16,6 g/cm3
Schmelzpunkt	2477¡"C	2996¡"C
Elektrischer Widerstand	15 Ã×'Î.cm	13 Ã×'Î.cm
Zugfestigkeit	550 MPa	400 MPa
Oxidationsbeständigkeit	Mittelmässig	Besser
Kosten	Niedriger	Höher
ANWENDUNGEN	Legierungen, Kondensatoren	Medizin, Elektronik

Tantal hat eine höhere Dichte, einen höheren Schmelzpunkt und eine bessere Oxidationsbeständigkeit, ist aber teurer als Niob.

Niob-Pulver FAQs

F: Wie wird Niobpulver hergestellt?

A: Die wichtigsten Methoden zur Herstellung von Niobpulver sind Hydrierung/Dehydrierung, kaliothermische Reduktion, Elektrolyse und Kohlenstoffreduktion von Nioboxidquellen.

F: Wofür wird Niobpulver verwendet?

A: Zu den wichtigsten Anwendungen von Niobpulver gehören Elektronik, Metalllegierungen, Beschichtungen, chemische Industrie, Schweißen, Pyrotechnik und Supraleiter.

F: Wie groß ist die typische Niobpulvergröße für thermische Spritzschichten?

A: Für thermische Spritzverfahren wird Niobpulver in der Regel in Partikelgrößenbereichen von 45-150 Mikron verwendet. Feineres Pulver kann zu Oxidationsproblemen führen.

F: Ist Niobpulver brennbar oder explosiv?

A: Ja, wie andere fein verteilte Metalle kann Niobpulver potenziell entflammbar oder explosiv sein. Für eine sichere Handhabung und Lagerung sind entsprechende Vorsichtsmaßnahmen erforderlich.

F: Wo kann ich hochreines Niobpulver für supraleitende Anwendungen kaufen?

A: Hochreines (99,99%) Niobpulver, das für supraleitende Anwendungen geeignet ist, kann von großen Anbietern wie HC Starck, CBMM und ESPI Metals bezogen werden.